螺紋是在圓柱或圓錐表面上,沿著螺旋線所形成的具有相同剖面和規(guī)定牙型的連續(xù)凸起和溝槽。在各種機(jī)械產(chǎn)品中,帶有螺紋的零件應(yīng)用廣泛。它主要用作連接零件、緊固零件、傳動零件和測量用的零件等等。在數(shù)控車床上加工螺紋是比較常用的加工方法之一。數(shù)控車床上加工螺紋以加工精度高、產(chǎn)品統(tǒng)一性好、加工范圍廣等優(yōu)勢在機(jī)械加工中占有越來越重要的地位。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā),闡述了在數(shù)控車床上加工螺紋時,由于設(shè)備、刀具或者操作人員的原因,在切削過程中容易發(fā)生的故障,以及解決辦法。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控車床越來越普及,在數(shù)控車床上車削螺紋在機(jī)械加工中被越來越多的使用。數(shù)控車床以加工精度高、產(chǎn)品同一性好、加工范圍廣、調(diào)試方便(特別是它能精密加工在普車上比較難加工的一些特殊表面零件)等優(yōu)勢在機(jī)械加工中占有越來越重要的地位。在數(shù)控車床上車削螺紋時常見故障及解決方法主要有:
1.扎刀
1.1主要原因
(1)車刀的前角太大,機(jī)床x軸絲桿間隙較大;(2)車刀安裝得過高或過低;(3)工件裝夾不牢;(4)車刀磨損過大;(5)切削用量太大。
1.2解決方法
(1)減小車刀前角,維修機(jī)床調(diào)整x 軸的絲桿間隙,利用數(shù)控車床的絲桿間隙自動補(bǔ)償功能補(bǔ)償機(jī)床x 軸絲桿間隙;
(2)車刀安裝得過高或過低:過高,則吃刀到一定深度時,車刀的后刀面頂住工件,增大摩擦力,甚至把工件頂彎,造成扎刀現(xiàn)象;過低,則切屑不易排出,車刀徑向力的方向是工件中心,加上橫進(jìn)絲杠與螺母間隙過大,致使吃刀深度不斷自動趨向加深,從而把工件抬起,出現(xiàn)扎刀。此時,應(yīng)及時調(diào)整車刀高度,使其刀尖與工件的軸線等高(可利用尾座頂尖對刀)。在粗車和半精車時,刀尖位置比工件的中心高出1%d左右(d表示被加工工件直徑)。
(3)工件裝夾不牢:工件本身的剛性不能承受車削時的切削力,因而產(chǎn)生過大的撓度,改變了車刀與工件的中心高度(工件被抬高了),形成切削深度突增,出現(xiàn)扎刀,此時應(yīng)把工件裝夾牢固,可使用尾座頂尖等,以增加工件剛性。
(4)車刀磨損過大:引起切削力增大,頂彎工件,出現(xiàn)扎刀。此時應(yīng)對車刀加以修磨。
(5)切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大:根據(jù)工件5 導(dǎo)程大小和工件剛性選擇合理的切削用量。
2.亂扣
2.1故障現(xiàn)象
當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時,工件未轉(zhuǎn)過整數(shù)轉(zhuǎn)而造成的。
2.2主要原因
機(jī)床主軸編碼器同步傳動皮帶磨損,檢測不到主軸的同步真實(shí)轉(zhuǎn)速;編制輸入主機(jī)的程序不正確;x軸或y軸絲桿磨損。
2.3解決方法
