畢業(yè)論文-螺紋的車削與故障分析

畢業(yè)論文-螺紋的車削與故障分析PAGEPAGE23畢業(yè)論文題目對螺紋的車削與常見的故障分析專業(yè)數(shù)控加工與維護工程班級09級數(shù)控2班學(xué)生黃彥福指導(dǎo)教師趙春明摘要在機械制造業(yè)中，用車削的方法加工螺紋是目前常用的加工方法。在普通車床上車削標(biāo)準(zhǔn)螺紋，車床主軸與刀具之間必須保持嚴(yán)格的運動關(guān)系：即主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具應(yīng)均勻地移動一個導(dǎo)程的距離。它們的運動關(guān)系是這樣保證的：主軸帶著工件一起轉(zhuǎn)動，主軸的運動經(jīng)交換齒輪傳到進給箱；由進給箱變速后再傳給絲杠；由絲杠和溜板箱上的開合螺母配合帶動刀架作直線移動，這樣工件的轉(zhuǎn)動和刀具的移動都是通過主軸的帶動來實現(xiàn)的，從而保證了刀具和工件之間嚴(yán)格的運動關(guān)系。在實際車削螺紋時，由于各種原因，造成主軸到刀具之間的運動在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，引起車削螺紋時產(chǎn)生故障，影響正常生產(chǎn)，這時應(yīng)及時加以解決。

多線螺紋的各螺旋線是等距分布的，從他們的端面上可以看出，各螺旋線的起始點，在圓周上相距的角度是相等的，在車削過程中，解決螺旋線的等距分布問題叫分線，如果等距誤差過大、會影響內(nèi)、外螺紋的配合精度和蝸桿蝸輪的嚙合精度，降低使用壽命.削多線螺紋在機器制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，因而螺紋的車削是技工學(xué)校車工專業(yè)必修的一個實習(xí)課題，如何搞好螺紋車削這門技術(shù)的教學(xué)，筆者從螺紋車刀的準(zhǔn)備、車削方法的選擇、合理的切削用量的選擇及如何處理故障等方面進行闡述刃磨車刀時刀尖角不正確，即車刀兩切削刃在基面上投影之間的夾角與加工螺紋的牙型角不一致，導(dǎo)致加工出的螺紋角度不正確。解決方法：刃磨車刀時必須使用角度尺或樣板來檢測，得到正確的牙型角。與普通車削相比，螺紋車削的進給速度要高出10倍，螺紋刀片刀尖處的作用力要高100～1000倍，切削速度較快，切削力較大和作用力聚集范圍較窄導(dǎo)致螺紋的加工難度高。筆者通過大量的實驗認(rèn)為要從刀具的幾何參數(shù)、切屑液和程序的編輯3個方面來提高數(shù)控車削螺紋的精度。關(guān)鍵詞：螺紋

車削

方法故障解決目錄第一章三角形螺紋的車削方法1.1

車削螺紋工件的螺紋參數(shù)和工藝要求 31.2車刀的選擇、刃磨和安裝 41.3

檢測螺紋參數(shù) 5第二章多線螺紋的分線方法和分線精度2.1軸向分線法 62.2圓周分線法 82.3用卡盤卡爪分線 82.4用分度盤分線 9第三章車削中出現(xiàn)的問題及解決方法3.1刃磨車刀時刀尖角不正確 103.2車刀安裝不正確 103.3刀具磨損 103.4螺距（或?qū)С蹋┎徽_ 113.5表面粗糙度值大 113.6解決方法 123.7亂牙 123.8中徑不正確 123.9扎刀或頂彎工件 12第四章故障分析及解決方法

4.1啃刀與亂扣 13第一章三角形螺紋的車削方法1.1

車削螺紋工件的螺紋參數(shù)和工藝要求1.1.1確定螺紋大徑、中徑、小徑

外螺紋大徑（公稱直徑d）一般應(yīng)車得比基本尺寸小0.2~0.4mm（約0.13P），保證車好螺紋后牙頂處有0.125P的寬度（P是螺距）。具體數(shù)值應(yīng)參照基準(zhǔn)制來選擇，基軸制的值應(yīng)小些，基孔制則可大些。中徑d2=d-0.6495P，在中徑處螺紋牙厚和槽寬相等。小徑的計算公式為：d1=d-1.3P。則在上例中的參數(shù)分別是：d=29.6~29.8，d2=28.701，d1=27.4。2、螺柱右端面要倒角至螺紋小徑，左邊加工退刀槽。

1.1.2確定背吃刀量

螺紋切削用量的選擇應(yīng)根據(jù)工件材料的螺距大小以及所處的加工位置等因素來決定。前幾次的進給用量可大些，以后每次進給切削用量應(yīng)逐漸減小。切削速度應(yīng)選低些，粗車時每次切深0.3mm左右，最后留余量0.2mm；精車時每次切深0.1~0.2mm左右，粗精車的總切深為1.3P。經(jīng)過總結(jié)，本人列出下表僅供參照。1.2車刀的選擇、刃磨和安裝

螺紋車刀的選擇主要考慮刀具、形狀和幾何角度等三個方面。高速鋼車刀用于加工塑性（鋼件）材料的螺紋工件；白鋼刀刃磨螺的紋車刀，適用于加工大螺距的螺紋和精密絲等工件；硬質(zhì)合金螺紋車刀適用于加工脆性材料（鑄鐵）和高速切削塑性工件。

