摘　要（yào）：螺紋加工較難的原因是加工時（shí）的影響因素（sù）較多，既有（yǒu）機床設（shè）備方麵的因素，也有刀具的因（yīn）素或人為原因等，本文列舉出數控車（chē）削螺紋產品中出現（xiàn）諸多缺（quē）陷，並逐一介紹如何避免和相應的解決辦法。
 
       關鍵詞：數控車削 螺紋 機床設備 刀具
   
       引言
 
       螺紋產品（pǐn）種類很多，在人（rén）們日常生活中隨處可（kě）見（jiàn），如螺栓、螺杆、絲杠、螺釘、螺母和堵頭（tóu）等與（yǔ）人們的衣、食、住、行密切相關（guān）。螺紋按用途可分為聯接螺（luó）紋和傳動螺紋（wén），按牙型可（kě）分為三角形、矩形、圓形、梯形和鋸齒形（xíng）螺紋。螺紋產品的加工方法很多（duō），螺栓螺杆等外螺紋大多用車削方法加（jiā）工，對（duì）於螺紋直（zhí）徑（jìng）不大（dà）的螺杆，量產時采用滾絲或
搓絲可提高加工效率。內螺紋加（jiā）工一般用絲錐攻（gōng）絲（sī），尺寸較大的內螺紋可以用（yòng）車床車螺（luó）紋。
 
      隨著（zhe）機（jī）加工技術的發展，數控機床在工廠裏已（yǐ）普遍使用，用數控車（chē）床車螺紋（wén）是螺紋加工中最常用的方法之一。它（tā）通過程序控（kòng）製既可（kě）以加工普通螺紋，也可以加工形狀複（fù）雜的異形螺（luó）紋。用數控車床加工出來的螺紋精度高，產品的一致性高、加工速度快、表麵質量好且調試方便（biàn）。車（chē）螺（luó）紋會產生（shēng）各種（zhǒng）各樣的缺陷，既（jì）有（yǒu）機床（chuáng）和設備的原因，也有刀（dāo）具和操作人員等因素的影響。現從以下幾方麵（miàn）分析螺紋加工中常見的（de）不良現象及相對應的措（cuò）施。
 
      1　、外螺紋端麵或內螺紋孔口處毛刺較大
 
      在車削螺栓（shuān）、螺杆等外螺紋時，通常將棒（bàng）料外徑車削至螺紋大徑，然後端麵（miàn）倒角。如果不倒角，螺紋起頭處（chù）易外翻，有較大的毛刺產生。這樣的毛刺易刺手，既不利（lì）於加工操作，也會影響測量和後麵（miàn）的裝配。倒角的（de）大（dà）小也會影響去除毛刺的效果。倒（dǎo）角大時，影響螺紋的美觀和螺紋的有效長度；倒（dǎo）角小時，會出現毛刺（cì），車（chē）削外螺紋倒角大小一般為螺紋螺距的大小（xiǎo）為宜，例如，加工 M10 螺杆時，由於M10 標準螺距為（wéi） 1.5mm，所（suǒ）以倒角大小為 C1.5 較（jiào）為合適。內螺紋的倒角至螺（luó）紋大徑，如加工 M10 螺紋（wén）孔，先用 φ8.5 鑽頭鑽好螺（luó）紋底孔，再用（yòng）比（bǐ）鑽底孔直徑大兩個螺距約 φ14 的鑽（zuàn）頭倒角。倒角後加工（gōng）螺紋，螺紋起頭（tóu）處不再會有毛刺產生。
 
      2　、螺紋有亂牙（yá）、亂扣現象
 
      普通車床車削螺（luó）紋，會根（gēn）據（jù）螺紋的螺距（導程）掛輪，進刀時主軸正轉，退刀時主軸反轉，主軸（zhóu）與刀具間必須保持嚴格的運動關係（xì），即主（zhǔ）軸帶動工件每轉一圈，刀具應均（jun1）
勻地移動（dòng）一個恒定的距離，這個恒定的距離為螺紋的（de）螺距（或導程）。這（zhè）樣（yàng）每次進刀點相同而不（bú）會出現亂牙現象。
 
