亚洲流体网旗下网站:
400-6030-811

当前位置:

流体机械首页 > 流体机械资讯 > [技术解读]螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?
热门专题: 模具品牌 电机品牌 水泵品牌 产业领袖 2016展会 广州环博会 流体技术 智能制造 义乌装博会 中国水博会 互联网+论坛 2015石油展

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

亚洲流体网 发布时间:2017/9/11 8:38:26 浏览次数:21792 来源:亚洲机床网编辑整理 我要投稿
【导读】 螺纹产品种类很多,在人们日常生活中随处可见,如螺栓、螺杆、丝杠、螺钉、螺母和堵头等与人们的衣、食、住、行密切相关。螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹,按牙型可分为三角形、矩形、圆形、梯形和锯齿形螺纹

螺纹产品种类很多,在人们日常生活中随处可见,如螺栓、螺杆、丝杠、螺钉、螺母和堵头等与人们的衣、食、住、行密切相关。螺纹按用途可分为联接螺纹和传动螺纹,按牙型可分为三角形、矩形、圆形、梯形和锯齿形螺纹。螺纹产品的加工方法很多,螺栓螺杆等外螺纹大多用车削方法加工,对于螺纹直径不大的螺杆,量产时采用滚丝或搓丝可提高加工效率。内螺纹加工一般用丝锥攻丝,尺寸较大的内螺纹可以用车床车螺纹。

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

随着机加工技术的发展,数控机床在工厂里已普遍使用,用数控车床车螺纹是螺纹加工中最常用的方法之一。它通过程序控制既可以加工普通螺纹,也可以加工形状复杂的异形螺纹。用数控车床加工出来的螺纹精度高,产品的一致性高、加工速度快、表面质量好且调试方便。车螺纹会产生各种各样的缺陷,既有机床和设备的原因,也有刀具和操作人员等因素的影响。现从以下几方面分析螺纹加工中常见的不良现象及相对应的措施。

1、外螺纹端面或内螺纹孔口处毛刺较大

在车削螺栓、螺杆等外螺纹时,通常将棒料外径车削至螺纹大径,然后端面倒角。如果不倒角,螺纹起头处易外翻,有较大的毛刺产生。这样的毛刺易刺手,既不利于加工操作,也会影响测量和后面的装配。倒角的大小也会影响去除毛刺的效果。倒角大时,影响螺纹的美观和螺纹的有效长度;倒角小时,会出现毛刺,车削外螺纹倒角大小一般为螺纹螺距的大小为宜,例如,加工M10螺杆时,由于M10标准螺距为1.5mm,所以倒角大小为C1.5较为合适。内螺纹的倒角至螺纹大径,如加工M10螺纹孔,先用φ8.5钻头钻好螺纹底孔,再用比钻底孔直径大两个螺距约φ14的钻头倒角。倒角后加工螺纹,螺纹起头处不再会有毛刺产生。

2、螺纹有乱牙、乱扣现象

普通车床车削螺纹,会根据螺纹的螺距(导程)挂轮,进刀时主轴正转,退刀时主轴反转,主轴与刀具间必须保持严格的运动关系,即主轴带动工件每转一圈,刀具应均匀地移动一个恒定的距离,这个恒定的距离为螺纹的螺距(或导程)。这样每次进刀点相同而不会出现乱牙现象。

数控车床加工螺纹时不需要反转退刀,不会出现乱牙的原因是在数控车床的主轴上安装有光电编码器。带着工件一起转动着的主轴,其运动状态由一根同步带传送到主轴编码器,主轴编码器检测到主轴的转速后,会将信息反馈到机床数控系统中,数控系统再根据程序编制的螺距(导程)大小,发出指令严格控制主轴每转一圈,刀具移动一个螺距(导程)的距离,且保证每次进刀点的位置,即便主轴转速较快,仍可以轻松找到每次进刀点,使加工螺纹时不会出现乱牙现象。

