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详细分析车削螺纹生产原理

2020-06-19 09:44
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     螺纹是在圆柱工件外表上,沿着螺旋线所构成的,具有相同剖面的连续凸起和沟槽。在机械制作业中,带螺纹的零件运用得十分广泛。用车削的办法加工螺纹,是现在常用的加工办法。在卧式车床(如CA6140)上能车削米制、英寸制、模数和径节制四种规范螺纹,不论车削哪一种螺纹,车床主轴与刀具之间有必要坚持严峻的运动联络:即主轴每转一转(即工件转一转),刀具应均匀地移动一个(工件的)导程的间隔。它们的运动联络是这样确保的:主轴带着工件一起翻滚,主轴的运动经挂轮传到进给箱;由进给箱经变速后(首要是为了获得各种螺距)再传给丝杠;由丝杠和溜板箱上的开合螺母协作带动刀架作直线移动,这样工件的翻滚和刀具的移动都是经过主轴的带动来完毕的,然后确保了工件和刀具之间严峻的运动联络。在实践车削螺纹时,由于各种原因,构成由主轴到刀具之间的运动,在某一环节呈现问题,引起车削螺纹时产生缺陷,影响正常出产,这时应及时加以解决。车削螺纹时常见缺陷及解决办法如下:


  一、啃刀缺陷剖析及解决办法:原因是车刀设备得过高或过低,工件装夹不牢或车刀磨损过大。


  车刀设备得过高或过低过高,则吃刀到必定深度时,车刀的后刀面顶住工件,增大冲突力,乃至把工件顶弯,构成啃刀现象;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空位过大,致使吃刀深度不断自动趋向加深,然后把工件抬起,呈现啃刀。此刻,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,刀尖方位比工件的中心高出1%D左右(D表明被加工工件直径)。


  工件装夹不牢,工件自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(工件被抬高了),构成切削深度突增,呈现啃刀,此刻应把工件装夹健壮,可运用尾座顶尖等,以添加工件刚性。


  车刀磨损过大,引起切削力增大,顶弯工件,呈现啃刀。此刻应对车刀加以修磨。


  二、乱扣缺陷剖析及解决办法:原因是当丝杠转一转时,工件未转过整数转而构成的。


  当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时。假如在退刀时,选用打开开合螺母,将床鞍摇至开端方位,那么,再次闭合开合螺母时,就会产生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内,以致呈现乱扣。


  解决办法是选用正反车法来退刀,即在第一次行程完毕时,不提起开合螺母,把刀沿径向退出后,将主轴回转,使车刀沿纵向退回,再进行第2次行程,这样往复进程中,因主轴、丝杠和刀架之间的传动没有别离过,车刀一直在原本的螺旋槽中,就不会呈现乱扣。


  关于车削车床丝杠螺距与工件妇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,才华从头合上开合螺母,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,就不会呈现乱扣,这样就能够选用打开开合螺母,手动退刀。这样退刀快,有利于行进出产率和坚持丝杠精度,一起丝杠也较安全。


  三、螺距不正确缺陷剖析及解决办法:


  螺纹全长上不正确原因是挂轮分配不妥或进给箱手柄方位不对,可从头查看进给箱手柄方位或验算挂轮。


  部分不正确原因是由于车床丝杠自身的螺距部分过错(一般由磨损引起),可替换丝杠或部分修正。


  螺纹全长上螺距不均匀原因是:


  丝杠的轴向窜动。


  主轴的轴向窜动。


  溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而构成啮合不良。


  溜板箱燕尾导轨磨损而构成开合螺母闭合时不安稳。


  挂轮空位过大等。


  经过检测:


  假如是丝杠轴向窜动构成的,可对车床丝杠与进给箱衔接处的调整圆螺母进行调整,以消除衔接处推力球轴承轴向空位。


  假如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空位。


  假如是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴而构成啮合不良引起的,可修整开合螺母并调整开合螺母空位。


