毕业论文-螺纹的车削与故障分析

毕业论文-螺纹的车削与故障分析PAGEPAGE23毕业论文题目对螺纹的车削与常见的故障分析专业数控加工与维护工程班级09级数控2班学生黄彦福指导教师赵春明摘要在机械制造业中，用车削的方法加工螺纹是目前常用的加工方法。在普通车床上车削标准螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转，刀具应均匀地移动一个导程的距离。它们的运动关系是这样保证的：主轴带着工件一起转动，主轴的运动经交换齿轮传到进给箱；由进给箱变速后再传给丝杠；由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架作直线移动，这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的，从而保证了刀具和工件之间严格的运动关系。在实际车削螺纹时，由于各种原因，造成主轴到刀具之间的运动在某一环节出现问题，引起车削螺纹时产生故障，影响正常生产，这时应及时加以解决。

多线螺纹的各螺旋线是等距分布的，从他们的端面上可以看出，各螺旋线的起始点，在圆周上相距的角度是相等的，在车削过程中，解决螺旋线的等距分布问题叫分线，如果等距误差过大、会影响内、外螺纹的配合精度和蜗杆蜗轮的啮合精度，降低使用寿命.削多线螺纹在机器制造业中应用广泛，因而螺纹的车削是技工学校车工专业必修的一个实习课题，如何搞好螺纹车削这门技术的教学，笔者从螺纹车刀的准备、车削方法的选择、合理的切削用量的选择及如何处理故障等方面进行阐述刃磨车刀时刀尖角不正确，即车刀两切削刃在基面上投影之间的夹角与加工螺纹的牙型角不一致，导致加工出的螺纹角度不正确。解决方法：刃磨车刀时必须使用角度尺或样板来检测，得到正确的牙型角。与普通车削相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍，螺纹刀片刀尖处的作用力要高100～1000倍，切削速度较快，切削力较大和作用力聚集范围较窄导致螺纹的加工难度高。笔者通过大量的实验认为要从刀具的几何参数、切屑液和程序的编辑3个方面来提高数控车削螺纹的精度。关键词：螺纹

车削

方法故障解决目录第一章三角形螺纹的车削方法1.1

车削螺纹工件的螺纹参数和工艺要求 31.2车刀的选择、刃磨和安装 41.3

检测螺纹参数 5第二章多线螺纹的分线方法和分线精度2.1轴向分线法 62.2圆周分线法 82.3用卡盘卡爪分线 82.4用分度盘分线 9第三章车削中出现的问题及解决方法3.1刃磨车刀时刀尖角不正确 103.2车刀安装不正确 103.3刀具磨损 103.4螺距（或导程）不正确 113.5表面粗糙度值大 113.6解决方法 123.7乱牙 123.8中径不正确 123.9扎刀或顶弯工件 12第四章故障分析及解决方法

4.1啃刀与乱扣 13第一章三角形螺纹的车削方法1.1

车削螺纹工件的螺纹参数和工艺要求1.1.1确定螺纹大径、中径、小径

外螺纹大径（公称直径d）一般应车得比基本尺寸小0.2~0.4mm（约0.13P），保证车好螺纹后牙顶处有0.125P的宽度（P是螺距）。具体数值应参照基准制来选择，基轴制的值应小些，基孔制则可大些。中径d2=d-0.6495P，在中径处螺纹牙厚和槽宽相等。小径的计算公式为：d1=d-1.3P。则在上例中的参数分别是：d=29.6~29.8，d2=28.701，d1=27.4。2、螺柱右端面要倒角至螺纹小径，左边加工退刀槽。

1.1.2确定背吃刀量

螺纹切削用量的选择应根据工件材料的螺距大小以及所处的加工位置等因素来决定。前几次的进给用量可大些，以后每次进给切削用量应逐渐减小。切削速度应选低些，粗车时每次切深0.3mm左右，最后留余量0.2mm；精车时每次切深0.1~0.2mm左右，粗精车的总切深为1.3P。经过总结，本人列出下表仅供参照。1.2车刀的选择、刃磨和安装

螺纹车刀的选择主要考虑刀具、形状和几何角度等三个方面。高速钢车刀用于加工塑性（钢件）材料的螺纹工件；白钢刀刃磨螺的纹车刀，适用于加工大螺距的螺纹和精密丝等工件；硬质合金螺纹车刀适用于加工脆性材料（铸铁）和高速切削塑性工件。

