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螺纹是在圆柱工件表面上,沿着螺旋线所形成的,具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制造业中,带螺纹的零件应用十分广泛。用车削方法加工螺纹,是目前常用的加工方法。在卧式车床(如CA6140)上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种标准螺纹,无论车削哪一种螺纹,车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系:即主轴每转一转(工件转一转),刀具应均匀地移动一个工件导程的距离。保证这种运动关系的理论依据是:主轴带着工件一起转动,主轴的运动及动力经挂轮传到进给箱;由进给箱变速以后(主要是为了获得各种螺距)再传递给丝杠;然后再由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合,带动刀架作直线移动,这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的,从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。
实际车削螺纹时,由于各种原因,造成从主轴到刀具之间的运动,在某一环节出现问题,引起螺纹车削时产生故障,影响正常生产。因此,必须及时解决问题。车削螺纹时常见故障及解决方法如下:
一、啃刀
故障原因:⑴ 车刀安装得过高或过低;⑵ 工件装夹不牢或车刀磨损过大。
解决方法:
1、车刀安装得过高或过低:过高,则吃刀到一定深度时,车刀的后刀面顶住工件,增大摩擦力,甚至把工件顶弯,造成啃刀现象;过低,则切屑不易排出,车刀径向力的方向是工件中心,加上横进丝杠与螺母间隙过大,致使吃刀深度不断自动趋向加深,从而把工件抬起,出现啃刀。此时,应及时调整车刀高度,使其刀尖与工件的轴线等高(可利用尾座顶尖对刀)。在粗车和半精车时,刀尖位置比工件的中心高出1%D左右(D表示被加工工件直径)。
2、工件装夹不牢:工件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(弯曲度),改变了工件的中心高度(工件被抬高了),形成切削深度突增,出现啃刀。此时应把工件装夹牢固,并使用尾座顶尖等,以增加工件刚性。
3、车刀磨损过大:引起切削力增大,顶弯工件,出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。
二、乱扣
故障原因:当丝杠转一转时,工件未转过整数转而造成的。
解决方法:
1、当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时:如果退刀时,采用打开开合螺母,将床鞍摇至起始位置,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,以致出现乱扣。解决方法是:采用正反车法退刀,即在第一次行程结束时,不提起开合螺母,把刀沿径向退出后,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,就不会出现乱扣。
2、对于车削车床丝杠螺距与工件螺距比值成整倍数的螺纹:工件和丝杠都在旋转,提起开合螺母后,至少要等丝杠转过一转,才能重新合上开合螺母,这样当丝杠转过一转时,工件转了整数倍,车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内,不会出现乱扣,可以采用打开开合螺母,手动退刀。这样退刀快,有利于提高生产率和保持丝杠精度,同时丝杠也较安全。
三、螺距不正确
故障原因:螺纹全长或局部上不正确,螺纹全长上螺距不均匀或螺纹上出现竹节纹。
解决方法:
1、螺纹全长上不正确:原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对,可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。
2、螺纹局部不正确:原因是由于车床丝杠本身的螺距局部误差(一般由磨损引起),可更换丝杠或局部修复。
3、螺纹全长上螺距不均匀,原因是:
⑴ 丝杠的轴向窜动。
⑵ 主轴的轴向窜动。
⑶ 溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良。
⑷ 溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定。
⑸ 挂轮间隙过大等。
通过检测:
如果是丝杠轴向窜动造成的,可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整,以消除连接处推力球轴承轴向间隙。
如果是主轴轴向窜动引起的,可调整主轴后调整螺母,以消除后推力球轴承的轴向间隙。
如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良引起的,可修整开合螺母并调整开合螺母间隙。
如果是燕尾导轨磨损,可配制燕尾导轨及镶条,以达到正确的配合要求。
如果是挂轮间隙过大,可采用重新调整挂轮间隙。
4、出现竹节纹的原因是:从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差(如挂轮箱内的齿轮传动,进给箱内的齿轮传动),这些误差的形成是由于齿轮传动本身存在制造误差,或局部磨损,或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低,从而引起丝杠旋转周期性不均匀,带动刀具移动的周期性不均匀,导致竹节纹的出现。
