黃偉鋒
摘要:針對(duì)生產(chǎn)加工時(shí),在車床上用攻絲套牙器加工公稱直徑5--16mm的螺紋時(shí),所出現(xiàn)的質(zhì)量問題的成因進(jìn)行分析。提出改造攻絲套牙器結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用性能,是對(duì)螺紋加工有效、可靠的解決方法。
關(guān)鍵詞:車床上加工;攻絲套牙器;結(jié)構(gòu)改造;應(yīng)用性能
隨著制造加工業(yè)的發(fā)展,螺紋加工已有相當(dāng)成熟的加工方法。但在普通車床上對(duì)公稱直徑較?。?—16mm)、批量少,且對(duì)配合與互換性能要求較高的內(nèi)外螺紋,通常采用攻絲或套牙的加工方法。但也很難達(dá)到質(zhì)量要求,合格率低。本人針對(duì)使用攻絲套牙器加工這種批次的產(chǎn)品所出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和解決,并給予論述。因而,提出對(duì)攻絲套牙器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,是解決問題有效、可靠的方法。
一、常用攻絲套牙器夾具應(yīng)用中產(chǎn)生的問題
我車間有該配合件,采用HRC28-30的45調(diào)質(zhì)鋼材料。由于螺紋的公稱直徑相對(duì)小(5-16mm),配合與互換性能要求較高。因而采用具有配套性的絲錐、圓牙板對(duì)其配套加工。
然后,使用攻絲套牙器與絲錐或牙板配合對(duì)螺紋進(jìn)行加工。在實(shí)際生產(chǎn)中,總加工產(chǎn)品數(shù)量為30件,但只有18件合格,合格率為60%。通過對(duì)零件進(jìn)行直觀的分析和測(cè)量檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要有以下兩個(gè)問題:
1.螺紋牙型出現(xiàn)爛牙、掃牙現(xiàn)象;
2.加工過程中絲錐折斷、板牙碎裂的現(xiàn)象。
按要求都排除上面5點(diǎn)影響的可能,在生產(chǎn)過程中,仍存在兩個(gè)問題沒有解決,那么問題發(fā)生在哪里呢?因此,必須作進(jìn)一步的分析。
二、常用攻絲套牙器在加工中產(chǎn)生問題的分析
1.針對(duì)螺紋牙型的爛牙、掃牙現(xiàn)象的分析
與絲錐、圓牙板配合加工內(nèi)、外螺紋,在實(shí)際生產(chǎn)中得知,爛牙掃牙現(xiàn)象經(jīng)常有見,具體表現(xiàn)有以下兩點(diǎn):
(1)圓牙板、絲錐對(duì)工件加工到終點(diǎn)時(shí),使其與工件階臺(tái)、孔底碰撞或切削受阻。而板牙、絲錐停止了進(jìn)給, 工件在瞬間的旋轉(zhuǎn)將板牙或絲錐的配合部位牙型掃爛,造成螺紋質(zhì)量問題。
(2)當(dāng)板牙或絲錐切削工件時(shí),螺紋旋合的長度牽引力小于拉動(dòng)尾座重量力時(shí),而板牙、絲錐進(jìn)給速度將小于螺距量或停止進(jìn)給,而造成爛牙、掃牙質(zhì)量現(xiàn)象。特別加工M6以下的螺紋最為常見。
根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加工過程中的分析和檢測(cè),我排除使用攻絲套牙器加工前所滿足的5個(gè)條件造成的影響。因此,可以看出影響螺紋牙型的爛牙、掃牙現(xiàn)象的原因,只有攻絲套牙器結(jié)構(gòu)性能存在問題。如結(jié)構(gòu)上本身沒有移動(dòng)進(jìn)給裝置,只依靠拉動(dòng)尾座實(shí)現(xiàn)軸向進(jìn)給。
2.針對(duì)加工過程中絲錐折斷、板牙碎裂的現(xiàn)象進(jìn)行分析。
在使用過程中發(fā)生切削工具碎裂、折斷現(xiàn)象,具體表現(xiàn)有以下兩方面:
