简析普通车床上多线螺纹的车削加工

荆凯

摘 要：在车床上进行多线螺纹加工是车削中较难的一个课题。文章从螺纹车刀的正确刃磨和分线方法等入手来剖析解决车削多头螺纹的难点问题——“扎刀”和“分线不匀”，通过对机床设备的检查调整、螺纹车刀的改进及正确安装、关键的多线螺纹切削加工操作方法注意事项，使同学们不仅能有效保证多线螺纹的加工精度和加工工件的质量，而且在加工效率方面也能有很大的提高，为职业院校的数控加工实习提供理论依据。

关键词：多线螺纹；导程；分线；扎刀

中图分类号：TG51；TG62 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）12-0086-02

多线螺纹的加工不仅是中级车工技能鉴定经常考核的内容，尤其是对于传统机床来说，也是车工实操训练中难度较大的实习课题。实习中在车削过程时要保证多线螺纹的尺寸精度和形状精度，同时保证几条螺纹的相互位置精度，还要保证表面粗糙度等表面质量。多线螺纹的导程角较大，牙型深，切削层面积大，所以加工时常常会出现“扎刀”现象；又因为操作者个人的技术水平问题，会使其在加工中出现“分线”不匀现象。如果螺纹分线时出现超差，就会直接影响到内外螺纹之间的配合性能，轻则增加过度磨损，影响零件寿命；严重时会造成无法安装，产品报废。下面就从这几个方面浅谈一下典型的多线螺纹的车削加工。

1 多线螺纹的概述

1.1 螺纹的定义

在机械加工中，螺纹是在一根圆柱形的轴上（或内孔表面）用刀具或砂轮切成的，此时工件转一转，刀具沿着工件轴向移动一定的距离，刀具在工件上切出的痕迹就是螺纹。在现在的很多机械产品中，螺纹是应用最为广泛的，其中三角螺纹主要起联接作用；矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要起传动作用，螺纹还有改变运动形式的作用。螺纹按螺旋线方向分为左旋的和右旋的两种，一般用右旋螺纹。按螺旋线的数量分为单线螺纹、双线螺纹及多线螺纹。按使用场合和功能不同，可分为紧固螺纹、管螺纹、传动螺纹、专用螺纹等。螺旋线在轴向等距分布时称之为多线螺纹。切削加工精度难掌握，属于难度中等偏上加工件。

1.2 多线螺纹的技术要求

多线螺纹的技术要求有：

①多线螺纹的螺距必须相等。

②多线螺纹的小径必须相等。

③多线螺纹的牙型角必须相等。

1.3 影响多线螺纹切削加工精度的主要因素

影响多线螺纹切削加工精度的主要因素有以下几方面。

1.3.1 设备方面

由于多线螺纹工件技术要求较高，螺旋升角大，刀具与工件的切削接触面宽，切削抗力大，工件刚性差。因此，往往由于机床设备本身没有达到使用要求而使螺纹切削失败，或是尺寸精度、位置精度或表面精度达不到要求，使得工件报废。在操作加工中，变换手柄位置及调整挂轮，可以有效提高螺纹的合格率。另外，粗精车采用一夹一顶的装夹方法，进行工件车削时尽可能缩短装夹长度，在保证加工精度的同时，尽可能提高工件的刚性。调整尾座，使顶尖中心与主轴中心线保持一致。检查中、小拖板的刻度盘刻痕是否清淅，进格数对应的进给量应准确无误。

1.3.2 刀具方面

鉴于多线螺纹导程大，刀具的工作角度会发生很大变化，切削过程不平稳，尺寸精度和形状位置公差达不到合格标准，切削加工时间延长，效率降低。俗话说：磨刀不误砍柴工。车刀刃磨的好坏，不仅直接影响加工工件质量，而且也决定着生产效率的高低，它是保证加工质量的首要条件，是一个前提。螺纹车刀左右切削刃必须是直线。对于蜗杆车刀几何参数选择，主要根据工件的材料和刀具材料来考虑。在安装刀具时，采用水平装刀方法，刀尖必须对准工件轴心，刀尖角的中心线与工件轴心线相垂直。刀头不歪斜，牙型半角相等，刀尖靠近进刀一侧，目的是加工时退刀安全。

1.3.3 操作方法

切削加工操作方法不当或切削步骤混乱，将严重影响多线螺纹的分线精度、尺寸精度、表面质量、形状和位置精度及其他精度，导致效率降低，工件切削加工不合格。若螺纹分线出现偏差，导致车削时多线螺纹的螺距会不相等，所以必须加强加工操作时的手动控制。为保证多线螺纹的加工精度，将切削加工分为粗车、精车两个工序进行。切削过程中需加注充分的冷却液，最重要的是切削操作顺序及操作方法。车削时，采用合理正确的粗精车方法，是保证工件加工质量和提高加工效率的重要手段和有效措施。严格按照上述方法，不仅能保证多线螺纹的加工精度和表面质量，并且能够提高螺纹切削效率，缩短切削加工时间，而且操作简单、易学，适合高职高专院校学生采用。

2 多线螺纹加工中经常出现的问题及改进措施

2.1 分线不准

①采用直进法车削小直径多线螺纹，这样可以避免分线不准的情况发生。对于大直径的多线螺纹，必须采用左右车削法车削。那么手动操作时就要注意提高分线精度，协调好加工顺序，把握好进给方向和水平等位置。

