公差与配合100问

1. 什么称为公差?

答:允许零件尺寸和几何参数的变动量就称为公差。

2. 什么称为尺寸?

答:用特定单位表示长度值的数字。

3. 什么称为基本尺寸?

答:使设计给定的尺寸。

4. 什么称为实际尺寸?

答:是通过测量获得的尺寸。

5. 什么称为极限尺寸?

答:是指允许尺寸变化的两个极限值。

6. 什么称为最大实体状态(简称MMC)和最大实体尺寸?

答:最大实体状态系指孔或轴在尺寸公差范围内,具有材料量最多时的状态。在此状态下的尺寸,称为最大实体尺寸,它是孔的最小极限尺寸和轴的最大极限尺寸的统称。

7. 什么称为最小实体状态(简称LMC)和最小实体尺寸?

答:最小实体状态系指孔或轴在尺寸公差范围内,具有材料最少时的状态。在此状态下的尺寸,称为最小实体尺寸,它是孔的最大极限尺寸和轴的最小极限尺寸的统称。

8. 什么称为作用尺寸?

答:在配合面的全长上,与实际孔内接的最大理想轴尺寸,称为孔的作用尺寸。与实际轴外接的最小理想孔的尺寸,称为轴的作用尺寸。

9. 什么称为尺寸偏差?

答:是指某一个尺寸减其基本尺寸所得的代数差。

10.什么称为尺寸公差?

答:是指允许尺寸的变动量。

11.什么称为零线?

答:在公差与配合图解(简称公差带图)中,确定偏差的一条基准直线,即零偏差线。

12.什么称为公差带?

答:在公差带图中,由代表上、下偏差的两条直线所限定的一个区域。

13.什么称为基本偏差?

答:是用来确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差,一般指靠近零线的那个偏差。当公差带位于零线上方时,其基本偏差为下偏差;位于零线下方时,其基本偏差为上偏差。见图1


14.什么称为标准公差?

答:国标规定的,用以确定公差带大小的任一公差。

15.什么称为配合?

答:是指基本尺寸相同的、互相结合的孔和轴公差带之间的关系。

16.什么称为基孔制?

答:是基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成

种配合的一种制度。

17.什么称为基轴制?

答:是基本偏差为一定的轴的公差带,与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。

18.什么称为配合公差?

答:是允许间隙的变动量,它等于最大间隙与最小间隙之代数差的绝对值,也等于互相配合的孔公差带与轴公差带之和。

19.什么称为间隙配合?

答:孔的公差带完全在轴的公差带之上,即具有间隙的配合(包括最小间隙等于零的配合)。

20.什么称为过盈配合?

答:孔的公差带完全在轴的公差带之下,即具有过盈的配合(包括最小过盈等于零的配合)。

21.什么称为过渡配合?

答:在孔与轴的配合中,孔与轴的公差带互相交迭,任取其中一对孔和轴相配,可能具有间隙,也可能具有过盈的配合。

22.基孔制配合为H11/c11或基轴制基孔制配合为C11/h11时,优先配合特性是什么?

答:间隙很大,用于很松的、转动很慢的动配合;要求大公差与大间隙的外露组件;要求装配方便的很松的配合。相当于旧国标的D6/dd6。

23.基孔制配合为H9/d9或基轴制基孔制配合为D9/h9时,优先配合特性是什么?

答:间隙很大的自由转动配合,用于精度非主要要求时,或有大的温度变动、高转速或大的轴颈压力时。相当于旧国标D4/de4。

24.基孔制配合为H8/f7或基轴制基孔制配合为F8/h7时,优先配合特性是什么?

答:间隙不大的转动配合,用于中等转速与中等轴颈压力的精确转动;也用于装配较易的中等定位配合。相当于旧国标D/dc。

25.基孔制配合为H7/g6或基轴制基孔制配合为G7/h6时,优先配合特性是什么?

答:间隙很小的滑动配合,用于不希望自由转动、但可自由移动和滑动并要求精密定位时,也可用于要求明确的定位配合。相当于旧国标D/db。

26.基孔制配合为H7/h6; H8/h7;H9/h9; H11/h11或基轴制基孔制配合为H7/h6; H8/h7; H9/h9; H11/h11时,优先配合特性是什么?

