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摘 要:针对公司叶轮及轴在车削螺纹时常出现的问题,提出解决方法,从而最大限度地保证螺纹加工的质量。
关键词:螺纹;常见问题;加工工艺;解决方法
我公司目前大多数叶轮、轴均使用螺纹进行连接,起传递动力的作用,目前公司叶轮与轴的连接大多为梯形螺纹,有单线螺纹,即由一条螺旋线形成的螺纹叫单线(单头)螺纹;也有多线螺纹,即由两条或者两条以上的轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹叫多线(多头)螺纹。螺纹的螺旋线沿轴向等距分布,单线螺纹每旋转一周,移动一倍的螺距;多线螺纹每旋转一周时,能移动几倍的螺距,它广泛的应用于快速机构中,但其牙型深,切削层面积大,加工过程中更容易出现“乱扣”、“扎刀”现象,除此之外,操作者的技术水平不同,常出现中径不正确等问题,针对上述的问题,结合实际工作中的经验,谈谈解决上述问题的办法。
1.螺纹加工过程中常见的问题
1.1加工过程中出现乱扣、扎刀的现象
在加工螺纹时,刀具到退刀槽的中间需退刀时,采用打开开合螺母,将床鞍摇至起始位置,主轴带动丝杠旋转一圈时,被加工的工件未旋转整数圈或者丝杠的轴向间隙过大,在车削过程中产生轴向的窜动,那么,再次闭合开合螺母时,就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内,容易出现乱扣。
车床中滑板、小滑板的间隙没有调整适当;安装刀具时刀杆伸出过长或刀杆刚性不足;刀尖低于工件中心;工件的刚性不足;车刀的前角过大,造成径向切削力把车刀拉向工件造成扎刀,操作方法不当致使车刀同时受力。
1.2螺纹中径不正确
在车削过程中,车刀切削量过大,刻度盘不准或间隙过大,未能及时发现;加工螺纹前的圆柱面车削时同轴度误差较大,导致车削螺纹时吃刀不均匀,螺纹量规旋到中间旋不进去。
1.3螺纹的表面质量不高
車刀刃磨的角度不合理,不光洁;采用的切削参数与工件不匹配;刀具的刚性不足产生较大的震动。
车削螺纹时产生的故障有很多,造成缺陷的原因也很多,从上述的分析可看出,有设备的原因,也有刀具和人员的原因。下面结合日常的工作经验给出上述问题的解决办法。
2.逐一对上述螺纹加工出现的问题提出解决方法
2.1处理乱扣及扎刀的方法
避免乱扣的方法有:在采用正反车来退刀,在第一次行程结束时,不提起开合螺母,把刀沿着径向退出后,将主轴反转,使车刀沿纵向退回,再进行第二次行程,这样的往复过程中,因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过,车刀始终在原来的螺旋槽中。
预防和解决扎刀的方法有:车削前,要适当调整好车床滑板间隙,车刀的伸出长度尽量短一些,刀杆尽量粗一些;安装车刀的刀尖要等同于工件的中心;合理安排工序以保证工件装夹刚性;车刀的几何参数要选择好,保持锋利;操作方法要合理正确,采用左右车削法或者斜进拓宽法,以避免三个切削刃共时切削,我公司目前常见的螺距较大的加工方法为斜进拓宽法,图1为斜进拓宽示意图1,图2为斜进拓宽示意图2。右侧拓宽区域是指小滑板向右、中滑板刻度不变的进给;左侧拓宽区域是指小滑板向左、中滑板刻度不变的进给。从图中可以看出,开始进刀时,采用直进法,当螺旋槽变窄时采用斜进法并逐层拓宽。
2.2中径不正确的解决方法
