车削大螺距螺纹产生波纹和断刀的原因及对策

     机械加工中，在使用普通车床强力车削大螺距螺纹时，经常会出现床鞍振动，导致加工表面产生波纹，严重时甚至造成断刀的现象。造成这一现象的原因比较复杂，本文中，我们将从刀具受力这个角度进行分析，找出此类问题产生的原因以及解决方法。

    问题产生的力学原因

    与车削较小螺距的螺纹时采取的在与工件轴线相垂直的方向上做直线进刀的切削方法不同，在车削较大螺距的螺纹时，为了减小所受的切削力，常采用的是通过移动小滑板，使螺纹车刀分别用左右切削刃进行切削的左右借刀切削法。这样一来，切削力是减小了，但同时又产生了新的问题。

    车削时，车床床鞍的移动是由长丝杠的转动带动开合螺母的移动来实现的。长丝杠在轴承处以及与开合螺母之间都存在着轴向间隙，这些间隙在受力时会使床鞍的运动状态发生微小的改变。当采用左右借刀切削法进行强力切削时，刀具受力并不是垂直于工件轴线，而是有一个角度差。

    将这个力分解，可以分为与轴垂直和沿轴这两个分力。其中，径向分力对床鞍没有影响。但轴向分力由于与刀具的进给方向相同，会将这个力传递给床鞍，从而造成床鞍向有间隙一侧发生快速而猛烈的来回窜动，刀具也跟着一起来回窜动。这样，就会在工件表面产生波纹状的刀痕，甚至会引起断刀。这就是本文中所要分析问题产生的力学原因。

    需要强调的是，这种现象只有在使用右主刀刃进行切削时才会发生。因为用左主刀刃切削时，虽然刀具受力也可以分解为轴向和径向两个分力，但由于轴向分力方向与进给方向相反，也与床鞍有间隙的一侧方向相反，所以并不会改变床鞍的运动状态。

    还有在切断时，中滑板的移动是由中滑板丝杠的旋转带动螺母的移动来实现的，丝杠轴承处以及与螺母之间也都存在着轴向间隙。在车床上切断时，刀具前刀面承受了工件施加的作用力，这个力轴向和径向两个分力。其中，轴向分力没有影响，而径向分力恰好与切断车刀的进给方向相同并指向工件。于是，这个分力将会把刀具朝工件里推，从而拉动中滑板向有间隙的方向窜动，使切断刀突然扎人工件，造成扎刀、断刀或者是工件弯曲。

    问题的解决方法

    由上文中的分析可以看出，出现波纹或是断刀问题的根源在于刀具受到的分力推动设备向有间隙一侧运动造成的。在采用左右借刀切削法车削较大螺距的螺纹时，刀具受力是不能改变的，因此只能从设备间隙这个角度加以调整。除了要设定好车床有关参数外，还应调整床鞍同床身导轨之间的配合间隙，使其稍紧一些，以增大移动时的摩擦力，减少床鞍窜动的可能性，但也不能调的太紧，以能平稳摇动床鞍为宜。

    同样需要调整的还有中滑板间隙，应尽量使间隙达到最小，使小滑板的松紧度稍紧一些，以防车削时车刀移位。还应尽量缩短工件和刀杆伸出的长度，采用左主刀刃进行切削；而不得不用右主刀刃切削时，要尽量减小背吃刀量；增大右主刀刃的前角，刀刃口要直，要锋利，以减小刀具所承受的轴向分力。从理论上讲，右主刀刃的前角选取应该越大越好。

    采用了以上措施，可以大大减小波纹产生的几率，并有效防止断刀的发生。