  假如是燕尾导轨磨损,可配制燕尾导轨及镶条,以抵达正确的协作要求。


  假如是挂轮空位过大,可选用从头调整挂轮空位。


  呈现竹节纹原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性过错引起的,如挂轮箱内的齿轮,进给箱内齿轮由于自身,制作过错、或部分磨损、或齿轮在轴上设备偏疼等构成旋转中心低,然后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,导致竹节纹的呈现,能够修换有过错或磨损的齿轮。


  四、中径不正确缺陷剖析及解决办法:原因是吃刀太大,刻度盘不准,而又未及时测量所构成。解决办法是精车时要详细查看刻度盘是否松动,精车余量要恰当,车刀刃口要尖利,要及时测量。


  五、螺纹外表粗糙缺陷剖析及解决办法:原因是车刀刃口磨得不亮光,切削液不恰当,切削速度和工件资料不适合以及切削进程产生振动等构成功。


  解决办法是:正确修整砂轮或用油石精研刀具;选择恰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,确保各导轨空位的准确性,避免切削时产生振动。


  总归,车削螺纹时产生的缺陷办法多种多样,既有设备的原因,也有刀具、操作者等的原因,在扫除缺陷时要详细状况详细剖析,经过各种检测和确诊办法,找出详细的影响要素,采用有效的解决办法。


  数控车床螺纹切削办法剖析与运用在现在的数控车床中,螺纹切削一般有两种加工办法:G32直进式切削办法和G76斜进式切削办法,由于切削办法的不同,编程办法不同,构成加工过错也不同。咱们在操作运用上要仔细剖析,争夺加工出精度高的零件。


  1. 两种加工办法的编程指令G32 X(U)_Z(W)_ F_;说明:X、Z用于肯定编程;U、W用于相对编程;F为螺距;G32编程切削深度分配办法一般为常量值,双刃切削,其每次切削深度一般由编程人员编程给出。


  G76P(m)(r)(a) Q(△dmin)R(d);G76X (U)Z(w)R(i)P(k)Q(△d)F(l);说明:


  o   m:精加工重复次数;o   r:倒角宽度;o   a:刀尖视点;o   △dmin:最小切削深度,当每次切削深度(△d·n?-△d·(n-1)?)小于△dmin时,切削深度束缚在这个值上;o   d:精加工留量;o   i:螺纹部分的半径差,若i=0,为直螺纹切削办法;o   k:螺纹牙高;o   △d:第一次切削的切削深度;o   l:螺距。


  G76编程切削深度分配办法一般为递减式,其切削为单刃切削,其切削深度由操控体系来计算给出。


  2. 加工过错剖析及运用G32直进式切削办法,由于两端刃一起作业,切削力较大,而且排削困难,因而在切削时,两切削刃简略磨损。在切削螺距较大的螺纹时,由于切削深度较大,刀刃磨损较快,然后构成螺纹中径产生过错;可是其加工的牙形精度较高,因而一般多用于小螺距螺纹加工。由于其刀具移动切削均靠编程来完毕,所以加工程序较长;由于刀刃简略磨损,因而加工中要做到勤测量。


  G76斜进式切削办法,由于为单侧刃加工,加工刀刃简略损害和磨损,使加工的螺纹面不直,刀尖角产生变化,而构成牙形精度较差。但由于其为单侧刃作业,刀具负载较小,排屑简略,而且切削深度为递减式。因而,此加工办法一般适用于大螺距螺纹加工。由于此加工办法排屑简略,刀刃加工工况较好,在螺纹精度要求不高的状况下,此加工办法更为便利。在加工较高精度螺纹时,可选用两刀加工完毕,既先用G76加工办法进行粗车,然后用G32加工办法精车。但要留意刀具开端点要准确,不然简略乱扣,构成零件报废。


  3. 切削液运用车削螺纹时,恰当地运用切削液,可行进出产率和零件质量,切削液的首要作用如下:


  o   能下降切削时产生的热量,削减由于温升引起的加工过错。


  o   能在金属外表构成薄膜,削减刀具与工件的冲突,并可冲走铁屑,然后下降工件外表粗糙度值,削减刀具磨损。


  o   切削液进入金属缝隙,能帮助刀具顺利切削。


  4. 编程举例例如加工 M36X1.5的螺纹,用G32直进式切削编程(每次切削深度为0.2mm):


