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一、引言
螺紋是在圓柱工件表面上，沿著螺旋線所形成的具有相同剖面的連續(xù)凸起和溝槽。在各種機(jī)器和機(jī)械制造業(yè)中，帶螺紋結(jié)構(gòu)的零件應(yīng)用得非常廣泛，尤其是梯形螺紋，目前常用的螺紋加工方法是車(chē)削，在普通臥式車(chē)床上能車(chē)削米制、英制、模數(shù)、徑節(jié)制等四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋。螺紋的車(chē)削技能，是普通車(chē)工及數(shù)控車(chē)工必須熟練掌握的基本功，是普車(chē)技能訓(xùn)練的主要內(nèi)容之一，它幾乎囊括了前面所學(xué)各章節(jié)的基本內(nèi)容和大部分操作要領(lǐng)，既要求學(xué)生有扎實(shí)的理論知識(shí)，更要求學(xué)生有快速的反應(yīng)能力和熟練的動(dòng)手技能，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)要求比較高，在進(jìn)行此項(xiàng)技能訓(xùn)練時(shí)學(xué)生的興趣也很高。然而，在實(shí)際車(chē)削螺紋時(shí)，由于各種原因，造成由主軸到刀具之間的運(yùn)動(dòng)，在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，引起螺紋車(chē)削時(shí)發(fā)生故障，導(dǎo)致螺紋精度達(dá)不到零件圖樣的要求，影響正常生產(chǎn)，而且還會(huì)發(fā)生不安全事故，這時(shí)應(yīng)及時(shí)加以解決。下面將我們多年來(lái)在帶學(xué)生進(jìn)行車(chē)削螺紋技能訓(xùn)練實(shí)習(xí)時(shí)，發(fā)生的常見(jiàn)故障現(xiàn)象、螺紋質(zhì)量問(wèn)題及解決方法總結(jié)歸納如下：
二、車(chē)削過(guò)程中的問(wèn)題
〈一〉、扎刀或啃刀：車(chē)刀安裝得過(guò)高或過(guò)低，工件裝夾不牢或車(chē)刀磨損過(guò)大易造成扎刀或啃刀現(xiàn)象。
1. 車(chē)刀安裝得過(guò)高或過(guò)低：過(guò)高，則造成車(chē)刀工作后角變小，吃刀到一定深度時(shí)，車(chē)刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，在徑向力的作用下甚至把工件頂彎，造成啃刀現(xiàn)象，無(wú)法正常切削；過(guò)低，則切屑不易排出，車(chē)刀徑向力的方向是向工件中心，加上中滑板橫向絲杠與螺母間隙過(guò)大的話，致使吃刀深度不斷自動(dòng)趨向加深，又相當(dāng)于把車(chē)刀往工件里拉，從而把工件抬起，而產(chǎn)生顫動(dòng)，出現(xiàn)扎刀。此時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整車(chē)刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高(可利用尾座頂尖對(duì)刀等方法)。在粗車(chē)和半精車(chē)時(shí)，刀尖位置比工件的中心高出1％×D左右(D表示被加工工件直徑)，這樣相當(dāng)于主后角變小，給工件一個(gè)支撐，增大工件剛性，從而降低振動(dòng)，避免出現(xiàn)扎刀；而在精加工時(shí)，車(chē)刀必須與工件中心等高。
2. 工件裝夾不牢固：工件本身的剛性不能承受車(chē)削時(shí)的切削力，因而產(chǎn)生過(guò)大的撓度，改變了車(chē)刀與工件的中心高度(工件被抬高了)，形成切削深度突增，出現(xiàn)扎刀，此時(shí)應(yīng)把工件裝夾牢固，對(duì)于較長(zhǎng)的工件，可使用尾座頂尖等一夾一頂裝夾，以增加工件剛性。
3. 車(chē)刀磨損過(guò)大；當(dāng)車(chē)刀使用一段時(shí)間以后，刀具變鈍，刀刃處磨損嚴(yán)重，后角變小或變成負(fù)后角，增大摩擦力，引起切削阻力、摩擦阻力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀。此時(shí)應(yīng)對(duì)車(chē)刀刃部加以修磨或換刀。
