发布时间 : 星期二 文章螺纹研究毕业设计0427更新完毕开始阅读0f12b8a80029bd64783e2ccf
数控车床螺纹加工及对刀方法的研究
6
2.3.4 加工流程
主轴转一圈,编码器C相产生一个零位脉冲同步信号,在每次开始进刀切削前,扫描C相同步信号。数控系统检测到C相信号到来时开始切削,否则处于等待状态。这样就保证每次切削的初始位置在被加工工件圆周的某一定点位置上,防止了多次切削乱扣现象发生。
对多头螺纹的切削,可以将A相信号与C相信号结合起来进行多头的分度。主轴转一圈A相输出N个脉冲,若切削k头螺纹,则按N/k分度。其具体实施是,一条螺纹以C相信号作为切削开始点切削完成后,切削第二条螺纹时,扫描到C相信号后,再接着扫描A相信号的第N/k个脉冲,以此位置作为第二条螺纹的切削开始点。以此类推,切削k条螺纹时,依据C相信号和A相的(k-1)*(N/k)个脉冲处作为切削开始点,直到k条螺纹全部切削完成。
主轴脉冲发生器与主轴同步旋转,数控系统可根据螺纹导程t和主轴脉冲信号,控制刀具在Z方向进给,以确保主轴转一圈,刀具在Z向进给一个螺距,其原理是将对应主轴每转的编码器A相脉冲数N与对应螺距t所需的进给脉冲当量数L的比值N/L(由数控系统计算)作为计数常数,存入计数器中。车削螺纹时主轴旋转,数控系统每接受到主轴编码器送来的(N/L)值个A相脉冲,就发出一个进给脉冲,使刀具沿z方向进给t/L,这样就实现了主轴转一圈,螺纹车刀精确地z向进给一个螺距。
数控车床进行螺纹加工时,车床主轴以某一固定速度带动工件旋转,数控系统根据螺纹切削工艺流程首先将刀架移动到某一固定坐标位置, 然后发出X方向切削进给命令开始螺纹加工工作循环。
2.4车削螺纹时常见故障及解决方法
（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，改变了车刀与工件的中心高度(工件被抬高了)，形成切削深度突增，出现
数控车床螺纹加工及对刀方法的研究
7
啃刀，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。 （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。
2.4.1 乱扣故障分析及解决方法：
原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造成的。
（1）当车床丝杠螺距与工件螺距比值不成整倍数时如果在退刀时，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来退刀，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，就不会出现乱扣，这样就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。 2.4.2 螺距不正确故障分析及解决方法：
（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）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： 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造成啮合不良。 溜板箱燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定。 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
数控车床螺纹加工及对刀方法的研究
8
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。
出现竹节纹原因是从主轴到丝杠之间的齿轮传动有周期性误差引起的，如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身，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，可以修换有误差或磨损的齿轮 中径不正确故障分析及解决方法：
原因是吃刀太大，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。解决方法是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。 螺纹表面粗糙故障分析及解决方法：原因是车刀刃口磨得不光洁，切削液不适当，切削速度和工件材料不适合以及切削过程产生振动等造成功。解决方法是：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。
数控车床螺纹加工及对刀方法的研究
9
3 常用的数控机床对刀方法研究
3.1 数控机床对刀原理分析
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，刀尖位置比工件的出中心高1％D左右（D表示被加工工件直径）。 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（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，可使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。 普通螺纹的对刀方法有试切法对刀和对刀仪自动对刀，可以直接用刀具试切对刀，也可以用G50设置工件零点，用工件移设置工件零点进行对刀。螺纹加工对刀要求不是很高，特别是Z向对刀没有严格的限制，可以根据编程加工要求而定。
对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。
仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加工程序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件（下面的论述是以FANUC OiMate数控系统为例）等。
一般来说，零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编程员根据零件的设计图纸，选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此又称作工件原点。
数控车床通电后，须进行回零（参考点）操作，其目的是建立数控车床进行位置测量、控制、显示的统一基准，该点就是所谓的机床原点，它的位置由机床位置传感器决定。由于机床回零后，刀具（刀尖）的位置距离机床原点是固定不变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。
在图3-1中，O是程序原点，O'是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。