用数控车床加工螺纹时,有时会出现乱牙或烂牙等不良现象,其原因可能有以下几方面:(1)光电编码器损坏。光电编码器一般安装在车床主轴的末端,只要打开车床主轴箱侧面防护罩,即可更换编码器。(2)同步带齿磨损严重。同步带磨损,会使编码器和主轴传动不成定比,影响主轴转速和刀具间形成的螺距(导程)关系而造成车削乱牙。同步带属于易损品,它是连接编码器和主轴的传动件,拆卸和安装都很方便。(3)数控车床主轴轴向窜动,存在间隙。只要调整轴向丝杠螺母里的间隙即可。如果间隙较小,可以用系统间隙自动补偿功能修改参数来补偿;如果间隙过大,维修较麻烦,必须将丝杠螺母拆卸下来,根据窜动量在螺母里加相应厚度的垫片。(4)操作者编制的程序存在问题。编制程序时主要是把定位点确定好。数控车削螺纹在编制分层加工时,注意每次轴向定位点保持一致,可有效避免乱牙。例如,加工M20螺杆,螺纹有效长度为50mm,编程如下:

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

每次退刀时,也要注意径向退刀距离,如果退刀时直径大小不变,仍按原直径退出或距离过小,这时刀尖就会将加工过的牙型破坏或牙尖车平,造成废品。特别是初学者加工螺纹,经常会出现这种现象。

由于车螺纹需要多次分刀进行,因此Z轴每次定位必须相同,否则加工会出现乱牙。而现在大多系统有复合循环指令,只要定位点确定后,以后每次分层加工不必重新设置。单一车削循环指令G92和G76车螺纹就属于这样的准备功能指令。

3、螺纹加工开始段及结束段螺距不稳现象

螺纹加工每次定位点必须相同,不论是G32代码的定位点由编程人员设定,还是复合指令G92由机床系统内部参数值保证。螺纹加工阶段必须要保证主轴带动工件每转一圈,车刀走一个螺距,可使加工出的零件产品不烂牙,不乱牙。但在螺纹加工的起始段,由于转速和车刀移动速度较快,在车刀到达工件表面时,还未来得及保证主轴转速与车刀移动的定值(螺距或导程),往往会出现螺纹开始阶段的螺距不太稳定,螺距大都偏小,装配时螺母很难旋入。螺纹加工即将结束时,主轴转速及刀具移动速度会降低,这时也会出现螺距不稳现象。为了在加工中克服这种现象的发生,在每次编程时,将开始车削时的Z值距离设定长些,把加工不稳定阶段用于刀具空走,待稳定后才开始车削。如上面的程序中,Z值可以设置到工件右端面5mm甚至更长点的距离。对于结束段,螺纹结构中往往有退刀槽,螺纹螺距不稳定阶段在退刀槽内,这种结构很好地解决结束段螺距不稳现象。

编程举例如下:

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

4、扎刀

扎刀现象在车加工中经常遇到,这与车刀的安装高度和刃磨角度有很大关系。螺纹加工车刀安装过高,则切削深度达到一定数值时,车刀的后刀面顶住工件,增大摩擦力,甚至把工件顶弯。车刀安装的过低,则切屑不易排出,车刀径向力的方向是工件中心,加上横向进丝杠与螺母间隙过大,使吃刀深度不断自动趋向加深,从而把工件抬起,甚至引起崩刃。工件装夹不牢固使其本身的刚性不能承受车削时的切削力,因而产生过大的挠度,改变了车刀与工件的中心高度,工件被抬高,形成切削深度突增。刀具刃磨前角过大及刀具磨损也会出现扎刀现象。避免扎刀的方法大致有:

(1)及时调整车刀高度,使其刀尖与工件的轴线等高,通常的做法是利用尾座顶尖来对刀,在粗车和半精车时,刀尖位置比工件的中心要高出被加工件直径的1/100左右;

(2)及时刃磨并减小螺纹车刀前角,维修调整或自动补偿减小X轴丝杆间隙,也是避免扎刀现象的常用做法;

(3)加工螺纹时不要选择背吃刀量和切削速度太大,要根据螺纹螺距(导程)大小和工件刚性选择合理的切削用量。

5、牙型不准确

有时加工的螺纹牙型会出现变形,这种变形主要表现为牙尖角偏大或偏小,或是牙型形不对称,出现了向一边偏斜。造成牙型不准确的原因主要有以下几个方面。(1)刀具刃磨角度偏差较大。普通三角螺纹刀尖角为60°,梯形螺纹刀尖角为30°,刃磨时要用刀具角度样板测量,如果没达到角度要求,需要重新刃磨。精度要求高的车刀,可以在工具磨床上刃磨角度,如图1所示。

