淺談數(shù)控車床螺紋加工常見故障及解決方法

王偉

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(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。而梯形螺紋是應(yīng)用最廣泛的傳動螺紋，傳統(tǒng)的加工方法是在普通車床上加工，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床 車削螺紋 梯形螺紋 三針測量 常見故障

· 【分類號】TG519.1

引言：

梯形螺紋較之三角螺紋，其螺距和牙型都大，而且精度高，牙型兩側(cè)面表面粗糙度值較小，致使梯形螺紋車削時，吃刀深，走刀快，切削余量大，切削抗力大。這就導(dǎo)致了梯形螺紋的車削加工難度較大，在多年的數(shù)控車床實(shí)習(xí)教學(xué)中，通過不斷的摸索、總結(jié)、完善，對于梯形螺紋的車削也有了一定的認(rèn)知，下面就來探究一下梯形螺紋的車削方法。

一、梯形螺紋加工的工藝準(zhǔn)備分析與加工的基本方法

1.梯形螺紋的尺寸計算

梯形螺紋的代號梯形螺紋的代號用字母“Tr”及公稱直徑×螺距表示，單位均為mm。左旋螺紋需在尺寸規(guī)格之后加注“LH”，右旋則不用標(biāo)注。例如Tr36×6，Tr44×8LH等。

國標(biāo)規(guī)定，公制梯形螺紋的牙型角為30°。各基本尺寸計算公式如表1-1。

表1-1 梯形螺紋各部分名稱，代號及計算公式：

名稱 代號 計算公式

牙頂間隙 ac p 1.5-5 6-12 14-44

ac 0.25 0.5 1

大徑 d d

中徑 d2 d2 = d-0.5p

牙高 h3 h3=0.5p + ac

小徑 d3 d3=d-2 h3

牙頂寬 f f = 0.366p

牙槽底寬 w w=0.366p-0.536ac

2.梯形螺紋測量的準(zhǔn)備

梯形螺紋的測量分綜合測量、三針測量和單針測量三種。本人準(zhǔn)備采用三針測量法進(jìn)行測量，它是一種比較精密的測量方法，適用于測量精度要求高的三角螺紋、梯形螺紋和蝸桿的中徑尺寸。三針法測量外螺紋中徑的方法如圖2所示。

測量時，把三根量針放置在螺紋兩側(cè)相對應(yīng)的螺旋槽內(nèi)，用千分尺量出兩邊量針頂點(diǎn)之間的距離M，根據(jù)M值計算出螺紋中徑的實(shí)際尺寸。三針測量時，量針直徑dD和M值的計算如下：

量針直徑dD = 0.518P

測量讀數(shù)值：M = d2+4.864dD– 1.866P

圖2 三針法測量螺紋中徑

3.梯形螺紋在數(shù)控車床上基本的加工方法

1）直進(jìn)法螺紋車刀X向間歇進(jìn)給至牙深處。采用此種方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀的三面都參加切削，導(dǎo)致加工排屑困難，切削力和切削熱增加，刀尖磨損嚴(yán)重。當(dāng)進(jìn)刀量過大時，還可能產(chǎn)生“扎刀”和“爆刀”現(xiàn)象。這種方法數(shù)控車床可采用指令G92來實(shí)現(xiàn)，但是很顯然，這種方法是不可取的。

2）斜進(jìn)法螺紋車刀沿牙型角方向斜向間歇進(jìn)給至牙深處。采用此種方法加工梯形螺紋時，螺紋車刀始終只有一個側(cè)刃參加切削，從而使排屑比較順利，刀尖的受力和受熱情況有所改善，在車削中不易引起“扎刀”現(xiàn)象。該方法在數(shù)控車床上可采用G76指令來實(shí)現(xiàn)。

3）交錯切削法螺紋車刀沿牙型角方向交錯間隙進(jìn)給至牙深。該方法類同于斜進(jìn)法，也可在數(shù)控車床上采用G76指令來實(shí)現(xiàn)。

4）切槽刀粗切槽法該方法先用切槽刀粗切出螺紋槽，再用梯形螺紋車刀加工螺紋兩側(cè)面。這種方法的編程與加工在數(shù)控車床上較難實(shí)現(xiàn)。

二、加工梯形螺紋時常見的故障及解決方法。

1.扎刀：

故障分析：

1）車刀的前角過大，機(jī)床X軸絲杠間隙較大。

2）工件裝夾不牢固。

3）車刀磨損過大。

4）切削用量過大。

解決方法：

1）減小車刀前角，維修機(jī)床調(diào)整X軸絲杠間隙，利用數(shù)控車床的間隙自動補(bǔ)償功能補(bǔ)償X軸絲杠間隙。

2）應(yīng)把工件裝夾牢固，可以使用尾座頂尖等，以增加工件剛性。

3）車刀磨損過大，引起切削力增大，此時應(yīng)對車刀加以刃磨。

4）根據(jù)工件導(dǎo)程大小和工件剛性合理選擇切削用量。

2.亂扣：

故障分析：原因是當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)時，工件未轉(zhuǎn)過整數(shù)轉(zhuǎn)造成的。

1）機(jī)床主軸編碼器同步傳動帶磨損，檢測不到主軸的真實(shí)同步轉(zhuǎn)速。

2）編制輸入主機(jī)的程序部正確。

3）X軸或Y軸絲杠磨損。

解決方法：

1）維修機(jī)床，更換主軸同步帶。

2）檢查程序，修改程序。

3）維修機(jī)床，更換X軸或Y軸絲杠。

3.牙型不正確：

故障分析：

1）車刀刀尖刃磨不正確。

2）車刀安裝不正確。

3）車刀磨損。

解決方法：

1）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。

2）裝刀時用樣板對刀，或者通過百分表找正刀桿。

3）根據(jù)車刀的實(shí)際情況，合理選擇切削用量，及時刃磨車刀。

總之，車削螺紋時產(chǎn)生的故障形式多種多樣，既有設(shè)備的原因也有刀具和操作者的原因，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。

三、結(jié)束語。

隨著數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的普及，以數(shù)控機(jī)床替代普通機(jī)床從事金屬切削加工工作，已成為企業(yè)的發(fā)展方向。實(shí)際的加工證明，利用數(shù)控車床加工梯形螺紋是可行的，且取得了很好的加工效果。

參考文獻(xiàn)：

1.《數(shù)控機(jī)床編程與操作》中國勞動社會保障出版社.

2.《數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)編程與操作》江蘇鹽城技師學(xué)院.陳亞崗主編.

3.《伺服系統(tǒng)與機(jī)床電氣控制》機(jī)械工業(yè)出版社. 李清新主編.

4.《數(shù)控編程與操作》華南理工大學(xué)工業(yè)培訓(xùn)中心.宋小春主編.

5.《車工技師培訓(xùn)教材》 機(jī)械工業(yè)出版社.陸根奎主編.