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螺纹加工常见问题及解决方案

1、主要原因

（1）车刀的前角太大，机床X轴丝杆空隙较大；

（2）车刀装置得过高或过低；

（3）工件装夹不牢；

（4）车刀磨损过大；

（5）切削用量太大。

2、解决方法

（1）减小车刀前角，修理机床调整X 轴的丝杆空隙，利用数控车床的丝杆空隙主动补偿功用补偿机床X 轴丝杆空隙。

（2）车刀装置得过高或过低：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，构成扎刀现象；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空隙过大，致使吃刀深度不断主动趋向加深，从而把工件抬起，呈现扎刀。此刻，应及时调整车刀高度，使其刀尖与工件的轴线等高(可利用尾座鼎尖对刀)。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)。

（3）工件装夹不牢：工件本身的刚性不能接受车削时的切削力，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，呈现扎刀，此刻应把工件装夹牢固，可使用尾座鼎尖等，以添加工件刚性。

（4）车刀磨损过大：引起切削力增大，顶弯工件，呈现扎刀。此刻应对车刀加以修磨。

（5）切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大：依据工件5 导程巨细和工件刚性挑选合理的切削用量。

乱扣

1、毛病现象

当丝杠转一转时，工件未转过整数转而构成的。

2、主要原因

（1）机床主轴编码器同步传动皮带磨损，检测不到主轴的同步实在转速；

（2）编制输入主机的程序不正确；X轴或Y轴丝杆磨损。

3、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操控的，车削螺纹时，主轴转速稳定不变，X 或Y 轴能够依据工件导程巨细和主轴转速来调整移动速度，所以中心有必要检测到主轴同步实在转速，以发出正确指令操控X 或Y 轴正确移动。

如果体系检测不到主轴的实在转速，在实际车削时会发出不同的指令给X或Y，那么这时主轴转一转，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，咱们只有修理机床，更换主轴同步皮带。

（2）编制输入的程序不正确

车削螺纹时为了避免乱扣，有必要确保后一刀车削轨道要与前一刀车削轨道重合，在普车上咱们用倒顺车法来防备乱扣。

在数控车床上，咱们用程序来防备乱扣，就是在编制加工程序时，咱们用程序操控螺纹刀在车削前一刀后，退刀，使后一刀起点方位与前一刀起点方位重合(相当于在普车上车削螺纹时，螺纹刀退回到前一刀所车出的螺旋槽内)，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(后一段程序导程与前一段程序导程不一致)，车削时也会呈现乱扣现象。

（3）X 轴或Y 轴丝杆磨损严重：修理机床，更换X 轴或Z轴丝杆。

螺距不正确

主轴编码器传送回机床体系的数据不经确；X 轴或Y 轴丝杆和主轴的窜动过大；编制和输入的程序不正确。

（1）主轴编码器传送数据不经确：修理机床，更换主轴编码器或同步传送皮带；

（2）X 轴或Y 轴丝杆和主轴窜动过大：调整主轴轴向窜动，X 轴或Y 轴丝杆空隙能够用体系空隙主动补偿功用补偿;

（3）检视程序，务必使程序中的指令导程与图纸要求一致。

牙型不正确

车刀刀尖刃磨不正确；车刀装置不正确；车刀磨损。

（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，能够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）车刀装置不正确：装刀时用样板对刀，或者经过用百分表找正螺纹刀杆来装正螺纹刀。

（3）车刀磨损：依据车削加工的实际情况，合理选用切削用量，及时修磨车刀。

螺纹外表粗糙度大毛病剖析

（1）刀尖产生积屑瘤；

（2）刀柄刚性不行，切削时产生轰动；

（3）车刀径向前角太大；

（4）高速切削螺纹时，切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出，拉毛已加工牙侧外表；

（5）工件刚性差，而切削用量过大；

（6）车刀外表粗糙度差。

（1）用高速钢车刀切削时应下降切削速度，并正确挑选切削液；

（2）添加刀柄截面，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，***终一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm，并使切屑沿笔直轴线方向排出；