车刀的几何角度有三个（1）刀尖角ε应等于牙型角，车削普通三角形螺纹是60°；（2）前角Υ一般为0°~15°，螺纹车刀的径向前角对牙形角有很大的影响，对精度高的螺纹径向前角可适当取小一些（约0°~5°）；（3）后角α一般为5°~10°，因螺纹升角的影响，两后角大小应该磨成不同，进刀方向一面应稍大一些。但对大直径、小螺距的三角形螺纹，这种影响可忽略不计。刃磨车刀时要根据粗、精车的要求，刃磨出合理的前、后角。粗车刀前角大，后角小，精车刀则相反。车刀的左右刀刃必须是直线，无崩刃。刀尖角的刃磨比较困难，为保证磨出准确的刀尖角，在刃磨时用螺纹角度样板测量刀尖角（见图2）。测量时，把刀尖角与样板贴合，对准光源，仔细观察两边贴合的间隙，并以此为依据进行修磨。另外车刀磨损过大时会引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀现象。此时应对车刀加以修磨。

车削螺纹时，为了保证牙形正确，对安装螺纹车刀提出了严格的要求。安装时刀尖高度必须对准工件旋转中心（可根据尾座顶针高度检查），车刀安装得过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀；过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动径向加深，从而把工件抬起，导致啃刀；车刀刀尖角的中心线必须与工件严格垂直，装刀时可用样板来对刀（见图3）。如果车刀装歪，就会产生牙形歪斜（见图4）；刀头伸出不能太长，一般为20~25mm（约刀杆厚度的1.5倍）1.3

检测螺纹参数

检测螺纹主要测量螺距、牙型角和螺纹中径，而且这些测量要在拆卸工件、刀具前进行，发现问题才能及时补救。1.3.1

测量螺距、牙型角

螺距是由车床的运动关系来保证的，用钢尺测量即可。普通螺纹的螺距一般较小，在测量时，最好量10个螺距的长度，再除以10得到一个螺距的尺寸。牙型角是由车刀的刀尖以及正确安装来保证的，一般用样板测量。也可用螺距规同时测量螺距和牙型角（见图7）。1.3.2测量螺纹中径螺纹中径常用螺纹千分尺测量（见图8）。使用方法跟一般的外径千分尺相似。它有两个可以调换的测量头，在测量时，两个跟牙形相同的触头正好卡在螺纹的牙形面，所得到的千分尺读数就是该螺纹的中径实际尺寸。1.3.3

