在数控车床上加工螺纹时的常见故障及解决方法
摘要:
本文主要阐述了在数控车床上加工螺纹时，由于设备、刀具或者人 员的原因，在切削过程中容易发生的故障，以及解决办法。
关键词：数控车床加工螺纹；常见故障；解决方法
螺纹是在圆柱或圆锥表面上， 沿着螺旋线所形成的具有相同剖面和规定牙 型的连续凸起和沟槽。
在各种机械产品中，带有螺纹的零件应用广泛。它主要 用作联接零件、 传动零件、 紧固零件和测量用的零件等等。 在车床上加工螺纹， 是比较常用的螺纹加工方法之一。 随着科学技术的发展，数控车床的普及，在数控车床上车削螺纹在机械加 工中被越来越多的使用。
数控车床以加工精度高、 产品同一性好、 加工范围广、 调试方便（特别是它能精密加工在普车上比较难加工的一些特殊表面零件）等 优势在机械加工中占有越来越重要的地位。 在数控车床（如 GSK980TD）上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种 标准螺纹，还能车削变螺距螺纹，端面螺纹等。
无论车削哪一种螺纹，数控车 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(即工件转一 转)，刀具应均匀地移动一个(工件的)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，主轴的运动状态由一根同步皮带传送到主轴编 码器，主轴编码器检测到主轴的转速以后，将信息反馈到机床主系统信息处理 中心， 主系统再根据程序编制的导程发出指令控制主轴每转一转 X 轴或 Y 轴移 动一个导程的距离（主要是为了获得各种螺距） ，以保证主轴与刀具之间严格 的运动关系。
在数控车床上车削螺纹，由于主机系统能同时控制主轴与 X、Y 轴的运动， 而且数控车床是以 um 为单位的，所以能获得精确的螺距。但是在实际车削螺 纹时，由于各种原因（如主轴同步传动皮带磨损，X、Y 轴丝杆磨损，刀具磨 损，机床检测系统错误等）造成由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。
在数控 车床上车削螺纹时常见故障及解决方法如下：
一、扎刀： 故障分析： 1、车刀的前角太大，机床 X 轴丝杆间隙较大； 2、车刀安装得过高或过低； 3、工件装夹不牢； 4、车刀磨损过大； 5、切削用量太大。 解决方法： 1、减小车刀前角，维修机床调整 X 轴的丝杆间隙，利用数控车床的丝杆 间隙自动补偿功能补偿机床 X 轴丝杆间隙； 2、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，造成扎刀现象；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，出现扎刀。
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)。 3、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，出现扎刀，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、车刀磨损过大：引起切削力增大，顶弯工件，出现扎刀。此时应对车 刀加以修磨。 5、切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大：根据工件导程大小和工 件刚性选择合理的切削用量。
二、乱扣： 故障分析：原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。
主要原因有： 1、机床主轴编码器同步传动皮带磨损，检测不到主轴的同步真实转速； 2、编制输入主机的程序不正确； 3、X 轴或 Y 轴丝杆磨损。 解决方法： 1、主轴编码器同步皮带磨损：由于数控车床车削螺纹时，主轴与车刀的 运动关系是由机床主机信息处理中心发出的指令来控制的，车削螺纹时，主轴 2 转速恒定不变，X 或 Y 轴可以根据工件导程大小和主轴转速来调整移动速度， 所以中心必须检测到主轴同步真实转速， 以发出正确指令控制 X 或 Y 轴正确移 动。
