关于数控车床螺纹加工出现的三大问题和解决方

螺纹在数控车床中加工的原理
数控车削螺纹与普通车床车螺纹有着很大的区别,普通车床是通过齿轮机械传递与丝杠联动后车削,即主轴每转一转,刀架移动一个螺纹的导程,在整个螺纹加工过程中这条传动链不能断开,否则会乱扣。而数控车削是通过主轴上安装的编码器发出脉冲信号进入数控系统,有数控系统进行运算控制,发出指令控制伺服电机通过滚珠丝杠控制刀具进行移动,实现螺纹的车削,为了让螺纹车削在多走刀时不乱扣,通过检测脉冲信号来控制螺纹的起始加工位置,当程序加工开始时,主轴旋转,刀具等待主轴编码器发出同步信号(零位信号)后,进行车削运动,那么车削第二刀螺纹时,刀具回到上次车削的起始点位置,还是等待接收到同步信号(零位信号)后再次车削,这样车削螺纹始终在同一螺旋线上,所以不会产生乱扣现象。
螺纹车削装刀对刀中存在的问题
(1)首次车削装夹刀具
在首次装夹螺纹刀时会产生螺纹刀刀尖与工件回转中心不等高现象,一般常见于焊接刀,由于制造粗糙,刀杆尺寸不精确,中心高需加垫片进行调整,中心高低影响刀具车削后的实际几何角度。装刀时刀尖角装偏,易产生螺纹牙型角误差,产生齿形歪斜。螺纹刀伸出过长,加工时会产生震刀,影响螺纹表面粗糙度。
(2)粗精车刀对刀
在加工高精度螺纹及梯形螺纹过程中,需用两把螺纹刀粗精车分开,两把刀对刀产生偏移大(特别是Z向)会使螺纹中径变大产生报废。
(3)修复工件对刀
修复工件对刀由于二次装夹工件,修复的螺旋线与编码器一转信号发生了变化,再次修复加工时会产生乱扣。
解决问题的方法
(1)螺纹刀刀尖必须与工件回转中心保持等高,刀具刃磨后用对刀样板靠在工件轴线上进行对刀,保持刀尖角安装正确。如使用数控机夹刀具,由于刀杆制造精度高,一般只要把刀杆靠紧刀架的侧边即可。
(2)粗精加工螺纹刀对刀采用设定某一点为基准点,采用通常方法对刀即可,在实际的对刀过程中采用试切法只要稍加调整一下刀补。
(3)在螺纹加工中,如出现刀具磨损或者崩刀的现象,需重新刃磨刀具后对刀,工件未取下修复,只需把螺纹刀安装的位置与拆下前位置重合在一起,这等同于同一把车刀加工。
(4)如修复已拆下的工件,这时确定加工起点位置才能进行修复加工工作,如何确定加工起点与一转信号位置,首先可用试验棒进行表面深为0.05~0.1mm的螺纹车削(所有参数与需加工螺纹参数相同),Z值为距螺纹起点右端面整数螺纹导程距离值,表面刻出螺旋线,确定螺纹车削起点,并在卡盘圆表面相应位置刻线标记(即使刻线和试验棒上螺旋起点同一轴向剖面内)。目的是使信号位置被记录下来,卸下试验棒,装夹上要车削或修复的螺纹工件,对刀时先将刀具转到加工位置,再将车刀移至卡盘刻线部位,转动卡盘,使刻线对准车刀主切削刃,然后主轴不转动,移动刀尖至任意一个完整螺纹槽内,记下对应Z向绝对坐标,最后计算车刀Z向定位起点坐标,根据计算结果修改程序中起点Z向坐标。公式为z′=z+(n+2)t,n为当前刀具所在螺纹槽到螺纹起点的螺纹槽的个数,t为螺距。
例:设当前z值为-10,n为2,t为3,则
z′=z+(n+2)t=2
新加工起点Z向为2。
车削螺纹过程中装刀和对刀至关重要,特别是二次车削(修复)螺纹,要在已有螺纹沟槽基础上进行螺纹车削,其关键就是要实现加工时保证主轴零位信号位置与工件上已有螺纹螺旋线的起点相一致。
排障原则
主要包括以下几个方面:
1)充分调查故障现象,首先对操作者的调查,详细询问出现故障的全过程,有些什么现象产生,采取过什么措施等。然后要对现场做细致的勘测;
2)查找故障的起因时,思路要开阔,无论是集成电器,还是和机械、液压,只要有可能引起该故障的原因,都要尽可能全面地列出来。然后进行综合判断和优化选择,确定最有可能产生故障的原因;
3)先机械后电气,先静态后动态原则。在故障检修之前,首先应注意排除机械性的故障。再在运行状态下,进行动态的观察、检验和测试,查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的,必须先排除危险后,方可通电。
故障诊断要求
除了丰富的专业知识外,进行数控故障诊断作业的人员需要具有一定的动手能力和实践操作经验,要求工作人员结合实际经验,善于分析思考,通过对故障机床的实际操作分析故障原因,做到以不变应万变,达到举一反三的效果。完备的维修工具及诊断仪表必不可少,常用工具如螺丝刀、钳子、扳手、电烙铁等,常用检测仪表如万用表、示波器、信号发生器等。除此以外,工作人员还需要准备好必要的技术资料,如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。
故障处理的思路
不同数控系统设计思想千差万异,但无论那种系统,它们的基本原理和构成都是十分相似的。因此在机床出现故障时,要求维修人员必须有清晰的故障处理的思路:调查故障现场,确认故障现象、故障性质,应充分掌握故障信息,做到“多动脑,慎动手”避免故障的扩大化。根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度,并列出故障部位的全部疑点。准备必要的技术资料,比如机床说明书,电气控制原理图等,以此为基础分析故障原因,制定排除故障的方案,要求思路开阔,不应将故障局限于机床的某一部分。在确定故障排除方案后,利用示万用表、示波器等测量工具,用试验的方法验证并检测故障,逐级定位故障部位,确认出故障属于电气故障还是机械故障,是系统性的还是随机性的,是自身故障还是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后问题会马上迎刃而解。
故障处理方法
数控机床的数控系统是数控机床的核心所在,它的可靠运行,直接关系到整个设备运行的正常与否。下面总结提炼出一些判断与排除数控机床故障的方法。
1.充分利用数控系统硬件、软件报警功能。
在现代数控系统中均设置有众多的硬件报警指示装置,设置硬件报警指示装置有利于提高数控系统的可维护性。数控机床的CNC系统都具有自诊断功能。在数控系统工作期间,能够适时使用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障,就会立即将故障以报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯。而且这种自诊断功能还能够将故障分类报警。
2.数控机床简单故障报警处理的方法。
通常,数控机床具有较强的自警功能,能够随时监控系统硬件和软件的工作状态,数控机床的大部分故障能够出现报警提示,可以根据故障提示,确定机床的故障,及时处理、排除故障,提高机床完好率和使用效率。