综合测量

用螺纹环规检查三角形外螺纹（见图9）。首先应对螺纹的直径、螺距、牙形和粗糙度进行检查，然后再用环规测量外螺纹的尺寸精度。如果环规通端正好拧进去，而止端拧不进去，说明螺纹精度符合要求。对于精度要求不高的也可用标准螺母检查（生产中常用），以拧上工件时是否顺利和松动的感觉来确定。检查有退刀槽的螺纹时，环规应通过退刀槽与阶台端面靠平。第二章多线螺纹的分线方法和分线精度2.1轴向分线法当车好一条螺旋槽后，把车刀沿轴线方向移动一个螺距，再车第二条螺旋槽。这种方法主要是如何解决精确移动一个螺距的问题。具体方法如下：2.1.1滑板刻刻度分线法这种方法是利用小滑板刻度盘的刻线值使车刀沿轴向移动一个螺距，以达到分线的目的。这种方法简单，不需要其他附件和装置，利用车床固有的小滑板及刻度就能达到分线的目的。其分线精度处决于小滑板刻线移动的精确度和操作方法的正确性。分线时必须注意的事项：a.分线前必须保证小滑板导轨与工作轴线平行度，否则会产生误差。简单校正的方法是：在车床上车长度约150mm的外圆（100以上），量其直径，得有无锥度误差，然后将百分表安装在刀架上，使百分表测头与加工的表面接触，移动小滑板，就可得工件轴线与小滑板移动轨迹的平行度。一般校正差值在0.02范围内。b.螺纹分线时应注意小滑板手柄旋转方向，否则会产生误差。每次分线小滑板手柄转动方向要相同，转动时要消除空行程，以免因丝杆与螺母之间的间隙产生分线误差。c.车削精度较高、导程较大的多线螺纹（蜗杆）时，应把各条螺旋槽都粗车完毕后，再进行精车。精车时小滑板手柄进给方向要相同，小滑板进给数要正确，并最后反复2-3次以免各线（侧面）由于余量不匀而产生分线误差。2.1.2利用百分表（或千分表）和量块分线法方法是：车好一条螺旋线后，移动小滑板，使百分表读数等于多线螺纹的一个螺距，再车削下一个螺旋槽。当车削较大螺距的多线螺纹时，百分表移动的数值受到限制，可在百分表与挡块之间垫一量块，其厚度等于所车多线螺纹的螺距，车好第一条螺旋槽后，取掉量块，移动小滑板。把百分数表测头与挡块接触，其读数与量块接触时一样，再车下一螺旋槽，依次分线。这种方法可获较高的分线精度。但操作时除上述小滑板分线必须注意的三点之外还应注意：百分表必须固定牢固可靠，并经常找正，以防工作时产生走动，而产生分线误差。2.2圆周分线法圆周分线法是根据螺旋线在圆周上等距分布的特点，即当车好第一条螺旋之后，脱开工件与丝杆之间的传动链，并把工件转过θ角度（θ=360°／n），再连接工件与丝杆之间的传动链，车削另一条螺旋槽。这样依次分线，就完成了分线工作。常见分线方法有以下三种：2.2.1交换齿轮分线法分线原理：车螺纹和蜗杆时，在正常情况下，主轴和交换齿轮主动轮Z1传动比是1：1，因此交换齿轮z1转过的角度等于工件转过的角度，如果当主动轮Ｚ1的齿数是螺纹线数的整数倍时，就可利用交换齿轮分线。a.正常螺距计算公式：Z1分=Z1/n式中Z1分-分线时交换齿轮主动轮应转过的齿数Z1-交换齿轮中主动轮的齿数n-多线螺纹和蜗杆的线数例：在C6140车床上车削TR42×12（P3）的螺纹时，挂轮交换齿轮齿数Z1=63，Z2=100，Z3=75，求Z1分线时应转过多少齿？解：已经Z1=63、梯形螺纹线数n=3，则Z1分=Z1／n=63／3=21齿。当车好一条螺旋槽后，只需将交换齿轮Z1=63与被动轮Z2=100脱开。拨动主动轮Z1转过21个齿。重新全上，可车第二条螺旋槽，同理可车第三条螺旋槽。b.用扩大螺距计算方式Z1分=Z1i倍／n式中Z1分-分线时主动轮应转过的齿数Z1-交换齿轮中主动轮的齿数I倍-车扩大螺距比车政党螺距时，主动轮比主轴转过扩大的倍数n-多线螺纹的线数例：在CA6140型车床上，车削轴向模数Mx=2.5，线数n=8的蜗杆，求交换齿轮应转过的齿数或转数？解：已经Z1=64、i倍=32，则Z1分Z1i倍/n=64×32/8=256齿，Z1n=Z1分/Z1=256／64=4转。当车好第一条螺旋槽后，将Z1和Z2传动链脱开，将主动轮Z1=64转过4转（256齿）。转动链重新合上可车第二条螺旋槽。