車刀的幾何角度有三個（1）刀尖角ε應(yīng)等于牙型角，車削普通三角形螺紋是60°；（2）前角Υ一般為0°~15°，螺紋車刀的徑向前角對牙形角有很大的影響，對精度高的螺紋徑向前角可適當(dāng)取小一些（約0°~5°）；（3）后角α一般為5°~10°，因螺紋升角的影響，兩后角大小應(yīng)該磨成不同，進刀方向一面應(yīng)稍大一些。但對大直徑、小螺距的三角形螺紋，這種影響可忽略不計。刃磨車刀時要根據(jù)粗、精車的要求，刃磨出合理的前、后角。粗車刀前角大，后角小，精車刀則相反。車刀的左右刀刃必須是直線，無崩刃。刀尖角的刃磨比較困難，為保證磨出準(zhǔn)確的刀尖角，在刃磨時用螺紋角度樣板測量刀尖角（見圖2）。測量時，把刀尖角與樣板貼合，對準(zhǔn)光源，仔細(xì)觀察兩邊貼合的間隙，并以此為依據(jù)進行修磨。另外車刀磨損過大時會引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀現(xiàn)象。此時應(yīng)對車刀加以修磨。

車削螺紋時，為了保證牙形正確，對安裝螺紋車刀提出了嚴(yán)格的要求。安裝時刀尖高度必須對準(zhǔn)工件旋轉(zhuǎn)中心（可根據(jù)尾座頂針高度檢查），車刀安裝得過高，則吃刀到一定深度時，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，造成啃刀；過低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進絲杠與螺母間隙過大，致使吃刀深度不斷自動徑向加深，從而把工件抬起，導(dǎo)致啃刀；車刀刀尖角的中心線必須與工件嚴(yán)格垂直，裝刀時可用樣板來對刀（見圖3）。如果車刀裝歪，就會產(chǎn)生牙形歪斜（見圖4）；刀頭伸出不能太長，一般為20~25mm（約刀桿厚度的1.5倍）1.3

檢測螺紋參數(shù)

檢測螺紋主要測量螺距、牙型角和螺紋中徑，而且這些測量要在拆卸工件、刀具前進行，發(fā)現(xiàn)問題才能及時補救。1.3.1

測量螺距、牙型角

螺距是由車床的運動關(guān)系來保證的，用鋼尺測量即可。普通螺紋的螺距一般較小，在測量時，最好量10個螺距的長度，再除以10得到一個螺距的尺寸。牙型角是由車刀的刀尖以及正確安裝來保證的，一般用樣板測量。也可用螺距規(guī)同時測量螺距和牙型角（見圖7）。1.3.2測量螺紋中徑螺紋中徑常用螺紋千分尺測量（見圖8）。使用方法跟一般的外徑千分尺相似。它有兩個可以調(diào)換的測量頭，在測量時，兩個跟牙形相同的觸頭正好卡在螺紋的牙形面，所得到的千分尺讀數(shù)就是該螺紋的中徑實際尺寸。1.3.3