②中途改变了车刀径向或轴向位置。注意重新对刀，确定好加工顺序，做到粗精分开，工艺工序明确。

③多线螺纹装夹不牢固。此时，切削力过大会造成螺纹的松动，有安全隐患。

2.2 扎刀及改进

2.2.1 扎刀

在车削操作训练过程中，扎刀是经常出现的现象，在出现扎刀问题后，有的同学就会产生害怕的心理，因而每次进刀都很小心，切削深度较少，走刀次数增多，致使切削多线螺纹蜗杆的效率降低，甚至屡次出现扎刀现象，造成了“越扎越怕”的心理。为什么会这样呢？因为没有掌握好产生扎刀的原因和解决办法，脑中比较机械茫然。因此，在车削出现扎刀问题后，要根据实际具体情况，及时分析并找出产生扎刀的原因，从而采取有效的方法加以解决。

2.2.2 扎刀的原因

扎刀具体的原因有：车床中滑板、小滑板的间隙没有调整适当；安装车刀时刀杆伸出过长或刀杆刚性不足；车刀刀尖低于工件中心；工件刚性不足；车刀不够锋利；车刀正前角过大，造成径向切削力把车刀拉向工件造成“扎刀”；操作方法不当，车刀三个刃同时受力。

2.2.3 改进措施

预防和解决“扎刀“问题产生的方法：粗车前，要适当调整好车床滑板间隙；车刀的伸出长度尽量短一些，刀杆尽量粗些；安装车刀刀尖等高于工件中心；合理安排工序保证工件装夹刚性；车刀几何参数选好，保持锋利；操作方法要正确，采用左右车削法，避免三个刃同时切削。

2.3 克服小滑板行程不足或由于小滑板伸出过长造成小

滑板切削强度不足的方法

加工多线螺纹时，当一条螺旋槽加工完后车刀轴向移动一个所需的螺距P，加上小滑板轴向移动量等于螺距的方法。

2.4 正确安装螺纹车刀

螺纹车刀的装夹会影响工件的牙型和牙型角。一般情况下，螺纹车刀的刀尖角等于牙型角。正确安装螺纹车刀，要求左右切削刃组成的平面要和工件轴线等高；刀尖的对称中心线应垂直于螺纹轴线，有些情况下，允许刀尖稍高于工件轴线；螺纹车刀伸出刀架长度要适中，过长影响刀杆刚性，过短影响切削运行轨迹。在加工过程中，螺纹车刀安装错误会使螺纹牙形不一致，影响表面粗糙度和形位公差；其次更容易造成扎刀现象。综上，要正确安装螺纹车刀需做到：安装前保证刀杆及刀片定位面清洁，无损伤；将刀杆安装在刀架上时，应保证刀杆方向正确；安装刀具时需注意使刀尖等高于主轴的回转中心。

3 车削螺纹时的注意事项

①螺纹加工的进刀量应不断减少，具体进刀量根据刀具及工件材料进行选择。螺纹加工完成后可以通过观察螺纹牙型判断螺纹质量及时采取措施。同时，要选择适当的转速和进刀量，选择合理的冷却润滑液。

②多线螺纹的导程大，车削时走刀速度快，要注意防止撞车。

③采用圆周分线法车削多线螺纹时，小溜板刻度盘起始刻度应相同。当采用小滑板时，注意与车床主轴轴线平行。

④对于一般标准螺纹，都采用螺纹环规或塞规来测量。在测量外螺纹时，如果螺纹“过端”环规（通规）正好旋进，而“止端”环规（止规）旋不进，则说明所加工的螺纹符合要求，反之就不合格。测量内螺纹时，采用螺纹塞规，以相同的方法进行测量。

⑤由于多线螺纹的螺纹升角（多头蜗杆的导程角）大，车刀两侧后角要相应增减。刀具有合理的修光刃光洁度会更好。

⑥数车车螺纹比普车光洁度好。所以在设备等条件允许的情形下，尽量采用数控加工螺纹。

⑦先钻孔后加工螺纹孔时，尽量避免螺纹孔弯曲和倾斜，避免螺纹牙型不完整和歪斜。当螺距不能被整除，则只能用反正车的方法。

⑧选择所需加工螺纹底孔的钻头或扩孔钻头。钻头的切削刃要锋利，刃带要光滑，不得有毛刺和磨损等，避免底孔刮伤或产生锥度等缺陷。

总之，加工普通车床上加工螺纹时，要注意中径不正确，所以加工时要注意经常测量；注意螺距不正确，要调整好主轴和丝杠的轴向串动量和开合螺母间隙；牙型不正确，所以要正确刃磨和测量车刀角度；必须选择合理的切削用量，控制尺寸精度、形状精度、位置精度、表面质量和表面粗造度等。

4 结 语

在普通车床上进行多线螺纹的加工是目前较难的加工方法之一，除此之外，在数控车床上加工多线螺纹也是常用的加工方法之一，同时也减轻了工人的劳动强度。而普通车床上加工多线螺纹，更要求操作者具有丰富的经验和熟练的技能。通过简单介绍对机床设备的检查调整、螺纹车刀的正确安装、多线螺纹切削加工中的注意事项。在高职高专院校中，普遍存在教师和学生对多线螺纹车削加工感到头痛的问题，好多的同学在实习时无所适从，不敢操作。加之生产效率低下，工人劳动强度高等，在此也提出学院积极吸收国内外先进技术，探讨用数控机床加工多线螺纹和应用宏程序高速切削多线螺纹的新方法和新技巧。

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