同理，可车削第三、四，……六条螺旋槽。交换齿轮法分线精度高，不需增加任何附件，不受车床小滑板行程的限制等优点，但操作比较麻烦，并受挂轮齿数限制，只能用于单件加工精度较高的多线螺纹时使用。2.3用卡盘卡爪分线由于三爪，四爪卡盘上各爪之间的角度是相等的，三爪卡盘是120度，四爪卡盘90度，因此，我们可用三爪卡盘来分三线螺纹，用四爪卡盘来分双线或四线。用这种方法分线的条件是在二顶尖安装状态下，前顶尖安装在卡盘上，并直接在卡盘上利用自身条件车成，以保证前顶尖的正确性。鸡心夹头采用弯头鸡心夹头，并直接靠在爪上，用以带动工件旋转。车第一条螺旋槽时，鸡心夹头靠在卡爪1上（图甲），当第一条螺旋槽车好后，停止主轴转动，摇动尾座使后顶离开工件，卸下工件，然后把工件转过一个角度再装上，使鸡心夹心靠在卡爪2上（图乙），顶紧就可以车第二条螺旋槽。同样，车第三条螺旋槽时，可将鸡心夹头靠在卡爪上（图丙）。同理可用四爪卡盘车四线或二线。2.3.1利用三爪卡盘的分头法用这种方法分线比较方便，并能保证螺杆与其他表的位置精度，但要注意以下几点：a.分线精度处决于鸡心夹头与爪子接触点的正确性，所以除卡盘要正确外，鸡心夹头与卡爪接触点应牢固可靠，并刚性要好。b.在二顶尖安装时要注意顶尖与工件中心孔松紧程度，以免反转回程时产生鸡心夹头在卡爪之间相隔空间较大，产生撞击，影响接触点变化或使鸡心夹头螺钉与工件松动，从而影响分线精度。2.4用分度盘分线这种分线方法利用分度盘圆周上有精确刻线，利用刻线来分线，这种方法优点是：分线较高，操作简单，用分并不受线数的限制，特别是在工件导程大于小滑板有效移动距离时，更显得优点突出。所以适用于分线精度要求较高的批量生产，是一种理想的分线方法，现介绍一种简易分度盘的分线方法，其结构如图：在车床法兰盘后面车一条T形槽，把三爪或四爪卡盘装在一个圆周刻有360度的分度盘上，使用T形螺栓紧固法兰盘和分度盘，并使法兰盘上的基准线对准分度盘上的零度线。分度时只要松开T表螺栓，使分度盘转过需要的角度，然后固紧，即可车削。角度转动的数值由工件的线数决定（Xo=360°／n）。比如，工件为二线时分度盘转过180度，工件为三线时分度盘转过120度，四线时为90度。以上笔者介绍和分析了常见多线螺纹的分线方法。但在选用时应根据产品数量的多少，产品的精度高低，设备配备情况，合理的选择。本人从事车工教学和实践多年，尤其是近年来，对中高级工的培训和辅导工作中碰到的一些问题，谈一点体会。在等级考核中，工件加工属于单件生产，不可能也不允许选用分度盘分线，常选用的方法是：小滑板或百分表分线法。但方法选定后并不是就能达到预计的理想效果，分线精度产生各线不均的情况比较突出。在实践中，很少用高精度、高科技的测量工具和手段来进行检测，如工具显微镜测量螺距精度，而常采用齿厚尺来测量多线蜗杆的螺距或导程误差，但发现车削时各线之间齿厚不均比较突出，是什么原因呢？本人分析如下：a.机床精度达不到要求，车床本身存在机床精度误差，如传动链精度不够，丝杆精度不够，开合螺母与丝杆啮合时间隙不一等等。b.操作者本人存在缺陷。除了上述车床本身精度外，车床操作者本人工艺也是一个非常重要的关节。第三章车削中出现的问题及解决方法3.1刃磨车刀时刀尖角不正确即车刀两切削刃在基面上投影之间的夹角与加工螺纹的牙型角不一致，导致加工出的螺纹角度不正确。解决方法：刃磨车刀时必须使用角度尺或样板来检测，得到正确的牙型角，其方法为：将样板或角度尺与车刀前面平行，再用透光法检查。常用的公制螺纹牙型角：三角形螺纹６０°，梯形螺纹３０°，蜗杆４０°。3.1.1径向前角未修正为了使车刀排屑顺利，减小表面粗糙度，减少积屑瘤现象，经常磨有径向前角，这样就引起车刀两侧切削不与工件轴向重合，使得车出工件的螺纹牙型角大于车刀的刀尖角，径向前角越大，牙型角的误差也越大。同时使车削出的螺纹牙型在轴向剖面内不是直线，而是曲线，影响螺纹副的配合质量。解决方法：在刃磨有较大径向前角的螺纹车刀车螺纹时，刀尖角必须通过车刀两刃夹角进行修正，尤其加工精度较高的螺纹，其修正计算方法为：