綜合測量

用螺紋環(huán)規(guī)檢查三角形外螺紋（見圖9）。首先應(yīng)對螺紋的直徑、螺距、牙形和粗糙度進行檢查，然后再用環(huán)規(guī)測量外螺紋的尺寸精度。如果環(huán)規(guī)通端正好擰進去，而止端擰不進去，說明螺紋精度符合要求。對于精度要求不高的也可用標(biāo)準(zhǔn)螺母檢查（生產(chǎn)中常用），以擰上工件時是否順利和松動的感覺來確定。檢查有退刀槽的螺紋時，環(huán)規(guī)應(yīng)通過退刀槽與階臺端面靠平。第二章多線螺紋的分線方法和分線精度2.1軸向分線法當(dāng)車好一條螺旋槽后，把車刀沿軸線方向移動一個螺距，再車第二條螺旋槽。這種方法主要是如何解決精確移動一個螺距的問題。具體方法如下：2.1.1滑板刻刻度分線法這種方法是利用小滑板刻度盤的刻線值使車刀沿軸向移動一個螺距，以達到分線的目的。這種方法簡單，不需要其他附件和裝置，利用車床固有的小滑板及刻度就能達到分線的目的。其分線精度處決于小滑板刻線移動的精確度和操作方法的正確性。分線時必須注意的事項：a.分線前必須保證小滑板導(dǎo)軌與工作軸線平行度，否則會產(chǎn)生誤差。簡單校正的方法是：在車床上車長度約150mm的外圓（100以上），量其直徑，得有無錐度誤差，然后將百分表安裝在刀架上，使百分表測頭與加工的表面接觸，移動小滑板，就可得工件軸線與小滑板移動軌跡的平行度。一般校正差值在0.02范圍內(nèi)。b.螺紋分線時應(yīng)注意小滑板手柄旋轉(zhuǎn)方向，否則會產(chǎn)生誤差。每次分線小滑板手柄轉(zhuǎn)動方向要相同，轉(zhuǎn)動時要消除空行程，以免因絲桿與螺母之間的間隙產(chǎn)生分線誤差。c.車削精度較高、導(dǎo)程較大的多線螺紋（蝸桿）時，應(yīng)把各條螺旋槽都粗車完畢后，再進行精車。精車時小滑板手柄進給方向要相同，小滑板進給數(shù)要正確，并最后反復(fù)2-3次以免各線（側(cè)面）由于余量不勻而產(chǎn)生分線誤差。2.1.2利用百分表（或千分表）和量塊分線法方法是：車好一條螺旋線后，移動小滑板，使百分表讀數(shù)等于多線螺紋的一個螺距，再車削下一個螺旋槽。當(dāng)車削較大螺距的多線螺紋時，百分表移動的數(shù)值受到限制，可在百分表與擋塊之間墊一量塊，其厚度等于所車多線螺紋的螺距，車好第一條螺旋槽后，取掉量塊，移動小滑板。把百分?jǐn)?shù)表測頭與擋塊接觸，其讀數(shù)與量塊接觸時一樣，再車下一螺旋槽，依次分線。這種方法可獲較高的分線精度。但操作時除上述小滑板分線必須注意的三點之外還應(yīng)注意：百分表必須固定牢固可靠，并經(jīng)常找正，以防工作時產(chǎn)生走動，而產(chǎn)生分線誤差。2.2圓周分線法圓周分線法是根據(jù)螺旋線在圓周上等距分布的特點，即當(dāng)車好第一條螺旋之后，脫開工件與絲桿之間的傳動鏈，并把工件轉(zhuǎn)過θ角度（θ=360°／n），再連接工件與絲桿之間的傳動鏈，車削另一條螺旋槽。這樣依次分線，就完成了分線工作。常見分線方法有以下三種：2.2.1交換齒輪分線法分線原理：車螺紋和蝸桿時，在正常情況下，主軸和交換齒輪主動輪Z1傳動比是1：1，因此交換齒輪z1轉(zhuǎn)過的角度等于工件轉(zhuǎn)過的角度，如果當(dāng)主動輪Ｚ1的齒數(shù)是螺紋線數(shù)的整數(shù)倍時，就可利用交換齒輪分線。a.正常螺距計算公式：Z1分=Z1/n式中Z1分-分線時交換齒輪主動輪應(yīng)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)Z1-交換齒輪中主動輪的齒數(shù)n-多線螺紋和蝸桿的線數(shù)例：在C6140車床上車削TR42×12（P3）的螺紋時，掛輪交換齒輪齒數(shù)Z1=63，Z2=100，Z3=75，求Z1分線時應(yīng)轉(zhuǎn)過多少齒？解：已經(jīng)Z1=63、梯形螺紋線數(shù)n=3，則Z1分=Z1／n=63／3=21齒。當(dāng)車好一條螺旋槽后，只需將交換齒輪Z1=63與被動輪Z2=100脫開。撥動主動輪Z1轉(zhuǎn)過21個齒。重新全上，可車第二條螺旋槽，同理可車第三條螺旋槽。b.用擴大螺距計算方式Z1分=Z1i倍／n式中Z1分-分線時主動輪應(yīng)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)Z1-交換齒輪中主動輪的齒數(shù)I倍-車擴大螺距比車政黨螺距時，主動輪比主軸轉(zhuǎn)過擴大的倍數(shù)n-多線螺紋的線數(shù)例：在CA6140型車床上，車削軸向模數(shù)Mx=2.5，線數(shù)n=8的蝸桿，求交換齒輪應(yīng)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)或轉(zhuǎn)數(shù)？