4.車(chē)削時(shí)由于對(duì)斜進(jìn)刀和左右進(jìn)刀方法掌握的不夠熟練，尤其是在粗車(chē)時(shí)，出現(xiàn)三個(gè)刀刃同時(shí)參加切削工作，如果背吃刀量過(guò)大的話，刀具接觸面積大，排屑困難會(huì)出現(xiàn)扎刀或崩刀情況。
〈二〉、亂牙
當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件未轉(zhuǎn)過(guò)整數(shù)轉(zhuǎn)，車(chē)刀就會(huì)脫離原來(lái)的螺旋槽而造成亂牙現(xiàn)象。無(wú)論車(chē)削那一種螺紋，都要求車(chē)床主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的傳動(dòng)關(guān)系：即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)(即工件轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn))，刀具應(yīng)均勻地移動(dòng)一個(gè)(工件的)導(dǎo)程的距離。它們的傳動(dòng)關(guān)系是這樣保證的：主軸帶著工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸的運(yùn)動(dòng)經(jīng)掛輪箱傳到進(jìn)給箱，由進(jìn)給箱經(jīng)變速后再傳給絲杠，再由絲杠和溜板箱上的開(kāi)合螺母配合帶動(dòng)床鞍上的刀架作直線縱向移動(dòng)。這樣工件的轉(zhuǎn)動(dòng)和刀具的移動(dòng)都是通過(guò)主軸的帶動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而保證了工件和刀具之間保持嚴(yán)格的傳動(dòng)關(guān)系。
1. 當(dāng)車(chē)床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數(shù)時(shí)；如果在退刀時(shí)，采用打開(kāi)開(kāi)合螺母，將床鞍搖至起始位置，那么，再次閉合開(kāi)合螺母時(shí)，就會(huì)發(fā)生車(chē)刀刀尖不在前一刀所車(chē)出的螺旋槽內(nèi)，以致出現(xiàn)亂牙。解決方法是采用正反車(chē)法來(lái)退刀，即在第一次車(chē)削行程結(jié)束時(shí)，不提起開(kāi)合螺母，把車(chē)刀沿徑向快速退出后，將主軸反轉(zhuǎn)，使車(chē)刀沿縱向退回，再進(jìn)行第二次車(chē)削行程，這樣在往復(fù)車(chē)削過(guò)程中，因主軸、絲杠和刀架之間的傳動(dòng)沒(méi)有分離過(guò)，傳動(dòng)關(guān)系沒(méi)有變化，車(chē)刀始終在原來(lái)的螺旋槽中，就不會(huì)出現(xiàn)亂牙。
2. 對(duì)于車(chē)床絲杠螺距與車(chē)削工件螺距比值成整倍數(shù)的螺紋；工件和絲杠都在旋轉(zhuǎn)，當(dāng)車(chē)止螺紋尾部（或退刀槽）時(shí)，提起開(kāi)合螺母，手搖床鞍至車(chē)螺紋起始位置，只要重新合上開(kāi)合螺母，這樣當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件轉(zhuǎn)了整數(shù)倍，車(chē)刀就能進(jìn)入前一刀車(chē)出的螺旋槽內(nèi)，就不會(huì)出現(xiàn)亂牙，這樣就可以采用打開(kāi)開(kāi)合螺母，手動(dòng)退刀。這樣退刀快，有利于提高生產(chǎn)率和保持絲杠精度，同時(shí)車(chē)削也較安全。
二、螺紋本身質(zhì)量問(wèn)題
〈一〉、螺距不正確
螺紋螺距不正確分以下四種情況：
1. 螺紋全長(zhǎng)上螺距不正確，原因是掛輪搭配不當(dāng)或進(jìn)給箱手柄位置不對(duì)，可重新檢查進(jìn)給箱手柄位置或驗(yàn)算掛輪。其檢查方法是在正式開(kāi)始車(chē)削前對(duì)刀試車(chē)，讓刀尖在工件表面輕輕的劃一道螺旋痕跡，用測(cè)量工具測(cè)其螺距是否正確。
2. 局部螺距不正確，原因是由于車(chē)床絲杠本身的磨損引起螺距局部誤差，可更換絲杠或?qū)⒔z杠局部修復(fù)；在精車(chē)時(shí)如果因換刀而沒(méi)有對(duì)好刀在螺旋槽的位置，則在換刀后一定要認(rèn)真對(duì)刀。