（5）挑选合理的切削用量；

（6）刀具切削刃口的外表粗糙度应比零件加工外表粗糙度值小2 —— 3 层次。

螺纹加工常见问题及解决方法

总归，车削螺纹时产生的毛病形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除毛病时要具体情况具体剖析，经过各种检测和确诊手法，找出具体的影响要素，采纳有效的解决方法。

在批量加工如图1所示的高温合金球形轴承内球面时，原编制工艺道路为：粗加工→去应力→精车内球面→内球面开安装槽→探伤→查验→油封。

为验证工艺，实验选用如图2所示高速钢尖刀（假定刀尖圆弧半径为零），前角为0o，刃倾角为0o，调整刀尖与车床主轴反转中心线等高，在新购精细数控车床上编程精车3件45钢制内球面φ19.15 0.0130 mm。

由于通用内径量具无法实施在线丈量内球面φ19.15 0.0130 mm，所以在车床上选用改制专用测具（见图3）检测，直径合格，经三坐标丈量机复检，直径合格，球面概括度差错为0.005mm（小于直径公役一半），合格。

但将零件材料改为高温合金GH605，刀具改为YW1硬质合金尖刀后，用与高速钢尖刀同样的切削条件试车3件，经三坐标查验全部不合格，原因是球面概括度差错为0.03～0.05mm，经仔细观察发现刀尖已磨损，且编程时没有选用刀尖圆弧半径补偿程序。为此，改用如图4所示SANDEVIK菱形可转位机夹硬质合金刀具VCMW070204加工，刀尖圆弧半径为rε=0.4mm，前角为0o，刃倾角为0o，调整刀尖与车床主轴中心线等高，选用刀尖圆弧半径补偿程序编程，加工了3件，经三坐标丈量查验，3件全部不合格，原因是球面概括度差错为0.015～0.02mm。至此，证明原工艺是不现实的。为了***、经济批量加工，改用了如下工艺道路：粗加工→去应力→精车内球面→内球面开装配槽→用外球面形状研磨具研磨内球面达图样要求→探伤→查验→油封。工艺改进后已成功加工出一批合格产品。

2.精车内球面概括度超差问题

早在数控车床没有普及的时代，用成型车刀精车之后再研磨的工艺办法成功地加工出如图5所示的球面上色量规（其技术要求是：环规按塞规上色修合，上色面积100%）。现在数控车床替代了一般车床，数字程序替代了原来成型车刀，却没有加工出图1所示的零件。现剖析如下：

（1）精细球面加工工艺基础。精细球面能够看作是精细半圆（见图6）绕经过该半圆圆心的剖分线反转一周构成的反转体。

在一般车床上用圆弧构成型样板刀加工时（见图7），样板刀圆弧半径是所车球的半径，样板刀圆弧刃的圆心有必要准确调整到车床主轴反转轴线上，且圆弧刃地点平面与车床主轴反转中心线等高共面，才干车出精细圆球面。为了完成以上条件，照顾到加工对刀便利，通常调整圆弧样板切削刃安装高度，使圆弧刃地点平面与车床主轴反转轴线等高（共面），再经过车削丈量车出球面直径，确保圆弧切削刃圆心坐落车床主轴反转中心线上。

当圆弧刃地点平面与车床主轴反转中心线共面但圆弧刃圆心与车床反转中心间隔不为零时，车出的球面就不圆，而是椭球（见图8）。

当圆弧刃平面平行于车床主轴反转中心线，但高于或低于车床反转轴线（即不共面）时，只要直径大于所车球面的水平截面圆直径，与圆弧刃构成的圆位置重合时，才有或许车成圆球，但此刻所车球面直径已大于要求直径（见图9）。

当圆弧构成型切削刃或数控刀尖车出的轨道圆弧（以下简称母线圆弧）地点平面平行于车床主轴反转中心线，但高于或低于车床主轴反转中心线（以下简称车床轴线）时，即便母线圆弧半径很准确且其圆心位置也准确坐落包括车床轴线的铅垂面内，假定图样要求球面半径为R，母线圆弧地点平面与车床轴线间隔为H，则车出的球面半径为（R2 H2）0.5mm，若为了确保球面半径R持续进刀，则车成椭球（见图10）。

