车削螺纹的常见问题和解决方法

　　螺纹是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有相同剖面和规定牙型的连续凸起和沟槽，它主要用作连接零件、紧固零件、传动零件和测量用的零件等。钛浩机械是以回转顶尖、丝杠、轴加工、数控车床加工、刀柄刀杆、夹头接杆为公司的主打产品，随着科学技术的发展，数控车床越来越普及，在数控车床上车削螺纹在机械中被越来越多的使用。数控车床以精度高、同一性好、加工范围广、调试方便等优势占有越来越重要的地位。

　　数控车削螺纹与普通车床车螺纹有着很大的区别，普通车床是通过齿轮机械传递与丝杠联动后车削，即主轴每转一转，刀架移动一个螺纹的导程，在整个螺纹加工过程中这条传动链不能断开，否则会乱扣。而数控车削是通过主轴上安装的编码器发出脉冲信号进入数控系统，有数控系统进行运算控制，发出指令控制伺服电机通过滚珠丝杠控制刀具进行移动，实现螺纹的车削。

　　为了让螺纹车削在多走刀时不乱扣，通过检测脉冲信号来控制螺纹的起始加工位置，当程序加工开始时，主轴旋转，刀具等待主轴编码器发出连续脉冲的同步信号(即零位信号)后，同时进行机床的车削运动，那么在车削第二刀螺纹时，刀具回到上次车削的起始点位置，还是等待接收到同步信号(即零位信号)后再次车削，这样车削螺纹始终在同一螺旋线上，所以不会产生乱扣现象。

　　在车床上加工螺纹是最常用的螺纹的加工方法。车削外螺纹时，由于受车刀挤压会使工件上的螺纹大经尺寸膨胀，所以在车削外圆时，一般应车削外圆的尺寸比基本的尺寸小20丝至40丝，然后在加工完成时，螺纹得牙顶值为0.125P的宽(P为螺距)。钛浩机械是以回转顶尖、丝杠、轴加工、数控车床加工、刀柄刀杆、夹头接杆为公司的主打产品，当然，在车削三角形内螺纹时，内孔的直径反会受压缩小，所以在车削内螺纹前孔的直径要比内螺纹的小径略大些，通常采用下上式中，D底径为车削螺纹的底径，D顶径为车削螺纹的顶径，D孔径为车螺纹前的孔内直径，d为车削螺纹的公称直径，P为车削螺纹的螺距。

　　一、数控螺纹车削装刀对刀中存在的问题及解决方法：

　　1、首次车削装夹刀具

　　在首次装夹螺纹刀时会产生螺纹刀刀尖与工件回转中心不等高现象，一般常见于焊接刀，由于制造粗糙，刀杆尺寸不精确，中心高需加垫片进行调整，中心高低影响刀具车削后的实际几何角度。装刀时刀尖角装偏，易产生螺纹牙型角误差，产生齿形歪斜。螺纹刀伸出过长，加工时会产生震刀，影响螺纹表面粗糙度。装夹外螺纹车刀时，刀尖位置一般应对准工件中心。

　　(1)工件装夹不牢

　　工件本身的刚性差，使车刀低于工件的中心高度(即工件被抬高了)，造成切削深度增大，出现扎刀现象，此时可使用尾座顶尖，增加工件刚性，工件装夹牢固，可辅助使用跟刀架减小工件跳动，以保证同轴度。

　　(2)车刀磨损

　　刀具磨损变钝。应及时对车刀修磨，保持车刀锋利。

　　解决方法是：螺纹刀刀尖必须与工件回转中心保持等高，刀具刃磨后用对刀样板靠在工件轴线上进行对刀，保持刀尖角安装正确。如使用数控机夹刀具，由于刀杆制造精度高，一般只要把刀杆靠紧刀架的侧边即可。

　　2、粗精车刀对刀

　　在加工高精度螺纹及梯形螺纹过程中，需用两把螺纹刀粗精车分开，两把刀对刀产生偏移大(特别是Z向)会使螺纹中径变大产生报废。

　　解决方法是：粗精加工螺纹刀对刀采用设定某一点为基准点，采用通常方法对刀即可，在实际的对刀过程中采用试切法只要稍加调整一下刀补。

　　3、修复工件对刀

　　修复工件对刀由于二次装夹工件，修复的螺旋线与编码器一转信号发生了变化，再次修复加工时会产生乱扣。

　　解决方法是：当在螺纹加工过程中，如果出现刀具磨损或者撞刀(即刀尖破碎)，需重新刃磨刀具后对刀;工件未取下修复，只需把螺纹刀安装的位置与拆下前位置重合在一起，这等同于同一把车刀加工。

　　4、螺纹中径不正确

　　车刀角度不正确，进刀量不正确，而没及时发现。

　　解决方法是：修磨车刀刃口角度，要锋利;重新计算进刀量;修改刀具磨损;及时测量做出调整。

　　5、螺纹表面粗糙

　　螺纹车刀刃口不光洁，有崩口;主轴转速过低;切削液润滑不充分以及切削过程产生振动。

　　解决方法是：正确修磨刀具，使车刀刀刃锋利、光洁;选择适当切削参数;增大切削液的润滑;采用尾座装夹顶针(即“一夹一顶”)，来防止切削力过大时产生的跳动。

　　二、车削螺纹时常见故障及解决方法：

　　1、扎刀

　　主要原因：

　　(1)车刀的前角太大，机床丝杆间隙较大;