操作者要及时的检查刻度盘是否松动,如有松动,及时调整;加工时吃刀深度要根据材料适时的做出调整,要分多次切削,精车每次吃刀深度不能大于0.1mm;此外,螺纹车刀刃口要锋利,具备良好的强度和韧性,车刀的前后刀面表面粗糙度值要小,要及时测量并修磨。以我公司目前常见的梯形螺纹为例,其牙型半角是梯形螺纹精度的重要精度指标,因此,对粗、精加工的两个阶段分别提出刀具磨削的具体要求,标准公制螺纹的牙型半角的精度一般控制在15°±15′以内,为了保证梯形螺纹的牙型半角精度,梯形螺纹精车刀具的制作精度要求至少控制在15°±8′以内;加工螺纹前要测量圆柱面的同轴度,以避免量规旋到中间旋不进去的现象。
2.3提高螺纹表面质量的办法
加工前要检查刀具,刀具的各个角均要认真检查,因为刀尖角随前角的变化影响较大,以我公司常见的梯形螺纹为例,当刀具前角为零时,刀尖角等于牙型角,但是刀具锋利程度不够,当表面粗糙度要求达到Ra=1.6μm及以上时,则无法满足加工要求,因此,精车刀应保留10°-15°的径向前角,从而保证刀具锋利程度和便于排屑。但带有径向前角螺纹刀具的刀尖夹角会发生变化,要保证牙型角精度,必须对刀尖角进行补正,补正公式为:
式中,ξr表示具有纵向前角时的刀尖角,a表示梯形螺纹牙型角;rp表示螺纹车刀的纵向前角。
除了上述刀具的以外,不同的材料应选择不同的切削速度和切削液;加工时从粗加工到精加工结束,主轴转速应始终保持一致;操作者在加工过程中要调整大拖板、中拖板、小拖板的镶条,保证各导轨间隙的准确性,防止切削时产生振动,影响表面的质量。
总之,螺纹加工时常见的问题较多,在查找和排除故障时要具体情况具体分析,找出具体的影响因素,采取有效的解决方法来加工出高质量的的螺纹。
参考文献
[1]王先逵主编.机械加工工艺规程制定【M】.北京:机械工业出版社,2008.
[2]徐洪主编.车工基本技能【M】.北京:中国劳动社会保障出版社.2005.
关键词:螺纹;常见问题;加工工艺;解决方法
我公司目前大多数叶轮、轴均使用螺纹进行连接,起传递动力的作用,目前公司叶轮与轴的连接大多为梯形螺纹,有单线螺纹,即由一条螺旋线形成的螺纹叫单线(单头)螺纹;也有多线螺纹,即由两条或者两条以上的轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹叫多线(多头)螺纹。螺纹的螺旋线沿轴向等距分布,单线螺纹每旋转一周,移动一倍的螺距;多线螺纹每旋转一周时,能移动几倍的螺距,它广泛的应用于快速机构中,但其牙型深,切削层面积大,加工过程中更容易出现“乱扣”、“扎刀”现象,除此之外,操作者的技术水平不同,常出现中径不正确等问题,针对上述的问题,结合实际工作中的经验,谈谈解决上述问题的办法。
1.螺纹加工过程中常见的问题
1.1加工过程中出现乱扣、扎刀的现象
在加工螺纹时,刀具到退刀槽的中间需退刀时,采用打开开合螺母,将床鞍摇至起始位置,主轴带动丝杠旋转一圈时,被加工的工件未旋转整数圈或者丝杠的轴向间隙过大,在车削过程中产生轴向的窜动,那么,再次闭合开合螺母时,就会发生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内,容易出现乱扣。
车床中滑板、小滑板的间隙没有调整适当;安装刀具时刀杆伸出过长或刀杆刚性不足;刀尖低于工件中心;工件的刚性不足;车刀的前角过大,造成径向切削力把车刀拉向工件造成扎刀,操作方法不当致使车刀同时受力。
1.2螺纹中径不正确