解：已經(jīng)Z1=64、i倍=32，則Z1分Z1i倍/n=64×32/8=256齒，Z1n=Z1分/Z1=256／64=4轉(zhuǎn)。當(dāng)車好第一條螺旋槽后，將Z1和Z2傳動鏈脫開，將主動輪Z1=64轉(zhuǎn)過4轉(zhuǎn)（256齒）。轉(zhuǎn)動鏈重新合上可車第二條螺旋槽。同理，可車削第三、四，……六條螺旋槽。交換齒輪法分線精度高，不需增加任何附件，不受車床小滑板行程的限制等優(yōu)點，但操作比較麻煩，并受掛輪齒數(shù)限制，只能用于單件加工精度較高的多線螺紋時使用。2.3用卡盤卡爪分線由于三爪，四爪卡盤上各爪之間的角度是相等的，三爪卡盤是120度，四爪卡盤90度，因此，我們可用三爪卡盤來分三線螺紋，用四爪卡盤來分雙線或四線。用這種方法分線的條件是在二頂尖安裝狀態(tài)下，前頂尖安裝在卡盤上，并直接在卡盤上利用自身條件車成，以保證前頂尖的正確性。雞心夾頭采用彎頭雞心夾頭，并直接靠在爪上，用以帶動工件旋轉(zhuǎn)。車第一條螺旋槽時，雞心夾頭靠在卡爪1上（圖甲），當(dāng)?shù)谝粭l螺旋槽車好后，停止主軸轉(zhuǎn)動，搖動尾座使后頂離開工件，卸下工件，然后把工件轉(zhuǎn)過一個角度再裝上，使雞心夾心靠在卡爪2上（圖乙），頂緊就可以車第二條螺旋槽。同樣，車第三條螺旋槽時，可將雞心夾頭靠在卡爪上（圖丙）。同理可用四爪卡盤車四線或二線。2.3.1利用三爪卡盤的分頭法用這種方法分線比較方便，并能保證螺桿與其他表的位置精度，但要注意以下幾點：a.分線精度處決于雞心夾頭與爪子接觸點的正確性，所以除卡盤要正確外，雞心夾頭與卡爪接觸點應(yīng)牢固可靠，并剛性要好。b.在二頂尖安裝時要注意頂尖與工件中心孔松緊程度，以免反轉(zhuǎn)回程時產(chǎn)生雞心夾頭在卡爪之間相隔空間較大，產(chǎn)生撞擊，影響接觸點變化或使雞心夾頭螺釘與工件松動，從而影響分線精度。2.4用分度盤分線這種分線方法利用分度盤圓周上有精確刻線，利用刻線來分線，這種方法優(yōu)點是：分線較高，操作簡單，用分并不受線數(shù)的限制，特別是在工件導(dǎo)程大于小滑板有效移動距離時，更顯得優(yōu)點突出。所以適用于分線精度要求較高的批量生產(chǎn)，是一種理想的分線方法，現(xiàn)介紹一種簡易分度盤的分線方法，其結(jié)構(gòu)如圖：在車床法蘭盤后面車一條T形槽，把三爪或四爪卡盤裝在一個圓周刻有360度的分度盤上，使用T形螺栓緊固法蘭盤和分度盤，并使法蘭盤上的基準(zhǔn)線對準(zhǔn)分度盤上的零度線。分度時只要松開T表螺栓，使分度盤轉(zhuǎn)過需要的角度，然后固緊，即可車削。角度轉(zhuǎn)動的數(shù)值由工件的線數(shù)決定（Xo=360°／n）。比如，工件為二線時分度盤轉(zhuǎn)過180度，工件為三線時分度盤轉(zhuǎn)過120度，四線時為90度。以上筆者介紹和分析了常見多線螺紋的分線方法。但在選用時應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量的多少，產(chǎn)品的精度高低，設(shè)備配備情況，合理的選擇。本人從事車工教學(xué)和實踐多年，尤其是近年來，對中高級工的培訓(xùn)和輔導(dǎo)工作中碰到的一些問題，談一點體會。在等級考核中，工件加工屬于單件生產(chǎn)，不可能也不允許選用分度盤分線，常選用的方法是：小滑板或百分表分線法。但方法選定后并不是就能達到預(yù)計的理想效果，分線精度產(chǎn)生各線不均的情況比較突出。在實踐中，很少用高精度、高科技的測量工具和手段來進行檢測，如工具顯微鏡測量螺距精度，而常采用齒厚尺來測量多線蝸桿的螺距或?qū)С陶`差，但發(fā)現(xiàn)車削時各線之間齒厚不均比較突出，是什么原因呢？本人分析如下：a.機床精度達不到要求，車床本身存在機床精度誤差，如傳動鏈精度不夠，絲桿精度不夠，開合螺母與絲桿嚙合時間隙不一等等。b.操作者本人存在缺陷。除了上述車床本身精度外，車床操作者本人工藝也是一個非常重要的關(guān)節(jié)。第三章車削中出現(xiàn)的問題及解決方法3.1刃磨車刀時刀尖角不正確即車刀兩切削刃在基面上投影之間的夾角與加工螺紋的牙型角不一致，導(dǎo)致加工出的螺紋角度不正確。解決方法：刃磨車刀時必須使用角度尺或樣板來檢測，得到正確的牙型角，其方法為：將樣板或角度尺與車刀前面平行，再用透光法檢查。常用的公制螺紋牙型角：三角形螺紋６０°，梯形螺紋３０°，蝸桿４０°。3.1.1徑向前角未修正為了使車刀排屑順利，減小表面粗糙度，減少積屑瘤現(xiàn)象，經(jīng)常磨有徑向前角，這樣就引起車刀兩側(cè)切削不與工件軸向重合，使得車出工件的螺紋牙型角大于車刀的刀尖角，徑向前角越大，牙型角的誤差也越大。同時使車削出的螺紋牙型在軸向剖面內(nèi)不是直線，而是曲線，影響螺紋副的配合質(zhì)量。解決方法：在刃磨有較大徑向前角的螺紋車刀車螺紋時，刀尖角必須通過車刀兩刃夾角進行修正，尤其加工精度較高的螺紋，其修正計算方法為：