　　(2)车刀安装得过高或过低;

　　(3)工件装夹不牢;

　　(4)车刀磨损过大;

　　(5)切削用量太大;

　　(6)切削油性能不达标。

　　解决方法：

　　(1)减小车刀前角，维修机床调整丝杆间隙，利用数控车床的丝杆间隙自动补偿功能补偿机床丝杆间隙;

　　(2)车刀安装得过高或过低时，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工件直径。

　　(3)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，出现扎刀，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。

　　(4)车刀磨损过大：引起切削力增大顶弯工件出现扎刀，此时应对车刀加以修磨。

　　(5)切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大：根据工件导程大小和工件刚性选择合理的切削用量。

　　(6)切削油的性能直接影响了工艺水平，如使用菜籽油、机械油、再生油等不含有极压剂成分的非专用油品，在加工过程中油膜瞬间破裂，导致工件和刀具之间的应力突然增大产生扎刀。解决方法是选用亿达渤润石化专用的切削油。

　　2、乱扣

　　主要原因：

　　机床主轴编码器同步传动皮带磨损，检测不到主轴的同步真实转速;编制输入主机的程序不正确;丝杆磨损严重。

　　解决方法：

　　(1)主轴编码器同步皮带磨损：由于数控车床车削螺纹时，主轴与车刀的运动关系是由机床主机信息处理中心发出的指令来控制的。如果系统检测不到主轴的真实转速，刀具移动的距离就不是一个导程，第二刀车削时螺纹就会乱扣。这种情况下，我们只有维修机床，更换主轴同步皮带。

　　(2)编制输入的程序不正确：车削螺纹时为了防止乱扣，必须保证后一刀车削轨迹要与前一刀车削轨迹重合，在普车上我们用倒顺车法来预防乱扣。在数控车床上，我们用程序来预防乱扣，就是在编制加工程序时，我们用程序控制螺纹刀在车削前一刀后，退刀使后一刀起点位置与前一刀起点位置重合(相当于在普车上车削螺纹时，螺纹刀退回到前一刀所车出的螺旋槽内)，这样车出的螺纹就不会乱扣。有时，由于程序输入的导程不正确(后一段程序导程与前一段程序导程不一致)，车削时也会出现乱扣现象。

　　(3)丝杆磨损严重：导致丝杆磨损严重的原因包括长期使用、编程错误、丝杆材质、切削油性能等。应根据实际情况对工艺进行修正，包括维修机床，使用专用的切削油，更换材质硬度更高的丝杆等。

　　3、螺距不正确

　　主要原因：

　　主轴编码器传送回机床系统的数据不准确;丝杆和主轴的窜动过大;编制和输入的程序不正确。

　　解决方法：

　　(1)主轴编码器传送数据不准确：维修机床，更换主轴编码器或同步传送皮带;

　　(2)丝杆和主轴窜动过大：调整主轴轴向窜动，丝杆间隙可以用系统间隙自动补偿功能补偿;

　　(3)检视程序，务必使程序中的指令导程与图纸要求一致。

　　4、牙型不正确

　　主要原因：

　　车刀刀尖刃磨不正确;车刀安装不正确;车刀磨损。

　　解决方法：

　　(1)车刀刀尖刃磨不正确：正确刃磨和测量车刀刀尖角度，对于牙型角精度要求较高的螺纹车削，可以用标准的机械夹固式螺纹刀车削，或者把螺纹刀用磨床刃磨。

　　(2)车刀安装不正确：装刀时用样板对刀，或者通过用百分表找正螺纹刀杆来装正螺纹刀。

　　(3)车刀磨损：根据车削加工的实际情况，合理选用切削用量，检查切削油产品是否存在变质情况，及时修磨车刀。

　　5、螺纹表面粗糙度大

　　主要原因：

　　刀尖产生积屑瘤;刀柄刚性不够，切削时产生震动;车刀径向前角太大;高速切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，拉毛已加工牙侧表面;工件刚性差，而切削用量过大;车刀表面粗糙度差。

　　解决方法：

　　(1)用高速钢车刀切削时应降低切削速度，并正确选择切削油，避免产生积屑瘤;

　　(2)增加刀柄截面，并减小刀柄伸出长度;

　　(3)减小车刀径向前角;

　　(4)高速钢切削螺纹时，最后一刀应使切屑沿垂直轴线方向排出;

　　(5)选择合理的切削用量;

　　(6)选用的刀具切削刃口的表面粗糙度应比零件加工表面粗糙度值小。

　　通常在金属切削过程中，选择合理的切削液或切削油，可以更好的改善刀具与工件间的摩擦状况，来降低切削力和切削温度，以减轻刀具的磨损、降低温度，实现工件热变形的减小，从而提高刀具的耐用度、耐磨度，提高加工效率以及加工质量。切削液不仅能起冷却作用，而且还有润滑、清洗、防锈等作用。