在车削过程中,车刀切削量过大,刻度盘不准或间隙过大,未能及时发现;加工螺纹前的圆柱面车削时同轴度误差较大,导致车削螺纹时吃刀不均匀,螺纹量规旋到中间旋不进去。
1.3螺纹的表面质量不高
車刀刃磨的角度不合理,不光洁;采用的切削参数与工件不匹配;刀具的刚性不足产生较大的震动。
车削螺纹时产生的故障有很多,造成缺陷的原因也很多,从上述的分析可看出,有设备的原因,也有刀具和人员的原因。下面结合日常的工作经验给出上述问题的解决办法。
2.逐一对上述螺纹加工出现的问题提出解决方法
2.1处理乱扣及扎刀的方法
避免乱扣的方法有:在采用正反车来退刀,在第一次行程结束时,不提起开合螺母,把刀沿着径向退出后,将主轴反转,使车刀沿纵向退回,再进行第二次行程,这样的往复过程中,因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有分离过,车刀始终在原来的螺旋槽中。
预防和解决扎刀的方法有:车削前,要适当调整好车床滑板间隙,车刀的伸出长度尽量短一些,刀杆尽量粗一些;安装车刀的刀尖要等同于工件的中心;合理安排工序以保证工件装夹刚性;车刀的几何参数要选择好,保持锋利;操作方法要合理正确,采用左右车削法或者斜进拓宽法,以避免三个切削刃共时切削,我公司目前常见的螺距较大的加工方法为斜进拓宽法,图1为斜进拓宽示意图1,图2为斜进拓宽示意图2。右侧拓宽区域是指小滑板向右、中滑板刻度不变的进给;左侧拓宽区域是指小滑板向左、中滑板刻度不变的进给。从图中可以看出,开始进刀时,采用直进法,当螺旋槽变窄时采用斜进法并逐层拓宽。
2.2中径不正确的解决方法
操作者要及时的检查刻度盘是否松动,如有松动,及时调整;加工时吃刀深度要根据材料适时的做出调整,要分多次切削,精车每次吃刀深度不能大于0.1mm;此外,螺纹车刀刃口要锋利,具备良好的强度和韧性,车刀的前后刀面表面粗糙度值要小,要及时测量并修磨。以我公司目前常见的梯形螺纹为例,其牙型半角是梯形螺纹精度的重要精度指标,因此,对粗、精加工的两个阶段分别提出刀具磨削的具体要求,标准公制螺纹的牙型半角的精度一般控制在15°±15′以内,为了保证梯形螺纹的牙型半角精度,梯形螺纹精车刀具的制作精度要求至少控制在15°±8′以内;加工螺纹前要测量圆柱面的同轴度,以避免量规旋到中间旋不进去的现象。
2.3提高螺纹表面质量的办法
加工前要检查刀具,刀具的各个角均要认真检查,因为刀尖角随前角的变化影响较大,以我公司常见的梯形螺纹为例,当刀具前角为零时,刀尖角等于牙型角,但是刀具锋利程度不够,当表面粗糙度要求达到Ra=1.6μm及以上时,则无法满足加工要求,因此,精车刀应保留10°-15°的径向前角,从而保证刀具锋利程度和便于排屑。但带有径向前角螺纹刀具的刀尖夹角会发生变化,要保证牙型角精度,必须对刀尖角进行补正,补正公式为:
式中,ξr表示具有纵向前角时的刀尖角,a表示梯形螺纹牙型角;rp表示螺纹车刀的纵向前角。
除了上述刀具的以外,不同的材料应选择不同的切削速度和切削液;加工时从粗加工到精加工结束,主轴转速应始终保持一致;操作者在加工过程中要调整大拖板、中拖板、小拖板的镶条,保证各导轨间隙的准确性,防止切削时产生振动,影响表面的质量。
总之,螺纹加工时常见的问题较多,在查找和排除故障时要具体情况具体分析,找出具体的影响因素,采取有效的解决方法来加工出高质量的的螺纹。
参考文献
[1]王先逵主编.机械加工工艺规程制定【M】.北京:机械工业出版社,2008.
[2]徐洪主编.车工基本技能【M】.北京:中国劳动社会保障出版社.2005.