数控车床加工螺纹不良现象及解决方法是什么? 数控车床上加工螺纹时发生故障怎么解决?

作者&投稿:召英 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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。
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。
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。
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针来对刀,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。
(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。
(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。
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。
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。

数控车床数据紊乱及丢失现象怎么处理解决?~

车床及系统上电启动后,利用PCIN软件进行程序传送,系统报警:数据传送失败。检查PCIN软件参数设置及机床RS232接口参数设置,均未作改动。显示正常。 故障分析:系统默认程序后缀名MPF被非法修改,系统原有程序名数据丢失,系统不接受MPF为后缀名的文本文件和二进制格式文件。疑为操作人员传送程序时传送协议参数设置错误。系统数据因误操作而被人为删除、破坏的现象比较常见。对此,应当事先备份好所有数据,特别是试车数据,该数据为机床调试完成后的成熟数据。 故障原因:SINUMERIK 802D数控系统与PC间进行数据传送,有固定的传送协议,不允许被修改。RS232接口参数设置必须一致。故障排除:重新启动系统,将系统初始化,重新传送备份试车数据。系统正常。数控车床有些故障是由于系统机床参数引起的,有时因设置不当,有时因意外使参数发生变化或混乱,这一类故障只需要调整好参数,就会自然消失。还有些故障由于偶然原因使NC系统处于死循环状态,这类故障有时必须采取强行启动的方法恢复系统的使用。

螺纹是在圆柱或圆锥表面上,沿着螺旋线所形成的具有相同剖面和规定牙型的连续凸起和沟槽。在各种机械产品中,带有螺纹的零件应用广泛。它主要用作连接零件、紧固零件、传动零件和测量用的零件等。在数控车床上加工螺纹是比较常用的加工方法之一,数控车床上加工螺纹以加工精度高、产品统一性好、加工范围广等优势在机械加工中占有越来越重要的地位。下面简单介绍下在数控车床上加工螺纹时,由于设备、刀具或者操作人员的原因,在切削过程中容易发生的故障以及解决办法:一、扎刀产生的原因和解决方法:(1)主要原因:车刀的前角太大,机床X轴丝杆间隙较大;车刀安装得过高或过低;工件装夹不牢;车刀磨损过大;切削用量太大;切削油性能不达标。(2)解决方法:1、车刀的前角太大,间隙较大:减小车刀前角,维修机床调整X轴的丝杆间隙,利用数控车床的丝杆间隙自动补偿功能补偿机床X轴丝杆间隙;2、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,造成扎刀现象;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扎刀。此时,应及时调整车刀高度,使其刀尖与工件的轴线等高。3、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,改变了车刀与工件的中心高度,形成切削深度突增出现扎刀,此时应把工件装夹牢固,可使用尾座顶尖等,以增加工件刚性。4、车刀磨损过大:引起切削力增大,顶弯工件,出现扎刀。此时应对车刀加以修磨。5、切削用量太大:根据工件导程大小和工件刚性选择合理的切削用量。6、使用专用的切削油产品替代菜籽油、机械油、再生油等非专用油品。二、产生乱扣问题的原因和解决方法:(1)主要原因:机床主轴编码器同步传动皮带磨损,检测不到主轴的同步真实转速;编制输入主机的程序不正确;丝杆磨损严重。(2)解决方法:1、主轴编码器同步皮带磨损:由于数控车床车削螺纹时,主轴与车刀的运动关系是由机床主机信息处理中心发出的指令来控制的,车削螺纹时主轴转速恒定不变,可以根据工件导程大小和主轴转速来调整移动速度。如果系统检测不到主轴的真实转速,在实际车削时会发出不同的指令,刀具移动的距离就不是一个导程,第二刀车削时螺纹就会乱扣。这种情况下,我们只有维修机床,更换主轴同步皮带。2、编制输入的程序不正确:车削螺纹时为了防止乱扣,必须保证后一刀车削轨迹要与前一刀车削轨迹重合,在普车上我们用倒顺车法来预防乱扣。在数控车床上,我们用程序来预防乱扣,就是在编制加工程序时,使后一刀起点位置与前一刀起点位置重合,这样车出的螺纹就不会乱扣。有时,由于程序输入的导程不正确,车削时也会出现乱扣现象。3、丝杆磨损严重:维修机床,更换丝杆并且检查切削油是否存在变质问题,如发生分层、析出、沉淀、杂质等情况应立即更换。三、螺距不正确产生的原因和解决方法:(1)产生原因:主轴编码器传送回机床系统的数据不准确;丝杆和主轴的窜动过大;编制和输入的程序不正确。(2)解决方法:1、主轴编码器传送数据不准确:维修机床,更换主轴编码器或同步传送皮带;2、丝杆和主轴窜动过大:调整主轴轴向窜动,丝杆间隙可以用系统间隙自动补偿功能补偿;3、检视程序,务必使程序中的指令导程与图纸要求一致。四、牙型不正确产生的原因和解决方法:(1)产生原因:车刀刀尖刃磨不正确;车刀安装不正确;车刀磨损。(2)解决方法:1、车刀刀尖刃磨不正确:正确刃磨和测量车刀刀尖角度,对于牙型角精度要求较高的螺纹车削,可以用标准的机械夹固式螺纹刀车削,或者把螺纹刀用磨床刃磨。2、车刀安装不正确:装刀时用样板对刀,或者通过用百分表找正螺纹刀杆来装正螺纹刀。3、车刀磨损:根据车削加工的实际情况,合理选用切削用量,及时修磨车刀,换用极压抗磨性能更高的切削油产品。五、螺纹表面粗糙的主要原因和解决方法:(1)产生原因:刀尖产生积屑瘤;刀柄刚性不够,切削时产生震动;车刀径向前角太大;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;工件刚性差,而切削用量过大;车刀表面粗糙度差。(2)解决方法:1、用高速钢车刀切削时应降低切削速度,并且换用粘度适合的切削油;2、增加刀柄截面,并减小刀柄伸出长度;3、减小车刀径向前角;4、高速钢切削螺纹时,最后一刀应使切屑沿垂直轴线方向排出;5、选择合理的切削用量;6、刀具削刃口的表面粗糙度应比零件加工表面粗糙度值小。随着科学技术的发展,数控车床越来越普及,在数控车床上车削螺纹在机械加工中被越来越多的使用。按照规范化的流程对车床进行日常维护和保养可以有效的延长设备的使用寿命。