总归，有必要确保母线圆弧半径和母线圆弧圆心准确调整到车床轴线上，且母线圆弧与车床轴线等高共面，才干车出预订半径的精细圆球，三者缺一不可。

（2）数控车床加工精细内球面。首要调整车刀安装高度使刀尖与数控车床轴线等高，当运用刀尖圆弧半径为零（假定理想刀尖）的车刀编程时，使刀尖走过的圆弧轨道半径等于球面半径；当运用刀尖圆弧半径不等于零的圆弧刀尖车刀加工时，运用刀尖圆弧半径补偿程序编程。对不具备刀尖圆弧半径主动补偿功用的经济型数控车床，假定图样要求球面半径为R，刀尖圆弧半径为rε，可选用刀尖圆弧圆心轨道编程，刀尖圆弧圆心编程半径为（R－rε）。这样切削球面时，圆弧切削刃逐点参加切削，母线圆弧半径R相当于半径为（R－rε）的圆等距rε后得出的（见图11）。

当刀尖与数控车床轴线不等高时，假如按母线圆弧圆心和车床轴线坐落同一铅垂面准则进刀，在不考虑其他原因的状况下车出的球面直径差错由公式（1）核算：

ΔR=(R2 H2)0.5－R （1）

式中，R为所车球面半径，H为刀尖走过的母线圆弧平面高于或低于车床轴线的间隔。当R=19.15÷2＝9.575（mm），ΔR=0.013÷2=0.006 5（mm）。由公式（1）核算出H=0.35mm。也就是说，当刀尖高于或低于车床轴线0.35mm时，车出的球面就超出公役带。在批量生产高温合金零件时，遍及运用可转位不重磨机夹刀片，经查阅SANDEVIK刀具手册，精度等级为M的刀片厚度公役为±0.13mm，假定地一次将切削刃调整到与车床轴线等高，那么，当替换刀片时，如不调整刀尖高度，***坏的状况是刀尖与车床轴线间隔为0.26mm，其小于0.35mm，可见独自由刀尖高度引起的球面差错不会超出公役带。

当刀尖高度与车床轴线等高时，在不考虑机床进给空隙影响时，刀尖圆弧半径差错是影响球面加工的直接要素。肯定的尖刀是不存在的，假定刀尖圆弧半径为零的车刀耐用度很低，不适合批量加工高温合金零件，选用刀尖圆弧半径补偿程序编程时，有必要输入刀尖圆弧半径数值，经查阅SANDEVIK刀具手册，仿形加工用圆弧切削刀具刀尖圆弧直径2rε公役为±0.02mm。而SANDEVIK刀片VCMW070204，刀尖圆弧半径为rε=0.4mm，没有给出公役，查国标GB2078—87，刀片VCMW070204刀尖圆弧半径为rε=0.4±0.10mm，数控系统主动将理想刀尖圆弧半径补偿到母线圆弧加工中，刀尖圆弧半径差错以1﹕1倍率影响到加工球面半径差错。经过作图与理论核算，能够算出，在图1所示轴向长度14mm范围内，包括在公役为0.006 5mm圆度公役带内理想圆弧半径为R=9.575±0.013 9mm，当不考虑其他要素影响，按刀尖圆弧圆心R=（9.575－0.4）mm编程时，刀尖圆弧半径有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm。由此可推理，尖刀加工，刀尖磨损后刀尖圆角半径有必要是rε≤0.013 9mm才有或许车出符合公役要求的内球面，当刀尖磨损至rε＞0.013 9mm时，将车出Z向偏长的椭圆形球面；假如运用圆弧刀尖刀具加工，刀具半径有必要控制在rε=0.4±0.013 9mm，而刀片VCMW070204的刀尖rε=0.4±0.10mm，不符合球面的精度加工要求。可见，独自由刀尖圆弧半径引起的球面加工直径差错已超出球形轴承内球面φ19.15 0.0130 mm的加工要求，假如运用刀片VCMW070204加工，有必要精修刀尖圆弧半径精度，使得rε＜0.013 9mm。

