数控车床加工螺纹产生不良及其应对措施

来源:互联网  编辑:kf001【seo:kf001】
2017-11-17
【摘要】:螺纹加工较难的原因是加工时的影响因素较多,既有机床设备方面的因素,也有刀具的因素或人为原因等,本文列举出数控车削螺纹产品中出现诸多缺陷,并逐一介绍如何避免和相应的解决办法。

    螺纹产品种类很多,在人们日常生活中随处可见,如螺栓、螺杆、丝杠、螺钉、螺母和堵头等与人们的衣、食、住、行密切相关。螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹,按牙型可分为三角形、矩形、圆形、梯形和锯齿形螺纹。螺纹产品的加工方法很多,螺栓螺杆等外螺纹大多用车削方法加工,对于螺纹直径不大的螺杆,量产时采用滚丝或搓丝可提高加工效率。内螺纹加工一般用丝锥攻丝,尺寸较大的内螺纹可以用车床车螺纹。

 

      随着机加工技术的发展,数控机床在工厂里已普遍使用,用数控车床车螺纹是螺纹加工中最常用的方法之一。它通过程序控制既可以加工普通螺纹,也可以加工形状复杂的异形螺纹。用数控车床加工出来的螺纹精度高,产品的一致性高、加工速度快、表面质量好且调试方便。车螺纹会产生各种各样的缺陷,既有机床和设备的原因,也有刀具和操作人员等因素的影响。现从以下几方面分析螺纹加工中常见的不良现象及相对应的措施。

 

      1 、外螺纹端面或内螺纹孔口处毛刺较大

 

      在车削螺栓、螺杆等外螺纹时,通常将棒料外径车削至螺纹大径,然后端面倒角。如果不倒角,螺纹起头处易外翻,有较大的毛刺产生。这样的毛刺易刺手,既不利于加工操作,也会影响测量和后面的装配。倒角的大小也会影响去除毛刺的效果。倒角大时,影响螺纹的美观和螺纹的有效长度;倒角小时,会出现毛刺,车削外螺纹倒角大小一般为螺纹螺距的大小为宜,例如,加工 M10 螺杆时,由于M10 标准螺距为 1.5mm,所以倒角大小为 C1.5 较为合适。内螺纹的倒角至螺纹大径,如加工 M10 螺纹孔,先用 φ8.5 钻头钻好螺纹底孔,再用比钻底孔直径大两个螺距约 φ14 的钻头倒角。倒角后加工螺纹,螺纹起头处不再会有毛刺产生。

 

      2 、螺纹有乱牙、乱扣现象

 

      普通车床车削螺纹,会根据螺纹的螺距(导程)挂轮,进刀时主轴正转,退刀时主轴反转,主轴与刀具间必须保持严格的运动关系,即主轴带动工件每转一圈,刀具应均匀地移动一个恒定的距离,这个恒定的距离为螺纹的螺距(或导程)。这样每次进刀点相同而不会出现乱牙现象。

数控车床加工螺纹时不需要反转退刀,不会出现乱牙的原因是在数控车床的主轴上安装有光电编码器。带着工件一起转动着的主轴,其运动状态由一根同步带传送到主轴编码器,主轴编码器检测到主轴的转速后,会将信息反馈到机床数控系统中,数控系统再根据程序编制的螺距(导程)大小,发出指令严格控制主轴每转一圈,刀具移动一个螺距(导程)的距离,且保证每次进刀点的位置,即便主轴转速较快,仍可以轻松找到每次进刀点,使加工螺纹时不会出现乱牙现象。

 

      用数控车床加工螺纹时,有时会出现乱牙或烂牙等不良现象,其原因可能有以下几方面:(1)光电编码器损坏。光电编码器一般安装在车床主轴的末端,只要打开车床主轴箱侧面防护罩,即可更换编码器。(2)同步带齿磨损严重。同步带磨损,会使编码器和主轴传动不成定比,影响主轴转速和刀具间形成的螺距(导程)关系而造成车削乱牙。同步带属于易损品,它是连接编码器和主轴的传动件,拆卸和安装都很方便。(3)数控车床主轴轴向窜动,存在间隙。只要调整轴向丝杠螺母里的间隙即可。如果间隙较小,可以用系统间隙自动补偿功能修改参数来补偿;如果间隙过大,维修较麻烦,必须将丝杠螺母拆卸下来,根据窜动量在螺母里加相应厚度的垫片。(4)操作者编制的程序存在问题。编制程序时主要是把定位点确定好。数控车削螺纹在编制分层加工时,注意每次轴向定位点保持一致,可有效避免乱牙。例如,加工 M20 螺杆,螺纹有效长度为 50mm,编程如下:

 

 

      每次退刀时,也要注意径向退刀距离,如果退刀时直径大小不变,仍按原直径退出或距离过小,这时刀尖就会将加工过的牙型破坏或牙尖车平,造成废品。特别是初学者加工螺纹,经常会出现这种现象。

由于车螺纹需要多次分刀进行,因此 Z 轴每次定位必须相同,否则加工会出现乱牙。而现在大多系统有复合循环指令,只要定位点确定后,以后每次分层加工不必重新设置。单一车削循环指令 G92 和 G76 车螺纹就属于这样的准备功能指令。

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