螺紋車削加工的工藝分析

鄧守峰

摘 要 緊固、聯接與傳動——螺紋幾乎存在于所有機器設備中。螺紋的加工方法有很多，車削加工是最常見的一種，本文針對螺紋的車削加工中影響加工質量的一些工藝問題進行分析、解讀。

關鍵詞 螺紋；車床；表面結構；聯接；傳動；緊固

中圖分類號：TG62 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0076-02

1 螺紋的分類

螺紋的分類方法有很多種，按用途可分為緊固螺紋、聯接螺紋和傳動螺紋。

按牙型可分為三角螺紋、矩形螺紋、圓形螺紋、梯形螺紋和鋸齒型螺紋。

按螺紋的旋進方向可分為右旋螺紋和左旋螺紋，右旋螺紋為常用。

按公差等級可分為普通螺紋和精密螺紋。

按螺旋線線數可分為單線螺紋和多線螺紋，單線螺紋多用于聯接，如螺栓或者螺釘、雙頭螺柱都屬于此類。多線螺紋一般用于傳動，可實現快速進升和高效進給。

另外，也可按母體形狀分為圓柱螺紋和錐螺紋，按牙型尺寸分為粗牙和細牙螺紋等。

通過以上介紹，我們知道：采用螺紋進行聯接時，優先選用三角形螺紋，矩形、梯形和鋸齒形螺紋主要用于傳動。圓柱管螺紋牙頂呈圓弧形，旋合螺紋間無徑向間隙，緊密性好，可作為密封管廣泛用于水、煤氣、潤滑等管路系統聯接中。

三角形螺紋分粗牙三角螺紋和和細牙三角螺紋兩種﹐細牙三角螺紋具備導程小，升角小等特點，可實現自鎖，常用于薄壁管聯接中、振動大或載荷不規律變化的聯接。早期機床傳動多選用矩形螺紋，取其傳動效率高的特點，但因矩形螺紋加工工藝復雜，現在基本上被梯形螺紋所取代。隨著螺紋設計及制造技術的發展，后期出現了鋸齒形螺紋，它的受力邊接近直角，可承受較大的單向軸向載荷，而且其具有良好的自鎖性，也廣泛應用在傳動領域。

2 螺紋的加工方法

螺紋的加工方法有車削、銑削、磨削、攻絲、套絲、滾壓等，通常都是采用成形刀具或磨具在工件上加工。

在車床上車削螺紋可采用成形車刀或螺紋梳刀，工件每轉一周，要保證車刀沿工件軸向準確而均勻地移動一個導程。因螺紋的齒形要求嚴格、尺寸精度較高，為了有效提高加工效率，常采用成形車刀進行車削。由于成型車刀現已實現標準化、通用化，采購方便，成本也不高，所以在批量較小的情況下，一般采用此種加工方法。近年來為提高螺紋加工效率，大批量生產時常選用螺紋梳刀。螺紋梳刀的原理可以理解為多個刀片安裝在一個刀體上，加工時多刀片同時加工以提高加工效率。但螺紋梳刀刀具結構復雜，并且在加工時需要承受很大的切削力，刀片磨損嚴重，故加工成本相對較高。普通車床車削梯形螺紋的螺距精度一般可達到8～9級；如果選用專用車床上生產，精度可獲得顯著提高。

精度要求不高的內螺紋也可采用攻絲加工。通過對絲錐施加一定的扭距，使其旋入工件內孔，加工出內螺紋。套絲與攻絲的加工原理相同，利用板牙在工件外圓上切出外螺紋。在合適的工藝環境下，攻絲和套絲可實現較高的加工效率，但缺點就是加工精度取決于絲錐或板牙的制造精度。

