车削加工螺纹达不到工艺要求的解决方案

郝爱国 张长文 丁泳 张明德 吴晓晓 郑元栋 张旭

摘 要：螺纹加工有多种方法，车削加工是应用最广泛的工艺，在车削加工中会出现达不到工艺要求的情况，针对现场产生的情况，通过检测和诊断手段，找出具体的影响因素，才能采取有效的解决方法。

关键词：车床;螺纹;原因;方案

螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在卧式车床（如CA6140）上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹，车削螺纹加工中，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工件转一转），刀具应均匀地移动一个（工件的）导程的距离。在实际车削加工螺纹时，会出现不能满足工艺要求的问题，影响正常生产，针对以下具体问题制定相关解决方案。

一、 啃刀现象

原因分析：车刀中心高不正确，工件装夹不牢或车刀磨损过大。

解决方案：

1. 车刀中心高不正确：中心高过高则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象;中心高过低则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高（可利用尾座顶尖对刀）。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件的中心高出1%D左右（D表示被加工工件直径）。

2. 工件装夹不牢：工件本身的刚性不能承受车削时的切削力，因而产生过大的挠度，改变了车刀与工件的中心高度（工件被抬高了），形成切削深度突增，出现啃刀，此时应把工件装夹牢固，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。

3. 车刀磨损过大：引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。

二、 乱扣

原因分析：当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。

解決方案：

1. 当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时：如果在退刀时，采用打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。解决方法是采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把车刀径向退出后，将主轴反转，使车刀纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现乱扣。

2. 对于车削车床丝杠螺距与工件螺距比值成整倍数的螺纹：工件和丝杠都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杠转过一转，才能重新合上开合螺母，这样当丝杠转过一转时，工件转了整数倍，车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内，就不会出现乱扣，这样就可以采用打开开合螺母，手动退刀。这样退刀快，有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全。

三、 螺距精度

原因分析：螺纹全长或局部不正确，螺纹全长上螺距不均匀或螺纹上出现竹节纹。

解决方案：

1. 螺纹全长上不正确：原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对，可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。

2. 局部不正确：原因是车床丝杠本身的螺距局部误差（一般由磨损引起），可更换丝杠或局部修复。

3. 螺纹全长上螺距不均匀：原因是丝杠的轴向窜动、主轴的轴向窜动、溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良、溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定、挂轮间隙过大等。通过检测：如果是丝杠轴向窜动造成的，可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整，以消除连接处推力球轴承轴向间隙。如果是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调整螺母，以消除后推力球轴承的轴向间隙。如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良引起的，可修整开合螺母并调整开合螺母间隙。如果是燕尾导轨磨损，可配制燕尾导轨及镶条，以达到正确的配合要求。如果是挂轮间隙过大，可采用重新调整挂轮间隙。

4. 出现竹节纹：原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身，制造误差、或局部磨损、或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低，从而引起丝杠旋转周期性不均匀，带动刀具移动的周期性不均匀，导致竹节纹的出现，可以修换有误差或磨损的齿轮。

四、 中径精度

原因分析：吃刀太大，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。

解决方案：精车时要仔细检查刻度盘是否松动，精车余量要适当，车刀刃口要锋利，要及时测量。

五、 螺纹表面粗糙度

原因分析：车刀刃口磨得不光洁，切削液不适当，切削速度和工件材料不适合以及切削过程产生振动等造成。

解决方案：正确修整砂轮或用油石精研刀具;选择适当切削速度和切削液;调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等，保证各导轨间隙的准确性，防止切削时产生振动。

总之影响螺纹车削加工的工艺参数较多，出现问题要逐项排出原因，通过人、机、料、法、环五方面最终会解决问题，保证产品质量，提高加工效率。

参考文献：

[1]付小红.车削螺纹常见故障及解决方法[J].中国设备工程，2017（9）：30-31.

[2]葛秉武，毛晓丽.车螺纹时常见故障及解决方法[J].科学之友，2011（30）：75，87.

作者简介：郝爱国，张长文，丁泳，张明德，吴晓晓，郑元栋，张旭，胜利油田胜机石油装备有限公司。