解决方法:修换有误差或磨损的齿轮。
四、中径不正确
故障原因:吃刀太大,刻度盘不准,而又未及时测量所造成。
解决方法:
精车时要详细检查刻度盘是否松动,精车余量要适当,车刀刃口要锋利,要及时测量。
五、螺纹表面粗糙超差
故障原因:车刀刃口磨得不光洁,切削液不适合,切削速度和工件材料选择不当以及切削过程产生振动等造成。
解决方法:
正确修整砂轮或用油石精研刀具;选择适当切削速度和切削液;调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等,保证各导轨间隙的准确性,防止切削时产生振动。
总之,车削螺纹时产生的故障形式多种多样,既有设备的原因,也有刀具、操作者等的原因,在排除故障时要具体情况具体分析,通过各种检测和诊断手段,找出具体的影响因素,采取有效的解决方法。
实际车削螺纹时,由于各种原因,造成从主轴到刀具之间的运动,在某一环节出现问题,引起螺纹车削时产生故障,影响正常生产。因此,必须及时解决问题。车削螺纹时常见故障及解决方法如下:
一、啃刀
故障原因:⑴ 车刀安装得过高或过低;⑵ 工件装夹不牢或车刀磨损过大。
解决方法:
1、车刀安装得过高或过低:过高,则吃刀到一定深度时,车刀的后刀面顶住工件,增大摩擦力,甚至把工件顶弯,造成啃刀现象;过低,则切屑不易排出,车刀径向力的方向是工件中心,加上横进丝杠与螺母间隙过大,致使吃刀深度不断自动趋向加深,从而把工件抬起,出现啃刀。此时,应及时调整车刀高度,使其刀尖与工件的轴线等高(可利用尾座顶尖对刀)。在粗车和半精车时,刀尖位置比工件的中心高出1%D左右(D表示被加工工件直径)。
2、工件装夹不牢:工件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(弯曲度),改变了工件的中心高度(工件被抬高了),形成切削深度突增,出现啃刀。此时应把工件装夹牢固,并使用尾座顶尖等,以增加工件刚性。
3、车刀磨损过大:引起切削力增大,顶弯工件,出现啃刀。此时应对车刀加以修磨。
二、乱扣
故障原因:当丝杠转一转时,工件未转过整数转而造成的。
解决方法:
1、当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时:如果退刀时,采用打开开合螺母,将床鞍摇至起始位置,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,以致出现乱扣。解决方法是:采用正反车法退刀,即在第一次行程结束时,不提起开合螺母,把刀沿径向退出后,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,就不会出现乱扣。
2、对于车削车床丝杠螺距与工件螺距比值成整倍数的螺纹:工件和丝杠都在旋转,提起开合螺母后,至少要等丝杠转过一转,才能重新合上开合螺母,这样当丝杠转过一转时,工件转了整数倍,车刀就能进入前一刀车出的螺旋槽内,不会出现乱扣,可以采用打开开合螺母,手动退刀。这样退刀快,有利于提高生产率和保持丝杠精度,同时丝杠也较安全。
三、螺距不正确
故障原因:螺纹全长或局部上不正确,螺纹全长上螺距不均匀或螺纹上出现竹节纹。
解决方法:
1、螺纹全长上不正确:原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对,可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。
2、螺纹局部不正确:原因是由于车床丝杠本身的螺距局部误差(一般由磨损引起),可更换丝杠或局部修复。
3、螺纹全长上螺距不均匀,原因是:
⑴ 丝杠的轴向窜动。
⑵ 主轴的轴向窜动。
⑶ 溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良。
⑷ 溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定。
⑸ 挂轮间隙过大等。
通过检测:
如果是丝杠轴向窜动造成的,可对车床丝杠与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整,以消除连接处推力球轴承轴向间隙。
如果是主轴轴向窜动引起的,可调整主轴后调整螺母,以消除后推力球轴承的轴向间隙。
如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而造成啮合不良引起的,可修整开合螺母并调整开合螺母间隙。
如果是燕尾导轨磨损,可配制燕尾导轨及镶条,以达到正确的配合要求。
如果是挂轮间隙过大,可采用重新调整挂轮间隙。
4、出现竹节纹的原因是:从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差(如挂轮箱内的齿轮传动,进给箱内的齿轮传动),这些误差的形成是由于齿轮传动本身存在制造误差,或局部磨损,或齿轮在轴上安装偏心等造成旋转中心低,从而引起丝杠旋转周期性不均匀,带动刀具移动的周期性不均匀,导致竹节纹的出现。
解决方法:修换有误差或磨损的齿轮。
四、中径不正确
故障原因:吃刀太大,刻度盘不准,而又未及时测量所造成。
解决方法:
精车时要详细检查刻度盘是否松动,精车余量要适当,车刀刃口要锋利,要及时测量。
五、螺纹表面粗糙超差
故障原因:车刀刃口磨得不光洁,切削液不适合,切削速度和工件材料选择不当以及切削过程产生振动等造成。
解决方法:
正确修整砂轮或用油石精研刀具;选择适当切削速度和切削液;调整车床床鞍压板及中、小滑板燕尾导轨的镶条等,保证各导轨间隙的准确性,防止切削时产生振动。
总之,车削螺纹时产生的故障形式多种多样,既有设备的原因,也有刀具、操作者等的原因,在排除故障时要具体情况具体分析,通过各种检测和诊断手段,找出具体的影响因素,采取有效的解决方法。