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

图1车螺纹定位及走刀路线图

(2)车刀安装不正确。螺纹左右两刃的中心线在对刀时应该垂直于车床主轴轴线,也就是说刀具的主偏角与副偏角相等,都为60°。如果在安装刀具时,刀具的中心线与轴线不垂直,加工出来的螺纹牙将歪向一边,使螺纹通规通过不了,若再往下加工,螺纹牙形会偏薄,影响螺纹产品的强度。所以在安装螺纹刀具时,一定要用螺纹靠板或采用百分表来找正。先拧刀架上用于固定刀具的一个螺栓,稍微用点力,调整好刀具角度后再拧刀架上另一个螺栓,看刀具的角度,两个螺栓拧的时候交错进行,不至于在拧紧时刀具发生转动,如图2所示。

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

图2普通三角螺纹刃磨及安装角度图

(3)刀具磨损。机加工刀具材质大都是硬质合金,螺纹车刀也不例外,这是因为硬质合金刀具具有硬度高、耐磨、高强度和很好的韧性。要根据不同的加工条件,调整好合适的切削用量,刀具耐用度就会增加。但是任何刀具在长时间使用后,都会产生磨损。尤其螺纹车刀较尖,磨损更快,加工出来的螺纹尺寸会发生改变,这时应及时将刀具卸下来重磨或更换新的刀具。图3为硬质合金车刀的典型磨损曲线图。

螺纹加工过程中出现不良品的原因有哪些?

图3硬质合金车刀的典型磨损曲线

6、螺纹表面质量较差

造成螺纹表面质量差,表面粗糙度数值较大的原因主要有以下几点。

(1)刀柄或工件较细。刀柄伸出较长,刀柄或工件又较细,两者刚性差,倘若切削用量选择又过大,切削时势必会产生震动,从而使加工的螺纹表面产生震刀纹,表面质量很差。或高速切削螺纹时切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出,拉毛已加工牙侧表面,造成螺纹表面粗糙度数值较大。因此,应尽量增大刀柄的截面,减小刀柄伸出长度。选择合适的切削用量对表面质量的影响很大。

(2)车刀切削刃磨的角度有问题,径向前角过大。

若径向前角大,又或中滑板丝杠螺母有大的间隙,易产生扎刀,从而产生震刀纹。解决的措施就是减小车刀的径向前角。高速钢切削螺纹时,最后一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm,并使切屑沿垂直轴线方向排出,不破坏已加工表面质量。

(3)螺纹车刀刀尖会产生积屑瘤。积屑瘤随着加工的进行不断生成、长大和脱落。同时,由于部分积屑瘤碎屑嵌在工件表面上,在工件表面上形成硬质点,这些情况都将严重影响螺纹表面粗糙度。避免产生积屑瘤的常用方法是增大或减小切削速度,刀具刃磨时适当增大后角和刃倾角,并且根据材质选择正确的切削液。

7、结语

在加工螺纹过程中出现产品不良的原因是多种多样的,除上述机床、设备、刀具和操作人员等因素影响外,还有其他等综合因素作用使然。所以排除不良产生的故障应视具体情况具体分析,通过各种检测与诊断手段,并辅以工作中的经验,找出具体的影响因素,采取合理而有效的解决办法。


 亚洲流体网(www.liuti.cn)责任编辑:黄能文,QQ:2355932152 

版权与免责声明

亚洲流体网所有权利在全球受法律保护,本网站上可阅读和可见的所有资料都受到知识产权法的保护,任何单位和个人未经本公司授权不得以本公司及其所有的网站名义进行商业或非商业活动。除非有其他的标注或被授权允许使用。

所有其他亚洲流体网没有主张权利的商标和产品名称则可能是它们各自所有权人的商标或注册商标未获得亚洲流体网或其他在本网站上有权使用商标的第三方的书面同意下,本网站不应理解为授权使用被展示于本网站的任何商标。

图吧

  • 我是供应商
  • 我是采购商
  • 我是展会商
  • 热点追踪
  • 我是供应商
  • 我是采购商
  • 我是展会商
  • 热点追踪