tan■=cosｒｐ．tan■

式中，εｒ為車刀兩刃夾角；ｒｐ為徑向前角；α為牙型角。3.1.2高速鋼切削時牙型角過大在高速切削螺紋時，由于車刀對工件的擠壓力產(chǎn)生擠壓變形，會使加工出的牙型擴大，同時使工件脹大，所以在刃磨車刀時，兩刃夾角應(yīng)適當(dāng)減?。常啊洹Ａ硗?，車削外螺紋前工件大徑一般比公稱尺寸?。s０．１３Ｐ）。車刀安裝不正確即車刀兩切削刃的對稱中心線與工件軸線不垂直，造成加工出的牙型角傾斜（俗稱倒牙）。解決方法：用角度尺或樣板來安裝車刀，使對稱中線與工件軸線垂直，并且刀尖與工件中心等高。3.2車刀安裝不正確車刀安裝應(yīng)該和車床三爪卡盤的中心基本一致，如果偏低刀尖的強度會降低，刀尖容易崩掉，偏高會增加切削阻力，很難切削。不過如果工件的外徑比較大，車刀高低可以有偏差（針對車外圓）。如果車內(nèi)孔車刀的高度可以稍偏高。3.3刀具磨損刀具磨損后沒有及時刃磨，造成加工出的牙型角兩側(cè)不是直線而是曲線或“爛牙”。解決方法：合理選用切削用量，車刀磨損后及時刃磨。3.4螺距（或?qū)С蹋┎徽_螺距指：相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點的距離。導(dǎo)程指：同一條螺旋線上相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點的距離。單頭螺紋的螺距就是導(dǎo)程。如果是多頭螺紋，比如三頭螺紋，那么他的導(dǎo)程就是三個螺距。3.4.1螺紋全長不正確螺紋全長不正確的原因是交換齒輪計算或組裝錯誤，進給箱、溜板箱有關(guān)手柄位置扳錯，可重新檢查進給箱手柄位置或驗算掛輪。3.4.2螺紋局部不正確螺紋局部不正確的原因是車床絲杠和主軸的竄動過大，溜板箱手輪轉(zhuǎn)動不平衡，開合螺母間隙過大。解決方法：如果是絲杠軸向竄動造成的，可對車床絲杠與進給箱連接處的調(diào)整圓螺母進行調(diào)整，以消除連接處推力球軸承的軸向間隙；如果是主軸軸向竄動引起的，可調(diào)整主軸后調(diào)整螺母，以消除推力球軸承的軸向間隙；如果是溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸造成嚙合不良引起的，可修整開合螺母并調(diào)整開合螺母間隙；如果是溜板箱轉(zhuǎn)動不平衡，可將溜板箱手輪拉出使之與轉(zhuǎn)動軸脫開均勻轉(zhuǎn)動。3.4.3車削過程中開合螺母自動抬起引起螺距不正確解決方法：調(diào)整開合螺母鑲條適當(dāng)減小間隙，控制開合螺母傳動時抬起，或用重物掛在開合螺母手柄上防止中途抬起。3.5表面粗糙度值大表面粗糙度值大的原因：a.是刀尖產(chǎn)生積屑瘤；

b.是刀柄剛性不夠，切削時產(chǎn)生振動；

c.是車刀徑向前角太大，中滑板絲杠螺母間隙過大產(chǎn)生扎刀；

d.是高速鋼切削螺紋時，切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出，拉毛已加工牙側(cè)的表面；

e.是工件剛性差，且切削用量過大；

f.是車刀表面粗糙。3.6解決方法a.如果是積屑瘤引起的，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整切削速度，避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍（５ｍ/ｍｉｎ～８０ｍ/ｍｉｎ）；用高速鋼車刀切削時，適當(dāng)降低切削速度，并正確選擇切削液；用硬質(zhì)合金車螺紋時，應(yīng)適當(dāng)提高切削速度。b.增加刀柄的截面積并減小刀柄伸出的長度，以增加車刀的剛性，避免振動。c.減小車刀徑向前角，調(diào)整中滑板絲杠螺母，使其間隙盡可能最小。d.高速鋼切削螺紋時，最后一刀的切屑厚度一般要大于０．１ｍｍ，并使切屑沿垂直軸線方向排出，以免切屑接觸已加工表面。e.選擇合理的切削用量。第六，刀具切削刃口的表面粗糙度要比螺紋加工表面的粗糙度小２～３檔次，砂輪刃磨車刀完后要用油石研磨。3.7亂牙亂牙的原因是當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，工件未轉(zhuǎn)過絲杠轉(zhuǎn)數(shù)整數(shù)倍而造成的，即工件轉(zhuǎn)數(shù)不是絲杠轉(zhuǎn)數(shù)的整數(shù)倍。

常用預(yù)防亂牙的方法首先是開倒順車，即在一次行程結(jié)束時，不提起開合螺母，把刀沿徑向退出后，將主軸反轉(zhuǎn)，使車刀沿縱向退回，再進行第二次行程，這樣往復(fù)過程中，因主軸、絲杠和刀架之間的傳動沒有分離過，車刀始終在原來的螺旋槽中，就不會產(chǎn)生亂牙。其次，當(dāng)進刀縱向行程完成后，提起開合螺母脫離傳動鏈退回，刀尖位置產(chǎn)生位移，應(yīng)重新對刀。3.8中徑不正確中徑不正確的原因是車刀切削深度不正確，以頂徑為基準(zhǔn)控制切削深度，忽略了頂徑誤差的影響；刻度盤使用不當(dāng)；車削時未及時測量。解決方法：精車時，檢查刻度盤是否松動，并且要正確使用，精車余量應(yīng)適當(dāng)，要及時測量中徑尺寸，考慮頂徑的影響，調(diào)整切削深度。3.9扎刀或頂彎工件扎刀或頂彎工件的原因：車刀刀尖低于工件（機床）中心；車刀前角太大，中滑板絲杠間隙較大；工件剛性差，而切削用量選擇太大。解決方法：第一，安裝車刀時，刀尖要對準(zhǔn)工件中心，或略高些。第二，減小車刀前角，減小徑向力，調(diào)整中滑板絲杠間隙。第三，根據(jù)工件剛性來選擇合理的切削用量；增加工件的剛性，增加車刀剛性。

總之，車削螺紋時產(chǎn)生的故障形式是多種多樣的，既有設(shè)備原因，也有刀具、測量、操作等原因，排除故障時要具體情況具體分析，通過各種檢測方法和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效、合理的解決方法車削螺紋的常見問題及解決方法:

第四章故障分析及解決方法4.1啃刀與亂扣

4.1.1.車刀安裝得過高或過低

過高，則吃刀到一定深度時，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，造成啃刀現(xiàn)象;過低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進絲杠與螺母間隙過大，致使吃刀深度不斷自動趨向加深，從而把工件抬起，出現(xiàn)啃刀。此時，應(yīng)及時調(diào)整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高(可利用尾座頂尖對刀)。在粗車和半精車時，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)。