加工絲桿﹑蝸桿等工件上的梯形外螺紋，也可采用銑床加工，但對刀具及工件定位要求較高。

精密螺紋加工也可采用螺紋磨削，按砂輪截面形狀不同分單線砂輪和多線砂輪兩種。單線砂輪磨削能達到的螺距精度高，表面結構好面。精密絲杠、螺紋量規、蝸桿多采用這種加工方法。多線砂輪磨削又分縱磨法和切入磨法兩種。縱磨法的被加工螺紋長度大于砂輪寬度，砂輪縱向移動加工螺紋；切入磨法的被磨螺紋長度小于砂輪寬度，砂輪徑向切入工件表面，螺紋可一次加工成型，生產率極高，但加工精度低于縱磨法，并且砂輪修整比較復雜。

3 螺紋的車削加工

車削螺紋因加工設備普及率高，加工所用刀具結構簡單，制造、刃磨和裝夾都比較方便，一般中小批量生產都采用這種加工方法。但是，螺紋車削的技術要求相對較高，加工過程中很容易出現扎刀、亂扣、螺距不正確、牙型不正確、表面粗糙度大等問題，在此通過口訣對螺紋的車削加工中需要注意的幾個工藝問題進行分析。

3.1 一緊二對中

一緊：車削螺紋時，刀具和工件的安裝必須裝夾牢固、可靠，車刀的刀尖對準工件的回轉中心。工件裝夾不緊時，在切削力的作用下出現較大的撓性變形，破壞了車刀與工件正確的相對位置，工件在切削力的作用下抬高，出現扎刀現象。

二對中：車刀安裝過高會使刀具實際后角減小，切削時，后刀面容易與工件發生干涉，把工件頂彎，造成扎刀現象；車刀安裝得過低可能使刀具實際前角增大，則切屑不易排出，也容易造成扎刀。

實際加工中，過長工件可采用一夾一頂的方法，來保證工件的正確定位和夾緊。同時采用調整刀墊厚度來保證車刀刀尖的正確位置。

3.2 三選四刃磨磨

三選：合理的吃刀量選擇可以避免因切削力過大造成的扎刀現象。同時，在大螺距車削時可采用左右切削法和斜線進刀法來避免車刀多刃同時切削而造成的切削力過大。

四刃磨：車刀應經常進行修磨或者更換刀片，來保證車刀的刀刃完整、角度正確，防止因刀具磨損造成的切削力過大導致的扎刀現象。同時，保證工件加工面的表面結構。

3.3 五冷六同步

五冷：車削螺紋時，選用適當的冷卻和潤滑方式，可以有效的提高工件的表面結構、延長刀具使用壽命，避免切屑瘤的產生。

六同步：螺紋車削的加工原理就是要求工件的回轉與車刀沿工件軸向的運動同步，否則會出現亂扣。當車床絲杠螺距與工件螺距比值不成整倍數時，應及時調整機床。解決方法是采用倒、順車來退刀。第一次行程結束時，不提起開合螺母，把刀沿徑向退出，將主軸反轉，使車刀沿工件軸線方向退回，再進行第二次車削，這樣往復過程中，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，就不會出現亂扣。

采用倒順車時，主軸換向不能過快，否則容易使車床傳動件損壞。

3.4 七測八不動

七測：車削螺紋時，應根據不同的質量要求和生產批量的大小，選擇單項測量法和綜合檢測法，來對加工效果進行及時、準確的測量，來保證螺紋尺寸參數的精度。質量要求高的工件采用三針測量法，以獲得較高的測量精度。

八不動：螺紋加工過程中，車床絲杠、主軸的軸向間隙過大，溜板箱的開合螺母與絲杠不同軸，燕尾導軌磨損而造成刀架運行不穩定，掛輪間隙過大等，都容易造成螺紋加工的螺距不正確、螺距不均等現象。加工前應對車床絲杠的調整圓螺母，主軸后調整螺母，進行檢查、調整，消除絲杠軸承的軸向間隙，保證絲杠、主軸定位可靠無竄動。并且定期檢查燕尾導軌磨損情況及掛輪間隙，以達到正確的配合要求。

螺紋加工的質量保證既取決于機床、刀具、量具的正確使用，也需要操作者具有豐富的經驗，本文僅針對筆者在螺紋車削加工中的遇到的一些常見問題做一闡述，不足之處敬請諒解。

參考文獻

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