（3）进给丝杠螺母副空隙对加工球面的影响。现代数控车床遍及选用滚珠丝杠螺母副作为伺服进给执行元件，尽管滚珠丝杠螺母副进行了预紧，在受载及运转中不可避免会发生回程空隙。在编程时有必要引起注意，避免回程空隙引起形位差错。在加工图4所示零件时，能够选用一段程序从A点车到C点，但车刀在经过B点时，X轴进给由正向转换为反向，反向脉冲使丝杠反转，消除空隙所需的反转没有使车刀得到应有的X反向进给，形成AB段与BC段形状不对称（见图12），形成球面不圆。当回程空隙超越0.065mm时，车出的球面就超出

公役带。因此，当车削精细球面时，假如车床回程空隙超越零件公役1/3，有必要编两段程序，一段从A到B，另一段从C到B。这样避免了图12所示形状差错，但会发生如图13所示由Z轴进给反向形成的形状差错，尽管左右是对称的，但晦气于球形研磨东西定心。

为此，在编程时选用积极补偿的办法，使圆弧AB段、CB段Z向各少进给0.005mm（沿X向少进给0.000 001 3mm），即便AB、CB两端圆弧在B点相交，B点不再是圆的象限点，而是脱离象限点的圆上点，精车后椭球形状如图14所示。

合理选择与数控机床匹配的刀具

数控车床是一种高精度、***率的主动化机床装备多工位刀塔或动力刀塔，具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等杂乱工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功用，并能在批量出产中发挥杰出的作用。它集通用性好的全能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型一般车床的特色于一身，能很好地满意企业进步产品质量、下降出产本钱、进步经济效益的要求。所以数控车床是国内运用量蕞大、覆盖面***广的一种机床。在数控车床加工中，产品质量和劳动出产率在很大程度上遭到刀具的限制，尽管其车刀的切削原理与一般车床根本相同，可是如何依据加工零件的实际情况，合理选择和运用与数控车床匹配的刀具，是充分发挥数控车床功用和优势、确保加工精度、进步劳动效率以及操控加工本钱的关键。

1.零件剖析

客户要求加工的产品是轮轴盖（见图1），外形A、B两处现已加工好，内孔粗加工至90mm，产品的精度要求不是很高，形状也不太杂乱，但批量较大（每月8 000件）。材料为灰铸铁HT200，毛坯直径150mm，长40mm。技能要求：未注倒角为1×45°，未注公役按GB/T

1804―2000中m级加工。设备是用广州机床厂的GSK980T经济型数控车床，共6台。

2.原加工中存在的问题

原出产加工选用两把焊接式合金车刀，分别进行粗车、精车外圆、端面、内孔的加工。焊接式合金刀易磨损，一般适合于粗车，轮轴盖零件用的材料是铸铁，表皮较硬，刀具易磨损。刃磨精度得不到确保，且占用时刻长，还会使被加工轮轴盖零件的外表精度大大下降。换刀需求整刀换，添加了刀具本钱。GSK98T刀架不能按加工要求主动装、卸刀，需求人工换刀。因***销钉受力不均匀等原因，螺纹也简单损坏，并且是用两把刀，精度得不到确保，费时较多。加工过程中需求频频旋转刀架换刀，导致刀架很简单磨损，***精度出现差错，还简单出现毛病（均匀4天一台）。机床厂的修理人员多次***修理也不能处理问题，造成停产及修理费用添加。由于换刀后需从头对刀、试车、调试的辅助时刻添加，且两把刀加工、刀架主动换刀和空运行行程时刻也较长，对加工效率造成很大的影响。硬质合金刀具优点

