螺纹加工时的疑难问题及解决办法

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在机械加工中，螺纹有很多种，它主要作为连接件和传动件。常用螺纹都有国家标准，标准螺纹有很好的互换性和通用性。也有少数非标准螺纹，如矩形螺纹等。螺纹的种类按用途可分为联接螺纹和传动螺纹；按牙型可分为三角形、矩形、梯形、锯齿形和圆形等；按螺旋线方向可分为右旋和左旋；按螺旋线数可分为单线和多线螺纹；按螺纹母体形状可分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。现在还有变螺距螺纹。
3 J2 {8 g" C% E& K1 \" h关键字：表面粗糙度 塑性 脆性 多线螺纹 乱牙 导程 乱牙 扎刀
1 M, V- H" f/ \2 N; t. A一、背景
3 F  Z& }, l) ^随着机械工业的发展，不管是普通车床的螺纹加工，还是数控加工，螺纹加工是个切削的重要环节。对于小直径的螺纹，可以用丝锥攻的，但是大直径大导程的螺纹，就得采用螺纹车刀车削了。螺纹加工过程中难免会碰到许多问题，如何解决，才能把它做好！
二、螺纹加工中遇到的疑难问题
2 Q8 {  H; I. a# f在日常的教学过程中，车削小螺距的三角螺纹，一般采用高速钢螺纹车刀，低速加工，速度慢，效率也慢。对于批量生产的零件，这样的效率太慢了。可根据公式计算，用硬质合金刀具，采用中高速500r/min，三刀加工完成。
! P& G  C6 B8 \* B$ f& ]（一） 加工螺纹时，用硬质合金车刀，不能进行微量进给，表面粗糙度达不到要求，如何解决？
精车螺纹，尤其是精车较大导程螺纹时，通常使用高速钢车刀，这主要是因为高速钢碳化物晶粒细，刃磨性好，能形成锋利的刃口，精车时切削力小，能通过合理选用切削液，低表面粗糙度。相反，硬质合金刀具由于晶粒较粗，刃磨时不易形成锋利刃口，通常除高速车削小螺距螺纹外，较少用硬质合金来精车螺纹。然而，硬质合金的硬度、耐磨性均比高速钢要好，又可不使用切削液，若能用硬质合金车削螺纹，显然会带来一定的经济效益。
（二） 为什么车削内螺纹前的孔径不应等于或小于内螺纹的小径？
. `# h& H: J  |因为在车削内螺纹时，由于车刀切削时的挤压作用，内孔直径会缩小（车削塑性材料时较明显），所以车削内螺纹前工件的孔径应比内螺纹的小径要略大些，不能等于或小于内螺纹的小径。否则，加工后的内螺纹小径会小于标准中规定的尺寸，螺纹表面质量也达不到要求。又由于内螺纹加工后的实际小径允许等于或略大于内螺纹小径的基本尺寸，所以在实际生产中为了计算方便，可用如下近似公式确定孔径尺寸。
! k1 X! a! [) m& F0 ]车削塑性材料的内螺纹时 D≈d-P
车削脆性材料的内螺纹时 D≈d-1.05P
式中:d—螺纹公称直径(大径)；
P—螺距。
" U- W% i! O  ?# Q+ ~. \- J/ m" A- |（三） 什么叫多线螺纹？车削多线螺纹首先要解决和注意的问题是什么？
圆柱体上只有一条螺旋槽的螺纹叫单线螺纹。有两条或两条以上螺旋槽的螺纹叫多线螺纹。多线螺纹每旋转一周，螺旋线前进的距离称导程，导程等于螺距和线数的乘积。