4.1.2.工件裝夾不牢

工件本身的剛性不能承受車削時的切削力，因而產(chǎn)生過大的撓度，改變了車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)啃刀，此時應(yīng)把工件裝夾牢固，可使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。

4.1.3.車刀磨損過大

引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀。此時應(yīng)對車刀加以修磨。故障分析及解決方法：原因是當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，工件未轉(zhuǎn)過整數(shù)轉(zhuǎn)而造成的。4.1.4.當(dāng)車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數(shù)時假如在退刀時，采用打開開合螺母，將床鞍搖至起始位置，那么，再次閉合開合螺母時，就會發(fā)生車刀刀尖不在前一刀所車出的螺旋槽內(nèi)，以致出現(xiàn)亂扣。

解決方法是采用正反車法來退刀，即在第一次行程結(jié)束時，不提起開合螺母，把刀沿徑向退出后，將主軸反轉(zhuǎn)，使車刀沿縱向退回，再進行第二次行程，這樣往復(fù)過程中，因主軸、絲杠和刀架之間的傳動沒有分離過，車刀始終在原來的螺旋槽中，就不會出現(xiàn)亂扣。

4.1.5.對于車削車床絲杠螺距與工件婦距比值成整倍數(shù)的螺紋

工件和絲杠都在旋轉(zhuǎn)，提起開合螺母后，至少要等絲杠轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，才能重新合上開合螺母，這樣當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時，工件轉(zhuǎn)了整數(shù)倍，車刀就能進入前一刀車出的螺旋槽內(nèi)，就不會出現(xiàn)亂扣，這樣就可以采用打開開合螺母，手動退刀。這樣退刀快，有利于提高生產(chǎn)率和保持絲杠精度，同時絲杠也較安全。4.2螺距不正確4.2.1螺紋全長上不正確

原因是掛輪搭配不當(dāng)或進給箱手柄位置不對，可重新檢查進給箱手柄位置或驗算4.2.2局部不正確原因是由于車床絲杠本身的螺距局部誤差(一般由磨損引起)，可更換絲杠或局部修復(fù)4.2.3螺紋全長上螺距不均勻

原因是：絲杠的軸向竄動。主軸的軸向竄動。溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸而造成嚙合不良。溜板箱燕尾導(dǎo)軌磨損而造成開合螺母閉合時不穩(wěn)定。掛輪間隙過大等。

通過檢測：假如是絲杠軸向竄動造成的，可對車床絲杠與進給箱連接處的調(diào)整圓螺母進行調(diào)整，以消除連接處推力球軸承軸向間隙。假如是主軸軸向竄動引起的，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。假如是溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸而造成嚙合不良引起的，可修整開合螺母并調(diào)整開合螺母間隙。

假如是燕尾導(dǎo)軌磨損，可配制燕尾導(dǎo)軌及鑲條，以達到正確的配合要求。

假如是掛輪間隙過大，可采用重新調(diào)整掛輪間隙。

4.2.4出現(xiàn)竹節(jié)紋

原因是從主軸到絲杠之間的齒輪傳動有周期性誤差引起的，如掛輪箱內(nèi)的齒輪，進給箱內(nèi)齒輪由于本身，制造誤差、或局部磨損、或齒輪在軸上安裝偏心等造成旋轉(zhuǎn)中心低，從而引起絲杠旋轉(zhuǎn)周期性不均勻，帶動刀具移動的周期性不均勻，導(dǎo)致竹節(jié)紋的出現(xiàn)，可以修換有誤差或磨損的齒輪。4.3中徑不正確故障分析及解決方法：原因是吃刀太大，刻度盤不準(zhǔn)，而又未及時測量所造成。解決方法是精車時要具體檢查刻度盤是否松動，精車余量要適當(dāng)，車刀刃口要鋒利，要及時測量。4.4螺紋表面粗糙故障分析及解決方法：原因是車刀刃口磨得不光潔，切削液不適當(dāng)，切削速度和工件材料不適合以及切削過程產(chǎn)生振動等造成功。

解決方法是：正確修整砂輪或用油石精研刀具;選擇適當(dāng)切削速度和切削液;調(diào)整車床床鞍壓板及中、小滑板燕尾導(dǎo)軌的鑲條等，保證各導(dǎo)軌間隙的準(zhǔn)確性，防止切削時產(chǎn)生振動。

第五章車削方法的比較5.1在機械制造業(yè)中采用數(shù)控車削的方法加工螺紋是目前常用的方法與普通車削相比，螺紋車削的進給速度要高出10倍，螺紋刀片刀尖處的作用力要高100～1000倍，切削速度較快，切削力較大和作用力聚集范圍較窄導(dǎo)致螺紋的加工難度高。筆者通過大量的實驗，認(rèn)為要從刀具的幾何參數(shù)、切屑液和程序的編輯3個方面來提高數(shù)控車削螺紋的精度。

圖1接頭零件(45鋼)

