數控車床加工螺紋時常見故障及解決方法
2016-12-26 來源：臨沂技師學院 作者：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。在數控車床上加工螺紋是比較常用的加工方法之一。數控車床上加工螺紋以加工精度高、產品統一性好、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:數控車床螺紋加工故障診斷故障維修
隨著科學技術的發(fā)展，數控車床越來越普及，在數控車床上車削螺紋在機械加工中被越來越多的使用。數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 故障現象
當絲杠轉一轉時，工件未轉過整數轉而造成的。
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)，車削時也會出現亂扣現象。
（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的數據不準確；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）主軸編碼器傳送數據不準確：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。
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