簡述數(shù)控車床螺紋加工的常見故障及排除

王闖

摘要：數(shù)控車床與傳統(tǒng)車床相比，不僅加工精度高，自動化程度高，而且生產(chǎn)效率高，能夠通過多坐標(biāo)聯(lián)動的方式對一些復(fù)雜形狀的零件進(jìn)行加工。但數(shù)控車床本身屬于高精密設(shè)備，在進(jìn)行螺紋加工的過程中，受各種因素的影響，可能出現(xiàn)一些故障和問題，需要技術(shù)人員及時進(jìn)行排除。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；螺紋加工；常見故障；排除

中圖分類號：TG519 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6487 （2018） 01-0116-02

1 扎刀故障

導(dǎo)致扎刀故障的原因有很多，需要針對不同的故障原因，采取不同的應(yīng)對策略：一是對于車刀前角過大的情況，應(yīng)該適當(dāng)縮減車刀前角，利用數(shù)控車床絲桿間隙的自動補(bǔ)償功能，對機(jī)床X軸絲桿間隙進(jìn)行補(bǔ)償；二是對于車刀安裝高度不合理的問題，應(yīng)該根據(jù)數(shù)控車床的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，對車刀高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保刀尖能夠與工件軸線保持等高，在粗車與半精車的過程中，需要確保刀尖位置較工件中心位置高出被加工工件直徑的1%左右；三是工件裝夾不牢靠，其本身剛度無法承受加工時的切削力，較大的撓度導(dǎo)致車刀與工件中心高度改變，可以通過尾座頂尖等方式，確保工件裝夾牢固，提升其剛性；四是車刀磨損嚴(yán)重，需要及時對車刀進(jìn)行修磨或者更換。

2 亂牙故障

在利用數(shù)控車床進(jìn)行螺紋加工時，如果主軸角位移與Z軸進(jìn)給之間不同步，則會引發(fā)亂牙故障。以安裝有FaNUC Oi系統(tǒng)的數(shù)控車床為例，因其采用了變頻器作為主軸調(diào)速裝置，針對不同負(fù)載，主軸會出現(xiàn)不同的啟動時間、啟動速度以及轉(zhuǎn)速，可能導(dǎo)致其在起始階段無法實(shí)現(xiàn)與進(jìn)給的同步，繼而引發(fā)亂牙現(xiàn)象。

對于亂牙故障的排除，可以從編程和工藝2個方面分析：一是編程方面，可以在主軸正轉(zhuǎn)指令和螺紋加工指令之間，增加相應(yīng)的暫停指令，等待主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，然后再進(jìn)行螺紋加工，保證加工效果；二是工藝方面，可以適當(dāng)改變螺紋加工起始點(diǎn)，設(shè)置3～5 mm左右的前導(dǎo)距離，確保刀具與工件接觸時主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)穩(wěn)定[1]。

3 加工精度不足

螺紋加工對于精度有著較高的要求，對螺紋加工精度不足的原因進(jìn)行分析，可能是車刀刃口不光滑、切削液使用不當(dāng)，或者切削速度與工件材質(zhì)不匹配，也可能是電動機(jī)動態(tài)響應(yīng)速度慢，或者主軸與進(jìn)給伺服參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、脈沖編碼器連接松動等。

在對故障進(jìn)行排除時，一是應(yīng)該做好加工前的檢查工作，確保車刀完整，安裝牢固，切削液選擇恰當(dāng)，并根據(jù)待加工工件的材質(zhì)，設(shè)置好車床切削速度；二是應(yīng)該對伺服電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化選擇；三是應(yīng)該保證主軸與脈沖編碼器的剛性鏈接，按照1：1的比例進(jìn)行安裝；四是需要對設(shè)置在伺服電動機(jī)上的脈沖編碼器進(jìn)行檢查，做好固定工作；五是做好伺服參數(shù)調(diào)整，尤其需要對其中的積分增益、比例增益和加減速時間常數(shù)等進(jìn)行調(diào)整。

4 編程故障

若編程人員在對數(shù)控車床系統(tǒng)進(jìn)行編程時，沒有設(shè)置正確的程序，必然會對后期輸出參數(shù)產(chǎn)生影響，繼而導(dǎo)致螺紋加工中的相關(guān)指令無法正常實(shí)施。同樣，如果車刀安裝位置出現(xiàn)偏差，則會導(dǎo)致車刀中心線無法與零件中線保持垂直位置關(guān)系。

而技術(shù)人員想要從根源上對編程故障進(jìn)行排除，需要積極參與相應(yīng)的技能培訓(xùn)，不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng)和編程水平，同時依照相關(guān)規(guī)范提供的編程操作流程，嚴(yán)格進(jìn)行編程操作，確保編程效果。

5 表面粗糙

導(dǎo)致螺紋表面粗糙的原因：一是在長期加工過程中，切削下的金屬碎屑在刀尖聚集形成積屑瘤；二是刀柄本身剛度不足，在切削加工時振動幅度過大；三是高速切削過程中，切削厚度不足或者切屑向著傾斜方向排出，將已經(jīng)加工完成的牙側(cè)表面拉毛；四是工件本身剛性較差，切削用量偏大；五是車刀表面粗糙度相對較差。

對于螺紋表面粗糙故障的排除，同樣需要針對不同的原因，采取不同的應(yīng)對措施：一是應(yīng)該做好車刀檢查工作，清除表面存在的雜質(zhì)，同時在以高速鋼車刀進(jìn)行切削加工時，應(yīng)該適當(dāng)降低切削速度，做好切削液選擇，盡量避免出現(xiàn)積屑瘤；二是可以通過適當(dāng)增加刀柄截面，減少刀柄伸出長度的方式，提升其剛性，對其振動幅度進(jìn)行控制；三是在進(jìn)行螺紋加工時，最后一刀的切削厚度通常應(yīng)該超過0.1mm，確保切屑能夠沿垂直軸線方向排出；四是應(yīng)該根據(jù)工件本身的材質(zhì)，設(shè)置好切削用量，避免出現(xiàn)切削用量過大或者過小的問題；五是應(yīng)該根據(jù)待加工工件的材質(zhì)，對切削刀具進(jìn)行選擇，確保刀具切削刃口的表面粗糙度較工件本身的表面粗糙度低2～3個檔次[2]。

6 結(jié)束語

總而言之，雖然數(shù)控車床在工件加工方面具有非常顯著的優(yōu)點(diǎn)，但其在使用過程中，依然會受到各種因素的影響而出現(xiàn)相應(yīng)故障，需要操作人員與技術(shù)人員做好故障現(xiàn)象分析，結(jié)合數(shù)控車床的工作原理，找出可能引發(fā)故障現(xiàn)象的原因。

參考文獻(xiàn)

[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(yīng)用，2012 （33）：94.

[2] 丁宇，數(shù)控車床加工螺紋常見故障及解決方法[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017 （2）：113-114.

[3] 汪小寶.數(shù)控車床螺紋加工原理及故障分析[J].科技風(fēng)，2012 （6）：109.