如果系统检测不到主轴的真实转速，在实际车削时会发出不同的指令给 X 或 Y，那么这时主轴转一转，刀具移动的距离就不是一个导程，第二刀车削时 螺纹就会乱扣。这种情况下，我们只有维修机床，更换主轴同步皮带。 2、编制输入的程序不正确：我们知道，车削螺纹时为了防止乱扣，必须 保证后一刀车削轨迹要与前一刀车削轨迹重合， 在普车上我们用倒顺车法来预 防乱扣。
在数控车床上，我们用程序来预防乱扣，就是在编制加工程序时，我 们用程序控制螺纹刀在车削前一刀后，退刀，使后一刀起点位置与前一刀起点 位置重合（相当于在普车上车削螺纹时，螺纹刀退回到前一刀所车出的螺旋槽 内） ，这样车出的螺纹就不会乱扣。有时，由于程序输入的导程不正确（后一 段程序导程与前一段程序导程不一致） ，车削时也会出现乱扣现象。
例一： ……………………… G00 X 20 ； Z 5； G32 Z -20 F 200； G00 X 30； Z 5； （后一刀起点位置与前一刀起点位置重合，螺纹不 会乱扣） X 19； G32 Z -20 F 200； （后一段程序导程与前一段程序导程一致， 螺纹不会乱扣） ……………………… 例二： ……………………… G00 X 20； Z 5； G32 Z -20 F 200； G00 X 30； Z 4； （后一刀起点位置与前一刀起点位置不重合，螺纹会 乱扣） G32 Z -20 F 220； （后一段程序导程与前一段程序导程不一 3 致，螺纹会乱扣） ……………………… 3、X 轴或 Y 轴丝杆磨损严重：维修机床，更换 X 轴或 Z 轴丝杆。
三、螺距不正确 故障分析： 螺距不正确的原因主要有： 1、主轴编码器传送回机床系统的数据不准确； 2、X 轴或 Y 轴丝杆和主轴的窜动过大； 3、编制和输入的程序不正确。 解决方法： 1、主轴编码器传送数据不准确：维修机床，更换主轴编码器或同步传送 皮带； 2、X 轴或 Y 轴丝杆和主轴窜动过大：调整主轴轴向窜动，X 轴或 Y 轴丝杆 间隙可以用系统间隙自动补偿功能补偿。
3、检视程序，务必使程序中的指令导程与图纸要求一致。
四、牙型不正确： 原因主要有： 1、车刀刀尖刃磨不正确； 2、车刀安装不正确； 3、车刀磨损。 解决方法： 1、车刀刀尖刃磨不正确：正确刃磨和测量车刀刀尖角度，对于牙型角精 度要求较高的螺纹车削，可以用标准的机械夹固式螺纹刀车削，或者把螺纹刀 用磨床刃磨。
2、车刀安装不正确：装刀时用样板对刀，或者通过用百分表找正螺纹刀 杆来装正螺纹刀。 3、车刀磨损：根据车削加工的实际情况，合理选用切削用量，及时修磨 车刀。
五、螺纹表面粗糙度大 故障分析： 原因主要有： 1、刀尖产生积屑瘤； 4 2、刀柄刚性不够，切削时产生震动； 3、车刀径向前角太大； 4、高速切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，拉毛已加工 牙侧表面； 5、工件刚性差，而切削用量过大； 6、车刀表面粗糙度差。
解决方法： 1、用高速钢车刀切削时应降低切削速度，并正确选择切削液； 2、增加刀柄截面，并减小刀柄伸出长度； 3、减小车刀径向前角； 4、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； 5、选择合理的切削用量； 6、刀具切削刃口的表面粗糙度应比零件加工表面粗糙度值小 2～3 档次。
总之，车削螺纹时产生的故障形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、 操作者等的原因，在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种检测和诊断手 段，找出具体的影响因素，采取有效的解决方法。
参考文献：1、 《数控机床编程与操作》中国劳动社会保障出版社 2000 年 5 月出版 2、 《GSK980TD 数控车床操作说明书》广州数控设备有限公司 2006 年 1 月第三版 3、 《车工工艺学》劳动人事出版社一九八四年出版 4、 《车工工艺与技能训练》中国劳动社会保障出版社 2001 年 1 月出版 5。
答：金属切削手册或者车工手册都有，刀尖规矩公制还是英制一般为60度，手册都有。详情>>