螺纹车削工艺的注意事项有哪些?
答:螺纹的切削工艺取决于所加工零件的结构和所采用的数控机床,通常采用切削、车削、铣削、磨削等工艺对工件进行加工,其中车削螺纹工艺最为常见。螺纹车削的进刀方式是由切削机床、工件材料、刀片槽形及所加工螺纹的螺距来确定的,下面简单介绍下车削螺纹的常见问题有哪些:一、螺纹车削的精度问题在数控车床上...

机床加工工件质量差的原因和解决方法是什么?
答:三、驱动器相位灯正常,而加工出来的工件尺寸时大时小故障原因:数控机床拖板长期高速运行,导致丝杆和轴承磨损;刀架的重复定位精度在长期使用中产生偏差;拖板每次都能准确回到加工起点,但加工工件尺寸仍然变化。此种现象一般由主轴引起,主轴的高速转动使轴承磨损严重,导致加工尺寸变化。解决方案:用百分表...

数控车床加工螺纹时出现乱牙现象是怎么回事(程序、编码器都没问题...
答:在挑牙过程中不可以换速的只可以用一个速度,比如你用500转挑牙,那你必须中间不可以变换速度,要用500转这个工件的牙挑完,中间出现换刀片需注意还有就是工件刀片刀必须夹持紧,如果以上都不是的话,那就是机台的问题修理。

数控车床实际加工外圆和螺纹时应该注意哪些问题啊?外圆和螺纹都有哪些...
答:加工外圆时要注意精车余量,还有最主要的就是刀具的磨损程度,要及时测量,及时修正刀偏。加工螺纹时注意吃刀的深度,应该是开始深些,然后逐渐减小吃刀深度,因为车刀吃刀越深切削力越大!开始切削螺纹前计算牙型高度,吃刀深度在1mm--2mm左右(小螺距3mm以下螺纹一般分成两刀或3--4刀车成,不要吃...

如何解决数控车床刀补失控螺纹的乱牙问题
答:很明显的原因只有一个: 丝杆编码器的问题,具体原因有两个: 1、 编码器和丝杆的连接有松动,所以定位有偏差。 2、编码器本身有问题,更换一个就好了。

数控车床螺纹加工时常出现烂牙情况是什么愿因 怎么检测
答:可能是刀动、也有可能是起始距离过短。

如何运用数控车床去除螺纹扣头扣尾毛刺
答:摘 要:运用数控车床加工螺纹质量稳定,生产效率高。但是在螺纹车削完成后,螺纹扣头扣尾产生的毛刺难以通过数控车床去除,仍然要使用卧式车床去除毛刺,这不仅延长了产品的生产周期,占用了加工设备,还使数控机床的优势无法得到充分发挥。为了解决这一难题,笔者进行了反复研究、试验,最终通过调整走刀路线,...

数控车床主轴转速不稳定为什么?
答:由于该机床使用的是变频器作为主轴调速装置,主轴速度为开环控制,在不同的负载下,主轴的起动时间不同,且起动时的主轴速度不稳,转速亦有相应的变化,导致了主轴与Z轴进给不能实现同步。解决以上故障的方法有如下两种:1)通过在主轴旋转指令(M03)后、螺纹加工指令(G32)前增加G04延时指令,保证在主轴...

数控车床加工螺纹时乱扣,怎么原因
答:个人分析如下几个原因:1.螺纹刀具有问题.刀背角度是否OK?2.主轴转速是否稳定?误差在10转以内?变频器是否异常?3.X向丝杆是否磨损?间隙是否过大?要确认.4.是否有二次车螺纹?二次车定位、转速和进刀量与第一次是否一致?5.车螺纹X定位点是否过小?把以上几个问题确认完问题就解决了!

数控加工时,车削螺纹的时候,每次切削时总在起刀点停顿几秒,是什么原...
答:数控车床在进行螺纹切削时,它要自动计算起刀点与工件旋转到最佳位置的“窗口”,否则会造成第二次或以后的几次螺纹车刀不从上次的螺旋槽里面过,而产生“乱扣”,也就是平时说的破牙。这种停顿现象往往在车削大螺距螺纹且机床转速很慢时,会特别明显,小螺距或高速时则不易被发现。