圖2螺紋車刀

圖3G92直進式切削方法

圖4G76斜進式切削方法實例分析例如加工圖1所示零件。選擇合理的刀具幾何參數(shù)選擇合適的切削液對編輯的加工程序合理地進行工藝處理由圖1可知該螺紋屬于細(xì)牙普通螺紋，選擇硬質(zhì)合金三角形外螺紋車刀。螺紋車刀的幾何形狀見圖2。在螺紋刀的兩個切削刃上磨出寬度為0.2～0.4mm的倒棱，其g=5°，由于高速切削螺紋的時候?qū)嶋H牙型角會擴大，因此刀尖角應(yīng)減小30'，磨成59.5°較好。螺紋車刀前、后刀面的表面粗糙度必須很小，磨刀時一定要正確修整砂輪或用油石精研刀具。在安裝螺紋車刀時要盡量減少伸出長度，防止刀桿剛性不夠，切削時產(chǎn)生振動。螺紋車刀安裝高度也很講究，過高或過低都會出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。過高，則吃刀到一定深度時，后刀面頂住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：過低，則切屑不易排出，從而把工件頂起，出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。正確的位置是刀尖位置比工件中心高0.1～0.3mm。車削螺紋時，恰當(dāng)?shù)厥褂们邢饕?，能降低切削時產(chǎn)生的熱量，減少由于溫度升高引起的加工誤差：能在金屬表面形成薄膜，減少刀具與工件的摩擦，并可沖走鐵屑，從而降低工件表面粗糙度值，減少刀具磨損。根據(jù)實驗，加工一般要求螺紋使用水基切削液就可以達到要求，如果精度要求高就必須使用油基切削液，如煤油、植物油等。車床的水箱一般都裝水基切削液，那么在加工螺紋時可以使用油槍進行手工潤滑就能滿足精度要求。我校使用的是廣州數(shù)控系統(tǒng)-GSK980T，該系統(tǒng)螺紋編程指令有G32、G92、G76。其中G32是簡單螺紋切削指令，顯然不適合，G92螺紋切削循環(huán)采用直進式進刀方式，G76螺紋切削循環(huán)采用斜進式進刀方式，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。在操作使用上要仔細(xì)分析，采用合適的編輯指令才能加工出精度高的零件。G92和G76的加工誤差分析：G92直進式切削方法，如圖3所示。由于兩側(cè)刃同時工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差：但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。G76斜進式切削方法，如圖4所示。由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。從以上對比分析可以看出，只簡單利用一個指令進行車削螺紋是不夠完善的，采用G92、G76混用進行編程，即先用G76進行螺紋粗加工，再用G92進行精加工的方式在螺紋加工中將有兩大優(yōu)點：一方面可以避免因切削量大而產(chǎn)生的變形：另一方面能夠保證螺紋加工的精度。但要注意粗車和精車刀具起始點要一致，不然會亂扣，造成零件報廢。根據(jù)以上分析，采用GSK980T數(shù)控系統(tǒng)所編制的螺紋加工程序如下：01234：程序號……：(省略外圓加工程序)T0303：調(diào)3號螺紋車刀G00X37.0Z5.0：快速定位螺紋加工起點G76P010160Q25R0.05：用G76螺紋車削循環(huán)指令G76X34.45Z-58.0P775Q350F1.5：粗車M36×1.5螺紋部分G00X37.0Z5.0：快速定位到76螺紋加工起點G92X34.4Z-58.0F1.5：用G95.1.2螺紋車削循環(huán)指令X34.376：精車螺紋X34.376：G00X100Z100M05：返回安全點，主軸停止轉(zhuǎn)動M30：程序結(jié)束，返回程序起始段加工時的幾點注意事項：工件要夾緊，以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀：要注意安全文明生產(chǎn)。2總結(jié)通過實際加工生產(chǎn)，以上措施有效地解決了加工精度不高等問題，減輕了操作者的勞動強度，提高效率并保證加工后零件的質(zhì)量。工藝處理工作，對于數(shù)控機床加工程序的編制和零件的加工是非常重要的。但工藝處理工作的實踐性很強，在實際運用中，要善于分析，充分利用所掌握的各項知識，理論聯(lián)系實際，不斷總結(jié)，以提高自己的工藝分析和處理水平。

圖1接頭零件(45鋼)

圖2螺紋車刀

圖3G92直進式切削方法

圖4G76斜進式切削方法實例分析例如加工圖1所示零件。選擇合理的刀具幾何參數(shù)選擇合適的切削液對編輯的加工程序合理地進行工藝處理由圖1可知該螺紋屬于細(xì)牙普通螺紋，選擇硬質(zhì)合金三角形外螺紋車刀。螺紋車刀的幾何形狀見圖2。在螺紋刀的兩個切削刃上磨出寬度為0.2～0.4mm的倒棱，其=5°，由于高速切削螺紋的時候?qū)嶋H牙型角會擴大，因此刀尖角應(yīng)減小30'，磨成59.5°較好。螺紋車刀前、后刀面的表面粗糙度必須很小，磨刀時一定要正確修整砂輪或用油石精研刀具。在安裝螺紋車刀時要盡量減少伸出長度，防止刀桿剛性不夠，切削時產(chǎn)生振動。螺紋車刀安裝高度也很講究，過高或過低都會出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。過高，則吃刀到一定深度時，后刀面頂住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：過低，則切屑不易排出，從而把工件頂起，出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。正確的位置是刀尖位置比工件中心高0.1～0.3mm。車削螺紋時，恰當(dāng)?shù)厥褂们邢饕?，能降低切削時產(chǎn)生的熱量，減少由于溫度升高引起的加工誤差：能在金屬表面形成薄膜，減少刀具與工件的摩擦，并可沖走鐵屑，從而降低工件表面粗糙度值，減少刀具磨損。根據(jù)實驗，加工一般要求螺紋使用水基切削液就可以達到要求，如果精度要求高就必須使用油基切削液，如煤油、植物油等。車床的水箱一般都裝水基切削液，那么在加工螺紋時可以使用油槍進行手工潤滑就能滿足精度要求。5.1.1如圖3所示。由于兩側(cè)刃同時工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差：但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。5.1.2如圖4所示。由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較差。但由于其為單側(cè)刃工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。從以上對比分析可以看出，只簡單利用一個指令進行車削螺紋是不夠完善的，采用G92、G76混用進行編程，即先用G76進行螺紋粗加工，再用G92進行精加工的方式在螺紋加工中將有兩大優(yōu)點：一方面可以避免因切削量大而產(chǎn)生的變形：另一方面能夠保證螺紋加工的精度。但要注意粗車和精車刀具起始點要一致，不然會亂扣，造成零件報廢。加工時的幾點注意事項：a.工件要夾緊，以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀：b.要注意安全文明生產(chǎn)5.2造業(yè)中采用數(shù)控車削的方法加工螺紋是目前常用的方法與普通車削相比，螺紋車削的進給速度要高出10倍，螺紋刀片刀尖處的作用