3. 螺紋全長(zhǎng)上螺距不均勻，造成此類(lèi)情況的原因有多種，大多是車(chē)床本身精度方面造成的：如果是絲杠軸向竄動(dòng)造成的，可對(duì)車(chē)床絲杠與進(jìn)給箱連接處的調(diào)整圓螺母進(jìn)行調(diào)整，以消除連接處推力球軸承軸向間隙。如果是主軸軸向竄動(dòng)引起的，可調(diào)整主軸后調(diào)整螺母，以消除后推力球軸承的軸向間隙。如果是溜板箱的開(kāi)合螺母與絲杠不同軸而造成嚙合不良引起的，可修整開(kāi)合螺母并調(diào)整開(kāi)合螺母間隙。如果是燕尾導(dǎo)軌磨損，可配制燕尾導(dǎo)軌及鑲條，以達(dá)到正確的配合要求。如果是掛輪間隙過(guò)大，可采用重新調(diào)整掛輪間隙。
4.出現(xiàn)竹節(jié)紋；是由從主軸到絲杠之間的齒輪傳動(dòng)有周期性誤差引起的，如掛輪箱、進(jìn)給箱內(nèi)的齒輪，由于本身制造誤差或局部磨損等造成旋轉(zhuǎn)瞬間不均勻，從而引起絲杠旋轉(zhuǎn)周期性不均勻，帶動(dòng)刀具移動(dòng)的周期性不均勻，導(dǎo)致竹節(jié)紋的出現(xiàn)，可以修換有誤差或磨損的齒輪。另外，也可能是在車(chē)削過(guò)程中變動(dòng)了手柄位置，一般來(lái)講正在車(chē)削途中不要?jiǎng)又谢寮靶』迨直?span>
〈二〉、中徑不正確
吃刀太大或刻度盤(pán)不準(zhǔn)，或者螺紋底徑?jīng)]有控制好，而又未及時(shí)測(cè)量容易造成中徑不正確，而中徑是評(píng)判螺紋精度高低的重要參數(shù)指標(biāo)。這就要求在螺紋精車(chē)階段要仔細(xì)檢查刻度盤(pán)是否松動(dòng)，精車(chē)余量是否適當(dāng)，是否車(chē)到計(jì)算底徑尺寸，車(chē)刀刃口是否鋒利，并且要及時(shí)測(cè)量。
〈三〉、螺紋表面粗糙
在精車(chē)階段（尤其是表面要求高的螺紋）如果車(chē)刀刃口磨得不光潔平直，使用的切削液不適當(dāng)，切削用量選擇不適當(dāng)，精車(chē)余量不足，車(chē)刀剛性差以及切削過(guò)程產(chǎn)生振動(dòng)等都會(huì)造成螺紋表面粗糙度達(dá)不到零件圖樣的要求。這就要求在精車(chē)螺紋時(shí)要使用修整砂輪或用油石精研刀具，選擇適當(dāng)切削速度（尤其是使用高速鋼刀時(shí)，用低速比較好）、適當(dāng)切削液和小吃刀量；調(diào)整車(chē)床床鞍壓板及中、小滑板燕尾導(dǎo)軌的鑲條，并盡量消除手柄空行程，保證各導(dǎo)軌間隙的準(zhǔn)確性，車(chē)刀伸出不要太長(zhǎng)以防止切削時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。
〈四〉、螺紋牙形歪斜
螺紋牙形不正，牙形半角不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生歪斜，有點(diǎn)象鋸齒形狀，齒面是弧形，這可能是車(chē)刀刃磨的形狀不對(duì)，也可能是沒(méi)有用車(chē)刀樣板正確對(duì)刀，或者是車(chē)刀使用時(shí)間太長(zhǎng)磨損嚴(yán)重，這就要在車(chē)螺紋前認(rèn)真磨刀或者對(duì)正刀。
〈五〉、螺紋收尾不良
有些工件螺紋尾部沒(méi)有設(shè)計(jì)退刀槽，車(chē)削螺紋時(shí)個(gè)人憑感官手動(dòng)退刀，每次退刀的出刀點(diǎn)位置很不一致，造成螺紋收尾不良，使相配工件旋不到位，更為嚴(yán)重的是容易扎刀或與工件臺(tái)階產(chǎn)生碰橦，也容易崩刀，發(fā)生事故。解決的辦法一是按圖樣要求預(yù)先在螺紋終止部位用車(chē)刀輕輕滑一道痕跡，二是第一刀用慢速車(chē)到螺紋終止部，記住大滑板手輪刻度線，以后各車(chē)削過(guò)程中只要到了該刻線，立即退刀，這樣收尾就會(huì)一致。
總之，螺紋車(chē)削時(shí)產(chǎn)生的故障形式、質(zhì)量問(wèn)題多種多樣，既有設(shè)備的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障時(shí)要具體情況具體分析，通過(guò)各種檢測(cè)和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法，才能加工出符合要求的產(chǎn)品。
