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        數(shù)控車床加工螺紋時常見故障及解決方法

        2016-04-19 08:09:24呂德興
        科教導刊·電子版 2016年5期
        關鍵詞:故障維修數(shù)控車床故障診斷

        呂德興

        摘 要 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。在各種機械產品中,帶有螺紋的零件應用廣泛。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、產品統(tǒng)一性好、加工范圍廣等優(yōu)勢在機械加工中占有越來越重要的地位。本文從實際應用出發(fā),闡述了在數(shù)控車床上加工螺紋時,由于設備、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。

        關鍵詞 數(shù)控車床 螺紋加工 故障診斷 故障維修

        中圖分類號:TG519.1;TG62 文獻標識碼:A

        隨著科學技術的發(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械加工中被越來越多的使用。數(shù)控車床以加工精度高、產品同一性好、加工范圍廣、調試方便(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,維修機床調整X軸的絲桿間隙,利用數(shù)控車床的絲桿間隙自動補償功能補償機床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,應及時調整車刀高度,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

        當絲杠轉一轉時,工件未轉過整數(shù)轉而造成的。

        2.2主要原因

        機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轉速;編制輸入主機的程序不正確;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,主軸與車刀的運動關系是由機床主機信息處理中心發(fā)出的指令來控制的,車削螺紋時,主軸轉速恒定不變,X或Y軸可以根據(jù)工件導程大小和主軸轉速來調整移動速度,所以中心必須檢測到主軸同步真實轉速,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轉速,在實際車削時會發(fā)出不同的指令給X或Y,那么這時主軸轉一轉,刀具移動的距離就不是一個導程,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防亂扣。在數(shù)控車床上,我們用程序來預防亂扣,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,使后一刀起點位置與前一刀起點位置重合(相當于在普車上車削 螺紋時,螺紋刀退回到前一刀所車出的螺旋槽內),這樣車出的螺紋就不會亂扣。有時,由于程序輸入的導程不正確(后一段程序導程與前一段程序導程不一致),車削時也會出現(xiàn)亂扣現(xiàn)象。

        (3)X軸或Y軸絲桿磨損嚴重:維修機床,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床系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不準確;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)不準確:維修機床,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)間隙自動補償功能補償;

        (3)檢視程序,務必使程序中的指令導程與圖紙要求一致。

        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,可以用標準的機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

        刀尖產生積屑瘤;刀柄剛性不夠,切削時產生震動;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比零件加工表面粗糙度值小2~3檔次。

        總之,車削螺紋時產生的故障形式多種多樣,既有設備的原因,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。

        參考文獻

        [1] 胡仁平.數(shù)控車床螺紋加工故障診斷與維修[J].科技創(chuàng)新與應用, 2012(33).

        [2] 吳強.數(shù)控車床上加工螺紋時常見故障分析及解決方法[J].中國機械,2015(23).

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