tan■=cosｒｐ．tan■

式中，εｒ为车刀两刃夹角；ｒｐ为径向前角；α为牙型角。3.1.2高速钢切削时牙型角过大在高速切削螺纹时，由于车刀对工件的挤压力产生挤压变形，会使加工出的牙型扩大，同时使工件胀大，所以在刃磨车刀时，两刃夹角应适当减小３０′。另外，车削外螺纹前工件大径一般比公称尺寸小（约０．１３Ｐ）。车刀安装不正确即车刀两切削刃的对称中心线与工件轴线不垂直，造成加工出的牙型角倾斜（俗称倒牙）。解决方法：用角度尺或样板来安装车刀，使对称中线与工件轴线垂直，并且刀尖与工件中心等高。3.2车刀安装不正确车刀安装应该和车床三爪卡盘的中心基本一致，如果偏低刀尖的强度会降低，刀尖容易崩掉，偏高会增加切削阻力，很难切削。不过如果工件的外径比较大，车刀高低可以有偏差（针对车外圆）。如果车内孔车刀的高度可以稍偏高。3.3刀具磨损刀具磨损后没有及时刃磨，造成加工出的牙型角两侧不是直线而是曲线或“烂牙”。解决方法：合理选用切削用量，车刀磨损后及时刃磨。3.4螺距（或导程）不正确螺距指：相邻两牙在中径上对应两点的距离。导程指：同一条螺旋线上相邻两牙在中径上对应两点的距离。单头螺纹的螺距就是导程。如果是多头螺纹，比如三头螺纹，那么他的导程就是三个螺距。3.4.1螺纹全长不正确螺纹全长不正确的原因是交换齿轮计算或组装错误，进给箱、溜板箱有关手柄位置扳错，可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。3.4.2螺纹局部不正确螺纹局部不正确的原因是车床丝杠和主轴的窜动过大，溜板箱手轮转动不平衡，开合螺母间隙过大。解决方法：如果是丝杠轴向窜动造成的，可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整，以消除连接处推力球轴承的轴向间隙；如果是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调整螺母，以消除推力球轴承的轴向间隙；如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴造成啮合不良引起的，可修整开合螺母并调整开合螺母间隙；如果是溜板箱转动不平衡，可将溜板箱手轮拉出使之与转动轴脱开均匀转动。3.4.3车削过程中开合螺母自动抬起引起螺距不正确解决方法：调整开合螺母镶条适当减小间隙，控制开合螺母传动时抬起，或用重物挂在开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.是刀尖产生积屑瘤；

b.是刀柄刚性不够，切削时产生振动；

c.是车刀径向前角太大，中滑板丝杠螺母间隙过大产生扎刀；

d.是高速钢切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，拉毛已加工牙侧的表面；

e.是工件刚性差，且切削用量过大；

f.是车刀表面粗糙。3.6解决方法a.如果是积屑瘤引起的，应适当调整切削速度，避开积屑瘤产生的范围（５ｍ/ｍｉｎ～８０ｍ/ｍｉｎ）；用高速钢车刀切削时，适当降低切削速度，并正确选择切削液；用硬质合金车螺纹时，应适当提高切削速度。b.增加刀柄的截面积并减小刀柄伸出的长度，以增加车刀的刚性，避免振动。c.减小车刀径向前角，调整中滑板丝杠螺母，使其间隙尽可能最小。d.高速钢切削螺纹时，最后一刀的切屑厚度一般要大于０．１ｍｍ，并使切屑沿垂直轴线方向排出，以免切屑接触已加工表面。e.选择合理的切削用量。第六，刀具切削刃口的表面粗糙度要比螺纹加工表面的粗糙度小２～３档次，砂轮刃磨车刀完后要用油石研磨。3.7乱牙乱牙的原因是当丝杠转一转时，工件未转过丝杠转数整数倍而造成的，即工件转数不是丝杠转数的整数倍。

常用预防乱牙的方法首先是开倒顺车，即在一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会产生乱牙。其次，当进刀纵向行程完成后，提起开合螺母脱离传动链退回，刀尖位置产生位移，应重新对刀。3.8中径不正确中径不正确的原因是车刀切削深度不正确，以顶径为基准控制切削深度，忽略了顶径误差的影响；刻度盘使用不当；车削时未及时测量。解决方法：精车时，检查刻度盘是否松动，并且要正确使用，精车余量应适当，要及时测量中径尺寸，考虑顶径的影响，调整切削深度。3.9扎刀或顶弯工件扎刀或顶弯工件的原因：车刀刀尖低于工件（机床）中心；车刀前角太大，中滑板丝杠间隙较大；工件刚性差，而切削用量选择太大。解决方法：第一，安装车刀时，刀尖要对准工件中心，或略高些。第二，减小车刀前角，减小径向力，调整中滑板丝杠间隙。第三，根据工件刚性来选择合理的切削用量；增加工件的刚性，增加车刀刚性。