3.改善刀具的依据

经过剖析、研讨刀具结构、工艺规划、程序编写等方面问题，以为本来所运用的刀具非常需求改善，具体考虑如下。

（1）选用标准化刀具，改为机夹可转位车刀。由于轮轴盖是批量出产，数控车刀应选用机夹可转位车刀，原因在于：①精度高。确保刀片重复***精度高，便利***，确保刀尖方位精度，这样刀尖磨损不需求换整刀而只需换刀片就行。②可靠性高。结构可靠的车刀，选用复合式夹紧结构以习惯刀架快速移动和换位以及整个主动切削过程中不会松动。迅速替换不同形式的切削部件，完结多种切削加工，进步出产效率。③刀具本钱低。由于是批量出产，且刀片可替换，尽管机夹刀可转位刀片贵一些，但刀具的本钱不会添加，反而下降，并且更经用。

（2）优化刀具结构。尽可能用少的刀具加工出工件上部分或大部分待加工外表，以减少装夹差错，进步加工外表的相互方位精度。在刀的结构上假如能把加工轮轴盖的两把刀合并成装在“一把刀”把上进行加工，则①不旋转刀架。只要“一把刀”在加工，那就不需求旋转刀架，刀架就不会由于磨损而影响精度，更不会引发停产、修理等问题。②维护***销钉。“一把刀”***只需求一组***销钉，并且假如用了标准化刀具，换刀只松、紧刀尖的***螺丝，不必松、紧刀架的***销钉装、拆刀杆，刀架的***销钉不会被损坏。

（3）若将选用标准化刀具和优化刀具结构合二为一，则不会存在占机时刻长的问题。由于：①选用标准化机夹可转位刀具，当刀片上的一个切削刃磨钝后，其刀片的装拆和转位都很便利、快捷，不需刃磨即可用新的切削刃持续加工，还大大进步了刀杆的利用率。只需快速做简单的对刀，编制程序时作恰当的处理就能够了。②选用优化刀具结构方案，两个刀尖相隔必定比本来两把刀刀尖的距离近，换刀和空运行的时刻大大缩短，再结合加工工艺、程序编写，规划***短的空行、切削进给道路，可有用进步出产效率，下降刀具损耗。

4.改善后的刀具

自己经过以上剖析、研讨，依据现有的认识和加工条件，从刀具结构的规划、工艺处理、程序的编制等方面去处理了轮轴盖零件加工中存在的问题，具体方法如下。

（1）将两把机加刀合为一把机夹刀。刀杆经热处理，用螺丝固定刀尖A、B，这样“一把刀”相同能够完结本来两把刀的工作，并且装、卸“一把刀”比本来两把刀省时一半。

（2）用改善后的刀具加工时无须转化刀架，很好地处理了由于要频频旋转刀架换刀所带来的毛病和修理问题。

（3）刀具磨损后只需求松开螺丝将不重磨刀片转过恰当视点或替换，做简单的刀补行程修正即可持续加工，大大进步了效率。

5.加工中的注意事项

（1）将不重磨刀片A、B用螺丝固定在左、右两边，要确保两刀片尖在同一平面上。

（2）编写程序时有必要要以A、B两个刀尖为两个***刀位点设两组刀补（01、02），在转化刀尖执行时刀具要离开工件必定距离，避免刀具和工件发生碰撞。

（3）刀具每班要转动一次，以确保刀架的锁紧力。

6.程序的编写

编写的程序及说明如附表所示。

程序内容及说明

程序内容 程序说明

O1212 程序名

G00X100Z100 ***到起刀点

T0101M3S200 调用地一组刀补A号刀尖

G00X150Z0

加工端面

G01X80F80

G00X150Z5 ***到（150，5）

G71U1R0.5 加工φ145mm外圆及倒角

G71P1Q2U0W0F100

N1G00X143

G01Z0

X145Z-1

Z-16

G00X100Z100T0101 回到起刀点取消地一组刀补

T0102M3S250 调用第二组刀补B号刀尖

G00X80Z5

G71U1R0.5 粗加工φ112mm与φ98mm内孔与倒角

G71P3Q4U-0.5W0F80

N3G00X114

G01Z0F50

X112Z-1

Z-11

X100

X98Z-11

N4Z-48

G70P3Q4 精加工N3-N4段内容

G00X100Z100T0102 回到起刀点取消第二组刀补

M30 程序完毕