     數控車床加工螺紋時不需要反轉退刀，不會出現（xiàn）亂（luàn）牙的原（yuán）因是在數控車床的主軸上安裝有光電編碼器。帶（dài）著工件一（yī）起轉動著的（de）主軸，其運動狀（zhuàng）態由一根同步帶傳送到主軸編碼器，主軸編碼器檢測到主軸的轉速後，會將信（xìn）息反饋到機床數控（kòng）係（xì）統中，數控係統（tǒng）再根據程序編製的螺距（導（dǎo）程）大小，發出指令嚴格（gé）控製主（zhǔ）軸每轉一圈（quān），刀具移動一個螺距（導程（chéng））的距離，且保證每次進刀點的位置，即便主軸轉速較快，仍可以輕鬆找到每次進刀點，使加工（gōng）螺紋時（shí）不會出現亂牙現象。 
 
     用數控車床加工螺紋時，有時會出現亂牙或爛牙等不（bú）良現（xiàn）象，其原因可能有以下幾方麵：（1）光電編碼器損壞（huài）。光電編碼器一般安裝在車床主軸的末端，隻要打開車（chē）床主軸箱側麵防護罩，即可更換編碼器。（2）同步帶齒磨損嚴重。同步（bù）帶磨（mó）損，會（huì）使編碼器和主軸傳動不成定比，影響主軸轉速和刀具間形成（chéng）的螺距（導程）關係而造成（chéng）車削亂牙。同步帶屬於易損品，它是連接編碼（mǎ）器（qì）和主軸的傳動件（jiàn），拆卸（xiè）和安（ān）裝都很方（fāng）便。（3）數控車床主軸軸向竄動，存在間隙。隻要調整軸向絲杠螺母裏的間隙即可。如果間隙較小，可以用係統間（jiān）隙自動補償功能修改參（cān）數來補償；如果間（jiān）隙過大，維修較（jiào）麻煩，必須將絲杠螺母拆卸下來，根據竄動量（liàng）在螺（luó）母裏加相應厚度（dù）的墊片。（4）操作（zuò）者編製的程序存在問題。編製程（chéng）序時主（zhǔ）要是把定位點確定好。數控（kòng）車削螺紋在編製分層加工時，注意每（měi）次（cì）軸向定位點保持一致，可有效避免亂牙。例如，加工 M20 螺杆，螺（luó）紋有效長度為 50mm，編程（chéng）如下：
 

     每次退（tuì）刀時，也要注意徑向退刀距離，如果退刀時直徑大小不變（biàn），仍按（àn）原（yuán）直徑退出或距離過（guò）小，這時刀尖就會將加工過的牙（yá）型破壞或牙尖車平，造成廢品。特別是初學者加工螺紋，經常會出現這種現象。
 
     由於車（chē）螺紋需要多次分刀進行，因此 Z 軸每次定位（wèi）必須相同，否則加（jiā）工會（huì）出現亂牙。而現在（zài）大多係統有複合循環指令，隻要定位點確定後，以後每次分層加工不必重新設置。單一車削循環指令 G92 和 G76 車螺紋就屬於（yú）這樣的準備功能指令。
 