  N10 G00 Z234N2O G00 X35.6N30 G32 Z269 F1.5N40 G00 X38N50 G00 Z234N60 G00 X35.2N70 G32 Z269 F1.5N80 G00 X38N90 G00 Z234N100 G00 X34.8N110 G32 Z269 F1.5N120 G00 X38N130 G00 Z234N140 G00 X34.38N150 G32 Z269 F1.5N160 G00 X300N170 G00 Z300G76斜进式切削编程:


  G76 P010160 Q200 R0.05G76 X34.38 Z269 P812 Q200 F1.5说明:


  o   最小切削深度为0.02mm。


  o   第一次切削深度为0.02mm。


  o   螺纹牙高为0.812mm。


  从以上示例中可明显看到G32编程和G76编程的差异,在作业中要看工件要求的精度来供认。


  在车床上加工螺纹螺纹车削刀具现已从全面改善车刀功用的涂层及资料等级方面所获得的共同行进中获益。此外,在螺纹车削刀片方面,人们进行了更好的结构规划,完毕了更佳的切屑操控。虽然产生了这些变化,制作工程师们倾向花很少的时间来优化螺纹加工操作,将螺纹加工进程看成是一种无法不断获得行进的“黑匣子”。


  事实上,经过工程规划办法能够行进螺纹加工进程的功率。第一步应该是了解螺纹加工中一些根柢的主题。


  为什么螺纹车削要求如此之高螺纹车削的要求要高于一般车削操作。切削力一般较高,螺纹刀片的切削端部半径较小,比较单薄。


  在螺纹加工中,进给速度有必要与螺纹的节距准确对应。关于节距为8螺纹/英寸(tpi)的状况,刀具有必要以8转/英寸或许0.125英寸/转的进给速度行进。与一般车削运用(其间典型的进给速度大约为0.012ipr)比较,螺纹车削的进给速度要高出10倍。螺纹加工刀片刀尖处的作用力或许要高100~1,000倍。


  多齿刀片,在一个系列中带有多个齿,螺纹加工功率或许会行进,但切削力较高。


  承受这种作用力的端部半径一般为0.015英寸,而常规车削刀片的半径为0.032英寸。关于螺纹加工刀片,该半径受容许的螺纹形状根部半径(其巨细由相关螺纹规范规矩)的严峻束缚。它还受所需求的切削动作束缚,由于资料无法饱尝一般车削中的剪切进程,不然会产生螺纹变形。


  切削力较高和作用力聚集规划较窄导致的作用 是:螺纹加工刀片要承受比一般车刀高得多的应力。


  部分与全概括刀片的比较部分概括刀片,有时候被称作“非加顶式”刀片,它在不给螺纹加顶或装牙顶的状况下切削螺纹沟槽。一把刀片能够产生一系列螺纹,直至最粗的节距-即每英寸螺纹数最少处中止-这是刀片端部半径强度容许的。


  这种端部半径规划得满意小,刀片能够加工各种节距。关于末节距,端部半径会显得规范过小。这意味着刀片有必要穿透得深一些。例如,用一把部分概括刀片加工一个8tpi的螺纹需求螺纹深度为0.108英寸,而用彻底概括刀片产生的相同螺纹则只需求0.81英寸的指定深度。因而,全概括刀片能够产生强度更高的螺纹。此外,全概括刀片加工出螺纹的操作能够少4道。


  多齿刀片多齿刀片连续地带有系列齿,任何齿在螺纹沟槽中切削的深度都要比它前面的一个齿更深。 凭借这些刀片,加工一个螺纹所需求的操作道数能够削减80%。刀具寿数要远远长于单顶尖刀片,由于毕竟的齿只加工某个给定螺纹一半或三分之一的金属。


  可是,由于它们存在较高的切削力,因而不主张将这些刀片用于薄壁零件的加工-由于或许会产生颤振。此外,用这些刀片加工工件的结构有必要具有满意的螺纹空位,以便一切齿退出切削。