# y% @. x3 m% ]* c! E% L) `; _车削多线螺纹首先要解决的问题是分线方法和正确分线。若分线方法选择不恰当，分线操作时不正确、马虎大意出现分线误差，造成所车多线螺纹的螺距不等。它将严重影响内外螺纹的旋合精度，降低使用寿命。因此，必须重视选择多线螺纹的分线法，并在车削加工过程中注意正确操作分线过程。
( l. V9 H/ |' L' T车削多线螺纹时，还要注意以下三个问题：
  i' K9 I! T5 e& Y/ B8 F$ X  q1 机床挂轮和机床调整要根据导程来进行确定和调节手柄位置。千万不能用螺距来计算、确定挂轮的调节手柄位置。
2 多线螺纹导程一般都比较大，要特别注意导程对车刀两切削刃后角的影响。螺旋角要根据导程计算，磨刀时，顺走刀方向一侧切削刃后角应增大一个螺旋角，另一侧切削刃后角可减小一个螺旋角。
: v; O6 B$ h3 N3 螺纹精车要在所有螺旋槽都粗车完后一起精车。否则，不能保证各牙型的一致性。
（四） 螺纹加工时为什么会出现乱牙？
+ L3 X  p5 _$ s0 D3 V一般螺纹都需经过多次走刀才能加工到所需牙型和尺寸精度。若在首次以后的走刀中，车刀刀尖不在前一次走刀的螺旋槽内，而是偏左、偏右或在牙顶上，结果把牙型车坏，这种现象称乱牙。
产生乱牙的原因有：
1 车床丝杠螺距不是工件螺距的整数倍，加工时没有采用倒顺车进行车削，而是采用提闭开合螺母进行车削。在这种情况下，基本上不能保证后次走刀在前次走刀车出的螺旋槽内，必然造成乱牙。
2 车床螺距是工件螺距的整数倍，可以采用提闭开合螺母进行车削。若在后次走刀中没有将开合螺母全部闭合上，这样会造成工件和车刀错位，产生乱牙。
3 合螺母间隙过大、松动，车削过程中开合螺母自动上抬，也会造成工件和车刀错位，产生乱牙。
4 丝杠轴向间隙太大，车削过程中产生轴向窜动。
* Z0 y5 B* z; y$ \4 v) g5 加工过程中，磨刀、换刀没有重新校对车刀。
6 Z: h& V2 R' P1 Q8 w3 N6 工件没有夹紧，加工过程中工件在卡盘内转动或轴向移动；车刀没能紧固，加工中车刀在轴向方向上发生移动。这些都会改变车刀和工件原来的相对位置，造成乱牙。
: u* S9 n6 I3 H' M  j（五） 粗车梯形螺纹或蜗杆时，出现“扎刀”现象怎么办？
由于粗车余量大，为了使切削轻快，粗车螺纹刀或蜗杆粗车刀一般都磨出径向前角。若径向前角过大，横向进刀丝杠螺母间隙又过大，容易发生“扎刀”现象。为避免粗车时的“扎刀”，需注意以下几个问题：
9 C- @# }: T5 f6 D$ T1 螺纹车刀的径向前角不能太大，一般为3°～5°。
2 正好横向进给丝杠间隙，手摇进给轻快，用手推拉刀架无窜动即可。
3 不要采用直进切削法车削，因直进切削法三个切削刃同时切削，切削力很大，容易造成“扎刀”。
4 在某些情况下，为避免“扎刀”也可采用负前角、将车刀装高的方法车削。这样改变了径向力的方向，达到了防止“扎刀”的目的。这种装刀方法通过适当调整装刀高度可保证前刀面仍通过工件中心，因此对牙型角度误差影响不大。
  t0 H3 S& O0 ]6 O三 、总结
4 G2 Q* e; l& I/ b螺纹加工是机械加工的一项重要环节，涉及到尺寸精度，表面粗糙度；及在加工过程中的进给路线；对于单线和多线螺纹加工时，它们的分线方法；以及产生乱扣，扎刀等等。有点错误就会造成乱牙，牙型不合格，配合出现问题，会出现废品或影响使用寿命。
/ f; U3 R  Z1 V# y8 N文章关键词： 螺纹 机加工