总之，车削螺纹时产生的故障形式是多种多样的，既有设备原因，也有刀具、测量、操作等原因，排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测方法和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效、合理的解决方法车削螺纹的常见问题及解决方法:

第四章故障分析及解决方法4.1啃刀与乱扣

4.1.1.车刀安装得过高或过低

过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象;过低，则切屑不易排出，车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杠与螺母间隙过大，致使吃刀深度不断自动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，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1%D左右(D表示被加工工件直径)。

4.1.2.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，出现啃刀，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。

4.1.3.车刀磨损过大

引起切削力增大，顶弯工件，出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。故障分析及解决方法：原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。4.1.4.当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时假如在退刀时，采用打开开合螺母，将床鞍摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现乱扣。

解决方法是采用正反车法来退刀，即在第一次行程结束时，不提起开合螺母，把刀沿径向退出后，将主轴反转，使车刀沿纵向退回，再进行第二次行程，这样往复过程中，因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现乱扣。

4.1.5.对于车削车床丝杠螺距与工件妇距比值成整倍数的螺纹

工件和丝杠都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杠转过一转，才能重新合上开合螺母，这样当丝杠转过一转时，工件转了整数倍，车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内，就不会出现乱扣，这样就可以采用打开开合螺母，手动退刀。这样退刀快，有利于提高生产率和保持丝杠精度，同时丝杠也较安全。4.2螺距不正确4.2.1螺纹全长上不正确

原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对，可重新检查进给箱手柄位置或验算4.2.2局部不正确原因是由于车床丝杠本身的螺距局部误差(一般由磨损引起)，可更换丝杠或局部修复4.2.3螺纹全长上螺距不均匀

原因是：丝杠的轴向窜动。主轴的轴向窜动。溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良。溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定。挂轮间隙过大等。

通过检测：假如是丝杠轴向窜动造成的，可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整，以消除连接处推力球轴承轴向间隙。假如是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调整螺母，以消除后推力球轴承的轴向间隙。假如是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良引起的，可修整开合螺母并调整开合螺母间隙。

假如是燕尾导轨磨损，可配制燕尾导轨及镶条，以达到正确的配合要求。

假如是挂轮间隙过大，可采用重新调整挂轮间隙。

4.2.4出现竹节纹

原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身，制造误差、或局部磨损、或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低，从而引起丝杠旋转周期性不均匀，带动刀具移动的周期性不均匀，导致竹节纹的出现，可以修换有误差或磨损的齿轮。4.3中径不正确故障分析及解决方法：原因是吃刀太大，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。解决方法是精车时要具体检查刻度盘是否松动，精车余量要适当，车刀刃口要锋利，要及时测量。4.4螺纹表面粗糙故障分析及解决方法：原因是车刀刃口磨得不光洁，切削液不适当，切削速度和工件材料不适合以及切削过程产生振动等造成功。

解决方法是：正确修整砂轮或用油石精研刀具;选择适当切削速度和切削液;调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等，保证各导轨间隙的准确性，防止切削时产生振动。

第五章车削方法的比较5.1在机械制造业中采用数控车削的方法加工螺纹是目前常用的方法与普通车削相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍，螺纹刀片刀尖处的作用力要高100～1000倍，切削速度较快，切削力较大和作用力聚集范围较窄导致螺纹的加工难度高。笔者通过大量的实验，认为要从刀具的几何参数、切屑液和程序的编辑3个方面来提高数控车削螺纹的精度。

图1接头零件(45钢)