  每道进给每道的切削深度,或许说每道进给,在螺纹加工中是十分要害的。每个相连的操作道都要啮合刀片切削刃较大部分。假如每道进给是安稳的(不推荐选用这种办法),则切削力和金属去除率从上一道到下一道会剧烈添加。


  例如,在选用安稳的0.010英寸进给/道的速度加工一个60度螺纹形状时,第二道去除的资料为第一道的3倍。与随后每道操作相同,去除的金属量连续成指数上升。


  为了避免这种切除量添加并坚持比较实践的切削力,切深应该跟着各道操作而削减。


  横切进给法至少有四种横切进给法。很少有人发现这些办法中某种办法对螺纹加工操作有效性的冲击到底有多大。


  径向横切进给· 虽然这或许是加工螺纹最常用的办法,但确是最不主张选用的一种办法。由于刀具是径向进给的(与工件中心线笔直),因而金属从螺纹齿腹两端去除,然后产生V形切屑。这种切屑很难开裂,因而切屑活动是一个问题。此外,由于刀片端部两端要承受较高的热和压力,因而刀具寿数一般比其他横切进给法中要短。


  · 齿腹横切进给在这种办法中,横切方向与螺纹齿腹之一平行,这一般意味着刀具沿30度直线进给。切屑与一般车削中产生的相似。(参见图4。)与径向横切比较,这种办法中产生的切屑比较简略成形,而且易于从切削刃中排出,热扩散性更好。可是,在这种横切进给法中,刀片后缘会冲突齿腹而不会进行切削。这样会烧伤螺纹,导致外表粗糙度很差,乃至产生颤振现象。


  · 修正的齿腹横切进给(推荐选用)这种办法与齿腹横切进给法相似,不同的是横切视点小于螺纹视点-即小于30度。这种办法保留了齿腹横切法的利益,一起又避免了刀片后缘带来的问题。291/2度的横切角一般会产生最佳作用,但在实践操作中,25~291/2度规划内的横切角都是能够承受的。


  · 替换式齿腹横切进给这种办法沿两个螺纹齿腹替换进给,因而它选用刀片的两个齿腹来构成螺纹。这种办法能够确保较长的刀具寿数,由于运用的是刀片端部两端。但也或许导致切屑流问题-这种问题或许影响外表粗糙度和刀具寿数。这种办法一般只用于节操距和(英制)梯形及斜四边形螺纹等。


  空位角补偿某些螺纹加工刀片和刀夹体系具有这样的才华,即经过改变螺旋角而按切削的方向准确地歪斜刀片。这种特征能够加工出较高质量的螺纹,由于它能够避免刀片冲突螺纹的齿腹。它还能够供给较长的刀具寿数,由于切削力均匀分布在切削刃的整个长度上。


  没有按这种办法歪斜的刀片-让切削刃与工件中心线平行的办法-会在刀片的前刃和后刃下构成不相等的空位角。(参见图5)特别是对比较粗的节距,这种不等性或许会引起齿腹产生冲突。


  可调式体系容许经过刀夹头定位(一般选用填隙片)而歪斜刀片的视点。准确调节会获得相似的前刃和后刃角,确保刃的磨损发展均匀。


  微型化和专用化现在市面上现已推出对直径大约为0.3英寸的孔进行内螺纹车削加工的转位刀片式刀具。


  经过车削办法将这样的小孔加工出螺纹具有许多利益。所加工的螺纹质量一般比较高,刀片结构容许切屑流出孔而很少损害螺纹,且能够对刀片进行分度,因而刀具本钱较低。


  用于这些运用场合的硬质合金的等级一般是容许以较低的外表速度进行加工的那种。关于在小孔中进行内螺纹加工,机床方面所存在的束缚一般是低外表速度以外的其他问题。


  人们获得的技术行进现已扩展了螺纹车刀的运用规划,而进入到小孔内螺纹车削加工便是其间一个实例。可是,虽然扩展了规范刀具的运用规划,制作厂家依然要遇到特定的问题,这就为定制刀具的存在发明晰空间。与刀具供应商协作开发的特别刀具是在针对特定作业而查找正确螺纹加工刀具时不可疏忽的一种选项。


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