力要高100～1000倍，切削速度較快，切削力較大和作用力聚集范圍較窄導(dǎo)致螺紋的加工難度高。筆者通過大量的實驗，認(rèn)為要從刀具的幾何

參數(shù)、切屑液和程序的編輯3個方面來提高數(shù)控車削螺紋的精度。圖1接頭零件(45鋼)圖2螺紋車刀圖3G92直進式切削方法圖4G76斜進式切削方法實例分析

例如加工圖1所示零件。

選擇合理的刀具幾何參數(shù)

由圖1可知該螺紋屬于細(xì)牙普通螺紋，選擇硬質(zhì)合金三角形外螺紋車刀。螺紋車刀的幾何形狀見圖2。

在螺紋刀的兩個切削刃上磨出寬度為0.2～0.4mm的倒棱，其g=5°，由于高速切削螺紋的時候?qū)嶋H牙型角會擴大，因此刀尖角應(yīng)減小30'，磨成

59.5°較好。螺紋車刀前、后刀面的表面粗糙度必須很小，磨刀時一定要正確修整砂輪或用油石精研刀具。在安裝螺紋車刀時要盡量減少伸出

長度，防止刀桿剛性不夠，切削時產(chǎn)生振動。螺紋車刀安裝高度也很講究，過高或過低都會出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。過高，則吃刀到一定深度時，

后刀面頂住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：過低，則切屑不易排出，從而把工件頂起，出現(xiàn)“扎刀”現(xiàn)象。正確的位置是刀尖位置比工件

中心高0.1～0.3mm。

選擇合適的切削液

車削螺紋時，恰當(dāng)?shù)厥褂们邢饕?，能降低切削時產(chǎn)生的熱量，減少由于溫度升高引起的加工誤差：能在金屬表面形成薄膜，減少刀具與工件的

摩擦，并可沖走鐵屑，從而降低工件表面粗糙度值，減少刀具磨損。根據(jù)實驗，加工一般要求螺紋使用水基切削液就可以達到要求，如果精度

要求高就必須使用油基切削液，如煤油、植物油等。車床的水箱一般都裝水基切削液，那么在加工螺紋時可以使用油槍進行手工潤滑就能滿足

精度要求。

對編輯的加工程序合理地進行工藝處理

我校使用的是廣州數(shù)控系統(tǒng)-GSK980T，該系統(tǒng)螺紋編程指令有G32、G92、G76。其中G32是簡單螺紋切削指令，顯然不適合，G92螺紋切削循環(huán)

采用直進式進刀方式，G76螺紋切削循環(huán)采用斜進式進刀方式，由于切削方法的不同，編程方法不同，造成加工誤差也不同。在操作使用上要

仔細(xì)分析，采用合適的編輯指令才能加工出精度高的零件。

5.2.1G92和G76的加工誤差分析

螺紋時，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差：但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。

G76斜進式切削方法，如圖4所示。由于為單側(cè)刃加工，加工刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直，刀尖角發(fā)生變化，而造成牙形精度較

差。但由于其為單側(cè)刃工作，刀具負(fù)載較小，排屑容易，并且切削深度為遞減式。因此，此加工方法一般適用于大螺距螺紋加工。由于此加工

方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為方便。

從以上對比分析可以看出，只簡單利用一個指令進行車削螺紋是不夠完善的，采用G92、G76混用進行編程，即先用G76進行螺紋粗加工，再用

G92進行精加工的方式在螺紋加工中將有兩大優(yōu)點：一方面可以避免因切削量大而產(chǎn)生的變形：另一方面能夠保證螺紋加工的精度。但要注意

粗車和精車刀具起始點要一致，不然會亂扣，造成零件報廢。

加工時的幾點注意事項：

工件要夾緊，以防在車削時打滑飛出傷人和扎刀：

要注意安全文明生產(chǎn)。

結(jié)論我國數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進技術(shù)，消化吸收，初步建立起國產(chǎn)化體系階段。在此階段，由于改革開放和國家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善，我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實施產(chǎn)業(yè)化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進步。在“九五”末期，國產(chǎn)數(shù)控機床的國內(nèi)市場占有率達50％，配國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達到了10％。縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個5年計劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。a.奠定了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)。我國現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、數(shù)控主機、專機及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部