(1)主軸編碼器同步皮帶磨損:由于數(shù)控車床車削螺紋時,主軸與車刀的運(yùn)動關(guān)系是由機(jī)床主機(jī)信息處理中心發(fā)出的指令來控制的,車削螺紋時,主軸轉(zhuǎn)速恒定不變,x 或y 軸可以根據(jù)工件導(dǎo)程大小和主軸轉(zhuǎn)速來調(diào)整移動速度,所以中心必須檢測到主軸同步真實(shí)轉(zhuǎn)速,以發(fā)出正確指令控制x 或y 軸正確移動。如果系統(tǒng)檢測不到主軸的真實(shí)轉(zhuǎn)速,在實(shí)際車削時會發(fā)出不同的指令給x或y,那么這時主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),刀具移動的距離就不是一個導(dǎo)程,第二刀車削時螺紋就會亂扣。這種情況下,我們只有維修機(jī)床,更換主軸同步皮帶。
2)編制輸入的程序不正確:車削螺紋時為了防止亂扣,必須保證后一刀車削軌跡要與前一刀車削軌跡重合,在普車上我們用倒順車法來預(yù)防亂扣。在數(shù)控車床上,我們用程序來預(yù)防亂扣,就是在編制加工程序時,我們用程序控制螺紋刀在車削前一刀后,退刀,使后一刀起點(diǎn)位置與前一刀起點(diǎn)位置重合(相當(dāng)于在普車上車削螺紋時,螺紋刀退回到前一刀所車出的螺旋槽內(nèi)),這樣車出的螺紋就不會亂扣。有時,由于程序輸入的導(dǎo)程不正確(后一段程序?qū)С膛c前一段程序?qū)С滩灰恢拢囅鲿r也會出現(xiàn)亂扣現(xiàn)象。
(3)x 軸或y 軸絲桿磨損嚴(yán)重:維修機(jī)床,更換x 軸或z軸絲桿。
3.螺距不正確
3.1主要原因
主軸編碼器傳送回機(jī)床系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確;x 軸或y 軸絲桿和主軸的竄動過大;編制和輸入的程序不正確。
3.2解決方法
(1)主軸編碼器傳送數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確:維修機(jī)床,更換主軸編碼器或同步傳送皮帶;
(2)x 軸或y 軸絲桿和主軸竄動過大:調(diào)整主軸軸向竄動,x 軸或y 軸絲桿間隙可以用系統(tǒng)間隙自動補(bǔ)償功能補(bǔ)償;
(3)檢視程序,務(wù)必使程序中的指令導(dǎo)程與圖紙要求一致。
4.牙型不正確
4.1主要原因
車刀刀尖刃磨不正確;車刀安裝不正確;車刀磨損。
4.2解決方法
(1)車刀刀尖刃磨不正確:正確刃磨和測量車刀刀尖角度,對于牙型角精度要求較高的螺紋車削,可以用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械夾固式螺紋刀車削,或者把螺紋刀用磨床刃磨。
(2)車刀安裝不正確:裝刀時用樣板對刀,或者通過用百分表找正螺紋刀桿來裝正螺紋刀。
(3)車刀磨損:根據(jù)車削加工的實(shí)際情況,合理選用切削用量,及時修磨車刀。
5.螺紋表面粗糙度大故障分析
5.1主要原因
刀尖產(chǎn)生積屑瘤;刀柄剛性不夠,切削時產(chǎn)生震動;車刀徑向前角太大;高速切削螺紋時,切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出,拉毛已加工牙側(cè)表面;工件剛性差,而切削用量過大;車刀表面粗糙度差。
5.2解決方法
(1)用高速鋼車刀切削時應(yīng)降低切削速度,并正確選擇切削液;
(2)增加刀柄截面,并減小刀柄伸出長度;
(3)減小車刀徑向前角;
(4)高速鋼切削螺紋時,最后一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm,并使切屑沿垂直軸線方向排出;
(5)選擇合理的切削用量;
(6)刀具切削刃口的表面粗糙度應(yīng)比零件加工表面粗糙度值小2 —— 3 檔次。
總之,車削螺紋時產(chǎn)生的故障形式多種多樣,既有設(shè)備的原因,也有刀具、操作者等的原因,在排除故障時要具體情況具體分析,通過各種檢測和診斷手段,找出具體的影響因素,采取有效的解決方法。