[B]车削螺纹时常见故障及解决方法[/B]
螺纹是在圆柱工件表面上,沿着螺旋线所形成的,具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中,带螺纹的零件应用得十分广泛。用车削的方法加工螺纹,是目前常用的加工方法。在卧式车床(如CA6140)上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹,无论车削哪一种螺纹,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(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,主轴的运动经挂轮传到进给箱;由进给箱经变速后(主要是为了获得各种螺距)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,从而保证了工件和刀具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。车削螺纹时常见故障及解决方法如下:
[B]一、啃刀[/B][B][/B]
故障分析及解决方法:原因是车刀安装得过高或过低,工件装夹不牢或车刀磨损过大。
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)。
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。
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。
[B]二、乱扣[/B][B][/B]
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。
1. 当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时
如果在退刀时,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。
2. 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。
[B]三、螺距不正确[/B][B][/B]
故障分析及解决方法:
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挂轮。
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。
3. 螺纹全长上螺距不均匀
原因是:
o 丝杠的轴向窜动。
o 主轴的轴向窜动。
o 溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良。
o 溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定。
o 挂轮间隙过大等。
通过检测:
o 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轴向间隙。
o 如果是主轴轴向窜动引起的,可调整主轴后调整螺母,以消除后推力球轴承的轴向间隙。
o 如果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。
o 如果是燕尾导轨磨损,可配制燕尾导轨及镶条,以达到正确的配合要求。
o 如果是挂轮间隙过大,可采用重新调整挂轮间隙。
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。
[B]四、中径不正确[/B][B][/B]
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详细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。
[B]五、螺纹表面粗糙[/B][B][/B]
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。
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。
[B]数控车床螺纹切削方法分析与应用[/B]
在目前的数控车床中,螺纹切削一般有两种加工方法:G32直进式切削方法和G76斜进式切削方法,由于切削方法的不同,编程方法不同,造成加工误差也不同。我们在操作使用上要仔细分析,争取加工出精度高的零件。
图1
图2
1. [B]两种加工方法的编程指令[/B]
G32 X(U)_Z(W)_ F_;
说明:X、Z用于绝对编程;U、W用于相对编程;F为螺距;
G32编程切削深度分配方式一般为常量值,双刃切削,其每次切削深度一般由编程人员编程给出,如图1所示。
G76P(m)(r)(a) Q(△dmin)R(d);
G76X (U)Z(w)R(i)P(k)Q(△d)F(l);
说明:
o m:精加工重复次数;
o r:倒角宽度;
o a:刀尖角度;
o △dmin:最小切削深度,当每次切削深度(△d·n?-△d·(n-1)?)小于△dmin时,切削深度限制在这个值上;
o d:精加工留量;
o i:螺纹部分的半径差,若i=0,为直螺纹切削方式;
o k:螺纹牙高;
o △d:第一次切削的切削深度;
o l:螺距。
G76编程切削深度分配方式一般为递减式,其切削为单刃切削,其切削深度由控制系统来计算给出,见图2。
2. [B]加工误差分析及使用[/B]
G32直进式切削方法,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。由于其刀具移动切削均靠编程来完成,所以加工程序较长;由于刀刃容易磨损,因此加工中要做到勤测量。
G76斜进式切削方法,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。在加工较高精度螺纹时,可采用两刀加工完成,既先用G76加工方法进行粗车,然后用G32加工方法精车。但要注意刀具起始点要准确,不然容易乱扣,造成零件报废。
3. [B]切削液使用[/B]
车削螺纹时,恰当地使用切削液,可提高生产率和零件质量,切削液的主要作用如下:
o 能降低切削时产生的热量,减少由于温升引起的加工误差。
o 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。
o 切削液进入金属缝隙,能帮助刀具顺利切削。
根据以上作用,我公司经过多次实验,采用了“泰伦特化学有限公司”生产的“微乳化切削液CCF-10”。这种切削液是继乳化液、合成切削液之后,水基切削液的新一代产品,它克服了乳化液易变质、清洗性能差及合成切削液侵蚀机床漆面、润滑性能差等缺陷,具有良好的润滑、冷却、清洗、防锈性能。与其他的切削液相比,它有提高加工效率,减少动力消耗,延长刀具寿命,提高机件表面光洁度等功效。