图2螺纹车刀

图3G92直进式切削方法

图4G76斜进式切削方法实例分析例如加工图1所示零件。选择合理的刀具几何参数选择合适的切削液对编辑的加工程序合理地进行工艺处理由图1可知该螺纹属于细牙普通螺纹，选择硬质合金三角形外螺纹车刀。螺纹车刀的几何形状见图2。在螺纹刀的两个切削刃上磨出宽度为0.2～0.4mm的倒棱，其g=5°，由于高速切削螺纹的时候实际牙型角会扩大，因此刀尖角应减小30'，磨成59.5°较好。螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小，磨刀时一定要正确修整砂轮或用油石精研刀具。在安装螺纹车刀时要尽量减少伸出长度，防止刀杆刚性不够，切削时产生振动。螺纹车刀安装高度也很讲究，过高或过低都会出现“扎刀”现象。过高，则吃刀到一定深度时，后刀面顶住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：过低，则切屑不易排出，从而把工件顶起，出现“扎刀”现象。正确的位置是刀尖位置比工件中心高0.1～0.3mm。车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低切削时产生的热量，减少由于温度升高引起的加工误差：能在金属表面形成薄膜，减少刀具与工件的摩擦，并可冲走铁屑，从而降低工件表面粗糙度值，减少刀具磨损。根据实验，加工一般要求螺纹使用水基切削液就可以达到要求，如果精度要求高就必须使用油基切削液，如煤油、植物油等。车床的水箱一般都装水基切削液，那么在加工螺纹时可以使用油枪进行手工润滑就能满足精度要求。我校使用的是广州数控系统-GSK980T，该系统螺纹编程指令有G32、G92、G76。其中G32是简单螺纹切削指令，显然不适合，G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式，G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。在操作使用上要仔细分析，采用合适的编辑指令才能加工出精度高的零件。G92和G76的加工误差分析：G92直进式切削方法，如图3所示。由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差：但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。G76斜进式切削方法，如图4所示。由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。从以上对比分析可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工的方式在螺纹加工中将有两大优点：一方面可以避免因切削量大而产生的变形：另一方面能够保证螺纹加工的精度。但要注意粗车和精车刀具起始点要一致，不然会乱扣，造成零件报废。根据以上分析，采用GSK980T数控系统所编制的螺纹加工程序如下：01234：程序号……：(省略外圆加工程序)T0303：调3号螺纹车刀G00X37.0Z5.0：快速定位螺纹加工起点G76P010160Q25R0.05：用G76螺纹车削循环指令G76X34.45Z-58.0P775Q350F1.5：粗车M36×1.5螺纹部分G00X37.0Z5.0：快速定位到76螺纹加工起点G92X34.4Z-58.0F1.5：用G95.1.2螺纹车削循环指令X34.376：精车螺纹X34.376：G00X100Z100M05：返回安全点，主轴停止转动M30：程序结束，返回程序起始段加工时的几点注意事项：工件要夹紧，以防在车削时打滑飞出伤人和扎刀：要注意安全文明生产。2总结通过实际加工生产，以上措施有效地解决了加工精度不高等问题，减轻了操作者的劳动强度，提高效率并保证加工后零件的质量。工艺处理工作，对于数控机床加工程序的编制和零件的加工是非常重要的。但工艺处理工作的实践性很强，在实际运用中，要善于分析，充分利用所掌握的各项知识，理论联系实际，不断总结，以提高自己的工艺分析和处理水平。

图1接头零件(45钢)

图2螺纹车刀

图3G92直进式切削方法

图4G76斜进式切削方法实例分析例如加工图1所示零件。选择合理的刀具几何参数选择合适的切削液对编辑的加工程序合理地进行工艺处理由图1可知该螺纹属于细牙普通螺纹，选择硬质合金三角形外螺纹车刀。螺纹车刀的几何形状见图2。在螺纹刀的两个切削刃上磨出宽度为0.2～0.4mm的倒棱，其=5°，由于高速切削螺纹的时候实际牙型角会扩大，因此刀尖角应减小30'，磨成59.5°较好。螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小，磨刀时一定要正确修整砂轮或用油石精研刀具。在安装螺纹车刀时要尽量减少伸出长度，防止刀杆刚性不够，切削时产生振动。螺纹车刀安装高度也很讲究，过高或过低都会出现“扎刀”现象。过高，则吃刀到一定深度时，后刀面顶住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：过低，则切屑不易排出，从而把工件顶起，出现“扎刀”现象。正确的位置是刀尖位置比工件中心高0.1～0.3mm。车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低切削时产生的热量，减少由于温度升高引起的加工误差：能在金属表面形成薄膜，减少刀具与工件的摩擦，并可冲走铁屑，从而降低工件表面粗糙度值，减少刀具磨损。根据实验，加工一般要求螺纹使用水基切削液就可以达到要求，如果精度要求高就必须使用油基切削液，如煤油、植物油等。车床的水箱一般都装水基切削液，那么在加工螺纹时可以使用油枪进行手工润滑就能满足精度要求。5.1.1如图3所示。由于两侧刃同时工作，切削力较大，而且排削困难，因此在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差：但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。5.1.2如图4所示。由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。从以上对比分析可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用G92进行精加工的方式在螺纹加工中将有两大优点：一方面可以避免因切削量大而产生的变形：另一方面能够保证螺纹加工的精度。但要注意粗车和精车刀具起始点要一致，不然会乱扣，造成零件报废。加工时的几点注意事项：a.工件要夹紧，以防在车削时打滑飞出伤人和扎刀：b.要注意安全文明生产5.2造业中采用数控车削的方法加工螺纹是目前常用的方法与普通车削相比，螺纹车削的进给速度要高出10倍，螺纹刀片刀尖处的作用

