數(shù)控車床加工螺紋時(shí)常見故障及解決方法

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(jī)械產(chǎn)品中，帶有螺紋的零件應(yīng)用廣泛。它主要用作連接零件、緊固零件、傳動(dòng)零件和測(cè)量用的零件等等。在數(shù)控車床上加工螺紋 是比較常用的加工方法之一。數(shù)控車床上加工螺紋以加工精度高、產(chǎn)品統(tǒng)一性好、加工范圍廣等優(yōu)勢(shì)在機(jī)械加工中占有越來(lái)越重要的地位。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，闡述了在數(shù)控車床上加工螺紋時(shí)，由于設(shè)備、刀具或者操作人員的原因，在切削過(guò)程中容易發(fā)生的故障，以及解決辦法。

關(guān)鍵詞 數(shù)控車床 螺紋加工 故障診斷 故障維修

中圖分類號(hào)：TG519.1；TG62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控車床越來(lái)越普及，在數(shù)控車床上車削螺紋在機(jī)械加工中被越來(lái)越多的使用。數(shù)控車床以加工精度高、產(chǎn)品同一性好、加工范圍廣、調(diào)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(shì)在機(jī)械加工中占有越來(lái)越重要的地位。在數(shù)控車床上車削螺紋時(shí)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(jī)床X軸絲桿間隙較大；（2）車刀安裝得過(guò)高或過(guò)低；（3）工件裝夾不牢；（4）車刀磨損過(guò)大；（5）切削用量太大。

1.2解決方法

（1）減小車刀前角，維修機(jī)床調(diào)整X軸的絲桿間隙，利用數(shù)控車床的絲桿間隙自動(dòng)補(bǔ)償功能補(bǔ)償機(jī)床X軸絲桿間隙；

（2）車刀安裝得過(guò)高或過(guò)低：過(guò)高，則吃刀到一定深度時(shí)，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(xiàn)象；過(guò)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(jìn)絲杠與螺母間隙過(guò)大，致使吃刀深度不斷自動(dòng)趨向加深，從而把工件抬起，出現(xiàn)扎刀。此時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)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(duì)刀）。在粗車和半精車時(shí)，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(shí)的切削力，因而產(chǎn)生過(guò)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(xiàn)扎刀，此時(shí)應(yīng)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(guò)大：引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)扎刀。此時(shí)應(yīng)對(duì)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(jù)工件5 導(dǎo)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(xiàn)象

當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件未轉(zhuǎn)過(guò)整數(shù)轉(zhuǎn)而造成的。

2.2主要原因

機(jī)床主軸編碼器同步傳動(dòng)皮帶磨損，檢測(cè)不到主軸的同步真實(shí)轉(zhuǎn)速；編制輸入主機(jī)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(shù)控車床車削螺紋時(shí)，主軸與車刀的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是由機(jī)床主機(jī)信息處理中心發(fā)出的指令來(lái)控制的，車削螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速恒定不變，X或Y軸可以根據(jù)工件導(dǎo)程大小和主軸轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整移動(dòng)速度，所以中心必須檢測(cè)到主軸同步真實(shí)轉(zhuǎn)速，以發(fā)出正確指令控制X或Y軸正確移動(dòng)。如果系統(tǒng)檢測(cè)不到主軸的真實(shí)轉(zhuǎn)速，在實(shí)際車削時(shí)會(huì)發(fā)出不同的指令給X或Y，那么這時(shí)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具移動(dòng)的距離就不是一個(gè)導(dǎo)程，第二刀車削時(shí)螺紋就會(huì)亂扣。這種情況下，我們只有維修機(jī)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(shí)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(lái)預(yù)防亂扣。在數(shù)控車床上，我們用程序來(lái)預(yù)防亂扣，就是在編制加工程序時(shí)，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(diǎn)位置與前一刀起點(diǎn)位置重合（相當(dāng)于在普車上車削 螺紋時(shí)，螺紋刀退回到前一刀所車出的螺旋槽內(nèi)），這樣車出的螺紋就不會(huì)亂扣。有時(shí)，由于程序輸入的導(dǎo)程不正確（后一段程序?qū)С膛c前一段程序?qū)С滩灰恢拢囅鲿r(shí)也會(huì)出現(xiàn)亂扣現(xiàn)象。

（3）X軸或Y軸絲桿磨損嚴(yán)重：維修機(jī)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(jī)床系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；X軸或Y軸絲桿和主軸的竄動(dòng)過(guò)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(shù)據(jù)不準(zhǔn)確：維修機(jī)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(dòng)過(guò)大：調(diào)整主軸軸向竄動(dòng)，X軸或Y軸絲桿間隙可以用系統(tǒng)間隙自動(dòng)補(bǔ)償功能補(bǔ)償；

（3）檢視程序，務(wù)必使程序中的指令導(dǎo)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(cè)量車刀刀尖角度，對(duì)于牙型角精度要求較高的螺紋車削，可以用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)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(shí)用樣板對(duì)刀，或者通過(guò)用百分表找正螺紋刀桿來(lái)裝正螺紋刀。

（3）車刀磨損：根據(jù)車削加工的實(shí)際情況，合理選用切削用量，及時(shí)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(chǎn)生積屑瘤；刀柄剛性不夠，切削時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)；車刀徑向前角太大；高速切削螺紋時(shí)，切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出，拉毛已加工牙側(cè)表面；工件剛性差，而切削用量過(guò)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(shí)應(yīng)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(zhǎng)度；

（3）減小車刀徑向前角；

（4）高速鋼切削螺紋時(shí)，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(yīng)比零件加工表面粗糙度值小2～3檔次。

總之，車削螺紋時(shí)產(chǎn)生的故障形式多種多樣，既有設(shè)備的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障時(shí)要具體情況具體分析，通過(guò)各種檢測(cè)和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡仁平.數(shù)控車床螺紋加工故障診斷與維修[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2012（33）.

[2] 吳強(qiáng).數(shù)控車床上加工螺紋時(shí)常見故障分析及解決方法[J].中國(guó)機(jī)械，2015（23）.