     3　、螺紋加（jiā）工開始段及結束段螺距不穩現象
 
     螺（luó）紋加（jiā）工每次定位點必須（xū）相同，不論是 G32 代碼的定位點由編程人員設定，還（hái）是複合指令 G92 由機床係統內部參數值保證。螺紋加工（gōng）階段（duàn）必須要保證主軸帶動工件每（měi）轉一圈，車刀走一個螺距，可使加工出的零（líng）件產品不爛牙，不亂牙。但（dàn）在螺紋加工的起始段，由（yóu）於轉速和車刀移動速度較（jiào）快，在車刀到達工件表麵時，還未來得及保證主軸轉速與車刀移動的定值（螺距或導程），往往會出現螺紋開始階段的螺距不太穩定，螺距大都偏小，裝配時螺母很難旋（xuán）入。螺紋加工（gōng）即將結束時，主軸轉速及刀（dāo）具（jù）移動速度會（huì）降低，這時也會出（chū）現螺距不穩現象（xiàng）。為了在加工中克服這種現象的發生，在每（měi）次編程時（shí），將開（kāi）始車削（xuē）時的（de） Z 值距離設定長（zhǎng）些，把加工不穩定階段用於刀具空走，待穩定後才開始車削。如上麵的程序中（zhōng），Z 值（zhí）可以設置到工件右端麵5mm 甚至更長點的距離。對於結束段，螺紋結構中往往有退刀槽，螺紋螺距不穩定階段在退刀槽內，這種結構很好地解決結（jié）束段螺距不穩現象。
 
     編程舉例（lì）如下：
  
    
 
     4　、紮刀
 
     紮刀現象在（zài）車加工中經常（cháng）遇到，這與車刀的安裝高度和（hé）刃磨角度有很大關係。螺紋加工車刀安裝過高，則切削深度達到一定數值時（shí），車刀的後刀麵頂（dǐng）住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎。車刀安裝的過低（dī），則切屑不易排（pái）出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫向進絲杠與螺母間隙過大，使吃刀深度不斷自動趨向加深，從而把工件抬起，甚至引起崩刃。工件裝夾不牢固使其（qí）本身的剛性不能承受車（chē）削時的切削力（lì），因而產生過大的撓度，改（gǎi）變了車刀與工件的中心高度，工件被抬高，形成切削（xuē）深度（dù）突增。刀具刃磨前角過大及（jí）刀具磨損也會出現紮刀現象。避免紮刀的方法大致有：
 
     （1）及時調整車刀高度，使其刀尖與工件的軸（zhóu）線等高，通常（cháng）的做法是利用尾座頂尖來對刀（dāo），在粗車和半精車時，刀尖（jiān）位置比工件的中心要高出被加工件直徑的 1/100 左右；（2）及時刃磨並減小螺紋車刀前角，維修調整或自動補償減小 X 軸絲（sī）杆（gǎn）間隙，也是避免紮刀現象的常用做法；（3）加工螺（luó）紋時不要選擇背吃刀量和切削速度太大，要（yào）根據螺紋螺距（導程）大（dà）小和工件剛性（xìng）選擇合理的切削用量。
 
      5、　牙型不準確
 
     有時（shí）加工的螺紋牙型會出現變形，這種變形主要表現（xiàn）為牙尖角偏大或偏（piān）小，或（huò）是牙型形不對稱，出現了向一邊偏斜。造成牙型不準確（què）的原因主要有以下幾（jǐ）個方麵。（1）刀具刃磨角度偏差較大。普通三（sān）角螺（luó）紋刀尖角為60°，梯形螺紋刀尖（jiān）角為 30°，刃磨時（shí）要用刀具角度樣板測量，如果沒達到角（jiǎo）度要求，需要重新刃（rèn）磨。精度要求高的車刀，可以在工具磨床上刃磨角度，如圖 1 所示。
  

     
  
             圖 1 車螺紋（wén）定位及走刀路線圖
 
     （2）車刀安裝不正確。螺紋（wén）左右兩刃的中心線在對刀時應該垂（chuí）直（zhí）於車床主軸軸線，也就是說刀具的主偏角與副偏角相等（děng），都為 60°。如果在安裝刀（dāo）具時，刀具的中心線與軸線不垂直，加工出來的螺紋牙將歪向（xiàng）一邊，使（shǐ）螺紋通規通過不（bú）了，若（ruò）再往下加工，螺紋牙形會偏薄，影響螺紋產品的強度。所以在安裝螺紋刀具時，一（yī）定要用（yòng）螺紋靠板或采用百分表來找正。先擰（nǐng）刀架上用（yòng）於固定刀具的（de）一個螺栓，稍微（wēi）用點力，調整好刀具角度後再擰刀架上另（lìng）一個螺栓，看刀具的角度，兩個螺栓擰的時候交錯進行，不至於在擰緊時刀具發生轉動，如圖 2 所示。
  