(1)在實(shí)際生產(chǎn)過程中,當(dāng)絲錐、板牙在切削時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定的切削阻力。當(dāng)阻力大于絲錐或板牙所承受的切削力時(shí),絲錐就會(huì)折斷在螺孔內(nèi)、板牙齒碎裂。從而使螺紋牙型的損壞,這種現(xiàn)象易發(fā)生在頭攻(第一攻)。
(2)板牙、絲錐切削到螺紋終點(diǎn)與軸肩或孔底等發(fā)生碰撞,在切削速度作用下的沖擊力,將板牙擰碎或爆裂、絲錐扭斷。造成螺紋牙型的損壞,生產(chǎn)中證明,頭攻、第二攻都有發(fā)生的事實(shí)。
根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加工過程中的分析和檢測(cè),我排除使用攻絲套牙器加工前所滿足的5個(gè)條件造成的影響。因此,同樣可以看出影響絲錐折斷、板牙碎裂的原因,也只有攻絲套牙器結(jié)構(gòu)性能存在問題。
綜上所述,使用攻絲套牙器加工螺紋而產(chǎn)生的問題,主要是結(jié)構(gòu)不合理引起。因此,對(duì)攻絲套牙器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,是很有必要的。
三、改造攻絲套牙器的結(jié)構(gòu),利用其綜合應(yīng)用性能解決問題
1.需要解決的關(guān)鍵問題:
我認(rèn)為要解決以上的問題,關(guān)鍵在于如何減少切削產(chǎn)生的阻力,防止切削刀具與工件碰撞引起的不良因素,保障安全的切削性能,故改進(jìn)結(jié)構(gòu)必須考慮以下兩個(gè)關(guān)鍵問題:
(1) 減少切削過程中產(chǎn)生的阻力問題;
(2) 有效保護(hù)因切削力過大、碰撞而折斷、碎裂現(xiàn)象。
2.攻絲套牙器改造后的應(yīng)用性能
從結(jié)構(gòu)上來分析夾具具有制造簡便,成本低,有靈活的互換性能和可安裝性能。我先介紹攻絲套牙器夾具的結(jié)構(gòu)原理。
主體部位:先將移動(dòng)套2與定位體1套合;并將轉(zhuǎn)套4裝在限位心軸3,通過移動(dòng)套2的R7長坑將限位心軸3擰緊在定位體1的M8螺孔上,使移動(dòng)套2沿定位體1移動(dòng),并使轉(zhuǎn)套4以限位心軸3為軸心,將徑向旋轉(zhuǎn)力變成軸向移動(dòng);再將球頭銷10、壓縮彈簧9分別在移動(dòng)套2的兩個(gè)孔裝上,并通過M12×40內(nèi)六角螺絲7對(duì)彈簧9調(diào)節(jié)至適當(dāng)壓力,最后鎖緊六角螺母8。
加工內(nèi)螺紋:將事先組裝好的主體以定位體1的莫氏錐體與車床尾座莫氏4號(hào)內(nèi)錐套合;然后把絲錐套5裝在移動(dòng)套2的直徑40mm孔內(nèi),并通過球頭銷10在壓縮彈簧9作用壓力下與絲錐套5凹球頭定位將其連接。然后,把要選的絲錐(刀具)的四方頭插入同規(guī)格的絲錐套5的相互配合孔內(nèi),并通過內(nèi)六角錐端緊定螺釘6將絲錐緊固,最后進(jìn)行螺紋切削。當(dāng)絲錐攻到孔底或因扭力過大,超過壓縮彈簧9所調(diào)節(jié)的壓力時(shí),絲錐套5會(huì)打滑轉(zhuǎn)動(dòng),至下一個(gè)定位孔,這樣就保護(hù)絲錐因扭力過大而扭斷或爛牙現(xiàn)象。
在車床的正轉(zhuǎn)下,絲錐或圓牙板對(duì)工件切削的同時(shí)按絲錐或板牙的螺距進(jìn)給,帶動(dòng)移動(dòng)套2移動(dòng),當(dāng)反轉(zhuǎn)時(shí),絲錐或圓牙板將退出切削,移動(dòng)套2反向移動(dòng),直至絲錐或牙板完全退出工件。
綜上的結(jié)構(gòu)原理分析,我認(rèn)為改造后的攻絲套牙器能夠有效地解決以上的問題和要考慮的關(guān)鍵問題,具體實(shí)現(xiàn)有以下兩個(gè)方面:
(1)利用定位體1和移動(dòng)套2,限位心軸3和轉(zhuǎn)套4的結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)切削過程中絲錐或板牙同移動(dòng)套2一體輕便軸向滑動(dòng)進(jìn)給,解決了因拖動(dòng)尾座的重力而產(chǎn)生爛牙、掃牙現(xiàn)象,同時(shí)也解決了關(guān)鍵問題的第一點(diǎn)。
(2)利用球頭銷10與絲錐套5或圖NO:00C圓牙板裝夾頭連接并利用矩形截面圓柱螺旋彈簧9在內(nèi)六角螺絲7的調(diào)節(jié)下,滿足不同扭力范圍(0—56KG)。切削力大于調(diào)節(jié)力時(shí)絲錐套5或NO:00C圓牙板裝夾頭轉(zhuǎn)動(dòng)至下一孔。因此,這種結(jié)構(gòu)有效地解決因碰撞爛牙、掃牙,或板牙碎裂、絲錐折斷的問題,同時(shí)保護(hù)因切削力過大而折斷的事實(shí),有效地解決了以上兩個(gè)問題,和關(guān)鍵問題的第二點(diǎn)。
在使用攻絲套牙器夾具要特別注意:
(1)要在定位體1和移動(dòng)套2、轉(zhuǎn)套4與限位心軸3等的摩擦部位加潤滑油,將摩擦系數(shù)降到最小值(0.1—0.12)。
(2)切削螺紋時(shí)要對(duì)加工部位加注切削液,使切削螺紋時(shí)達(dá)到最佳的效果,提高螺紋表面粗糙度,其中最好的可達(dá)到Ra1.6微米。
(3)車削螺紋前應(yīng)控制外螺紋大徑、內(nèi)螺紋小徑的尺寸值,并加工到要求尺寸,再進(jìn)行攻絲套牙加工,以更合理使用攻絲套牙器夾具的綜合應(yīng)用性能。
四、改進(jìn)后的效果
改進(jìn)后,攻絲套牙器在實(shí)際應(yīng)用中證明:我分四次取25件產(chǎn)品加工質(zhì)量調(diào)查,發(fā)現(xiàn)第一次有一件產(chǎn)品出現(xiàn)絲錐折斷影響螺紋質(zhì)量,其余產(chǎn)品都為合格。所以,除矩形截面圓柱螺旋壓縮彈簧調(diào)節(jié)壓力過大或切削刀具嚴(yán)重磨損外,絲錐折斷、板牙碎裂或爛牙、掃牙的現(xiàn)象,發(fā)生率降至為零。
五、結(jié)束語
綜上所述,我主要抓住改造前攻絲套牙器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工后螺紋的質(zhì)量問題進(jìn)行分析。對(duì)攻絲套牙器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,使其在加工中充分利用綜合生產(chǎn)性能去解決問題。更能滿足到操作者的心理要求。增強(qiáng)操作者的信心。
在這套夾具改造中,也存在一些不盡完善的地方。例如,當(dāng)攻牙時(shí),如工件內(nèi)孔跳動(dòng)大于或等于0.20mm以上時(shí),絲錐容易折斷,這是因?yàn)楣ソz套牙器夾具每一個(gè)配合部位都用到剛性接觸的緣故。目前未能得到解決,有望今后進(jìn)一步改正,但總體影響不大,只是在裝夾時(shí)注意找正一下。通過這次的學(xué)習(xí)、總結(jié),給我積累了一次寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]成大先主編,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.(彈簧 起重運(yùn)輸件 五金件),北京化工工業(yè)出版社,2004.1第1版
[2]蔣知民,張洪鏸編著《機(jī)械制圖》新標(biāo)準(zhǔn),第三版 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.12
[3]勞動(dòng)部培訓(xùn)司組織編寫,金屬材料與熱處理,第三版,北京:中國勞動(dòng)出版社,1993.6