力要高100～1000倍，切削速度较快，切削力较大和作用力聚集范围较窄导致螺纹的加工难度高。笔者通过大量的实验，认为要从刀具的几何

参数、切屑液和程序的编辑3个方面来提高数控车削螺纹的精度。图1接头零件(45钢)图2螺纹车刀图3G92直进式切削方法图4G76斜进式切削方法实例分析

例如加工图1所示零件。

选择合理的刀具几何参数

由图1可知该螺纹属于细牙普通螺纹，选择硬质合金三角形外螺纹车刀。螺纹车刀的几何形状见图2。

在螺纹刀的两个切削刃上磨出宽度为0.2～0.4mm的倒棱，其g=5°，由于高速切削螺纹的时候实际牙型角会扩大，因此刀尖角应减小30'，磨成

59.5°较好。螺纹车刀前、后刀面的表面粗糙度必须很小，磨刀时一定要正确修整砂轮或用油石精研刀具。在安装螺纹车刀时要尽量减少伸出

长度，防止刀杆刚性不够，切削时产生振动。螺纹车刀安装高度也很讲究，过高或过低都会出现“扎刀”现象。过高，则吃刀到一定深度时，

后刀面顶住工件，增大摩擦力，造成“扎刀”：过低，则切屑不易排出，从而把工件顶起，出现“扎刀”现象。正确的位置是刀尖位置比工件

中心高0.1～0.3mm。

选择合适的切削液

车削螺纹时，恰当地使用切削液，能降低切削时产生的热量，减少由于温度升高引起的加工误差：能在金属表面形成薄膜，减少刀具与工件的

摩擦，并可冲走铁屑，从而降低工件表面粗糙度值，减少刀具磨损。根据实验，加工一般要求螺纹使用水基切削液就可以达到要求，如果精度

要求高就必须使用油基切削液，如煤油、植物油等。车床的水箱一般都装水基切削液，那么在加工螺纹时可以使用油枪进行手工润滑就能满足

精度要求。

对编辑的加工程序合理地进行工艺处理

我校使用的是广州数控系统-GSK980T，该系统螺纹编程指令有G32、G92、G76。其中G32是简单螺纹切削指令，显然不适合，G92螺纹切削循环

采用直进式进刀方式，G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式，由于切削方法的不同，编程方法不同，造成加工误差也不同。在操作使用上要

仔细分析，采用合适的编辑指令才能加工出精度高的零件。

5.2.1G92和G76的加工误差分析

螺纹时，由于切削深度较大，刀刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差：但是其加工的牙形精度较高，因此一般多用于小螺距螺纹加工。

G76斜进式切削方法，如图4所示。由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较

差。但由于其为单侧刃工作，刀具负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工

方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为方便。

从以上对比分析可以看出，只简单利用一个指令进行车削螺纹是不够完善的，采用G92、G76混用进行编程，即先用G76进行螺纹粗加工，再用

G92进行精加工的方式在螺纹加工中将有两大优点：一方面可以避免因切削量大而产生的变形：另一方面能够保证螺纹加工的精度。但要注意

粗车和精车刀具起始点要一致，不然会乱扣，造成零件报废。

加工时的几点注意事项：

工件要夹紧，以防在车削时打滑飞出伤人和扎刀：

要注意安全文明生产。

结论我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部