     
  
          圖 2 普通三角（jiǎo）螺紋刃磨及（jí）安裝角度圖
 
     （3）刀具磨損。機加工刀具（jù）材質大都是硬質合金，螺紋（wén）車刀也（yě）不例外，這是（shì）因為（wéi）硬質合金刀具具有硬度高、耐磨、高強度和很好的韌性。要根據不同的加工條（tiáo）件，調整好合適的切削用量，刀具耐用度就會（huì）增加。但是任何刀具在長（zhǎng）時間使用後，都會產生磨損（sǔn）。尤其（qí）螺紋車（chē）刀較（jiào）尖，磨損更快，加工出來的螺紋尺寸會發生改變，這時應及時將刀具卸下來重磨（mó）或更（gèng）換新的刀具。圖 3 為（wéi）硬質合（hé）金車刀的典型磨損曲線圖。
  

      
  
                   圖 3 硬質合金車（chē）刀的典型磨損曲線
   
      6　、螺紋表麵質量（liàng）較差
 
     造成（chéng）螺紋表麵質量差，表麵粗糙度數值較大的原因主（zhǔ）要有以下幾（jǐ）點。
 
    （1）刀柄或工件（jiàn）較細。刀柄伸出較長，刀（dāo）柄或（huò）工件又較細（xì），兩者剛（gāng）性差，倘若切削（xuē）用量選擇又過（guò）大，切削時勢必會產生震動，從而使加工的螺紋表麵產生震刀紋，表麵質量（liàng）很差。或高速切削螺紋時切削厚度太小或切屑向（xiàng）傾斜方向排（pái）出，拉毛已加工牙側表麵，造成螺（luó）紋（wén）表麵粗糙度數值較大。因此，應盡量（liàng）增大（dà）刀柄的截麵，減小刀柄伸出長（zhǎng）度。選（xuǎn）擇合適的切削用量對（duì）表（biǎo）麵質量的（de）影響（xiǎng）很大。
 
     （2）車刀（dāo）切削刃磨的角度有問題，徑向前角過（guò）大。
 
     若徑向前角大，又或中滑板絲杠螺母有大的間隙，易產生紮（zhā）刀，從而產生震刀（dāo）紋。解決的措施就是減小車刀的徑向前角。高速鋼切（qiē）削螺紋時，最後一刀的切屑厚度一般要（yào）大於 0.1mm，並使切屑（xiè）沿（yán）垂直軸線方向排出，不破壞（huài）已加工（gōng）表麵質（zhì）量。
 
     （3）螺紋車刀刀尖會產生積屑瘤。積屑瘤隨著（zhe）加工的進行不斷生成、長（zhǎng）大和脫落（luò）。同時，由於部分積屑瘤碎（suì）屑嵌在工件表麵上，在工件表（biǎo）麵（miàn）上形（xíng）成硬質點，這些情況都將嚴重影響螺紋表麵（miàn）粗糙度。避免產生積屑瘤的（de）常用方法是（shì）增大或減小（xiǎo）切削速度（dù），刀（dāo）具刃磨時（shí）適當增大後角和刃傾角，並且根據材質選擇正確的切削（xuē）液。
 
      7　、結語
 
     在加（jiā）工螺紋過程中出現產品不良的原因（yīn）是（shì）多種多樣的（de），除上述機床、設備、刀具和操作人員等因素影響外，還有其他（tā）等綜合因（yīn）素作用使然（rán）。所以排除不良產生的故障應（yīng）視具體情況具體分析，通過各種檢測與診斷手段，並輔以工作中的經驗，找（zhǎo）出具（jù）體的影響因素，采取合理而有效的解決辦法。