答:均为间隙定位配合,零件可自由装拆,而工作时一般相对静止不动。在最大实体条件下的间隙为零,在最小实体条件下的间隙由公差等级决定。H7/h6相当于旧国标D/d;H8/h7相当于旧国标D3/d3;H9/h9相当于旧国标D4/d4;H11/h11相当于旧国标D6/d6。

27.基孔制配合为H7/h6或基轴制基孔制配合为K7/h6时,优先配合特性是什么?

答:过渡配合,用于精密定位。相当于旧国标D/gc。

28.基孔制配合为H7/n6或基轴制基孔制配合为N7/h6时,优先配合特性是什么?

答:过渡配合,允许有较大过盈的更精密定位。相当于旧国标D/ga。

29.基孔制配合为H7/p6或基轴制基孔制配合为P7/h6时,优先配合特性是什么?

答:过盈定位配合,即小过盈配合,用于定位精度特别重要时,能以最好的定位精度达到部件的刚性及对中性要求,而对内孔随压力无特殊要求,不依靠配合的紧固性传递摩擦负荷。相当于旧国标D/ga~D/jf。其中H7小于或等于3mm为过渡配合。

30.基孔制配合为H7/s6或基轴制基孔制配合为S7/h6时,优先配合特性是什么?

答:中等压入配合,适用于一般钢件;或用于薄壁件的冷缩配合,用于铸铁件可得到最紧的配合,相当于旧国标D/je。

31.基孔制配合为H7/u6或基轴制基孔制配合为U7/h6时,优先配合特性是什么?

答:压入配合,适用于可以随大压入力的零件或不宜承受大压入力的冷缩配合。

32.轴的基本偏差为a;b时,配合特性是什么?

答:属间隙配合,可得到特别大的间隙,很少应用。

33.轴的基本偏差为c时,配合特性是什么?

答:属间隙配合,可得到很大的间隙,一般适用于缓慢、松弛的动配合。用于工作条件较差(如农业机械),受力变形,或为了便于装配,面必须保证有较大的间隙时。推荐配合为H11/c11,其较高级的配合,如H8/c7适用一轴在高温工作的紧密动配合,例如内燃机排气阀和导管。

34.轴的基本偏差为d时,配合特性是什么?

答:属间隙配合,配合一般用于IT7~IT11级,透用于松的转动配合,如密封盖、滑轮、空转带轮等与轴的配合。民适用于大直径滑动轴承配合,如透平机、球磨机、轧滚成型和重型弯曲机及其他重型机械中的一些滑动支承。

35.轴的基本偏差为e时,配合特性是什么?

答:属间隙配合,多用于IT7~IT9级,通常适用于要求有明显间隙,易于转动的支承配合,如大跨距、多支点支承等,高等级的e轴适用于大型、高速、重载支承配合,如蜗轮发电机、大型电动机、内燃机、凹轮轴及摇臂支承等。

36.轴的基本偏差为f时,配合特性是什么?

答:属间隙配合,多用于IT6~IT8级的一般转动配合。当温度影响不大时,被广泛用于普通润滑油(脂)润滑的支承,如齿轮箱、小电动机、泵等的转轴与滑动支承的配合。

37.轴的基本偏差为g时,配合特性是什么?

答:属间隙配合,配合间隙很小,制造成本高,除很轻负荷的精密装置外,不推荐用于转动配合。多用于IT5~IT7级,最适合不回转的精密滑动配合,也用于插销等定位配合,如精密连杆轴承、活塞、滑阀及连杆销等。

38.轴的基本偏差为h时,配合特性是什么?

答:属间隙配合,多用于IT4~IT11级。广泛用于无相对转动的零件,作为一般的定位配合,若没有温度变形影响,也用于精密滑动配合。

39.轴的基本偏差为js时,配合特性是什么?

答:属过渡配合,为完全对称偏差(+IT/2)。平均为稍有间隙的配合,多用于IT4-7级,要求间隙比h轴小,并允许略有过盈的定位配合(如联轴器),可用手或木锤装配。

40.轴的基本偏差为k时,配合特性是什么?

答:属过渡配合,平均为没有间隙的配合,适用于IT4-IT7级。,推荐用于稍有过盈的定位配合,倒台为了消除振动用的定位配合。一般用木锤装配。

41.轴的基本偏差为m时,配合特性是什么?

答:属过渡配合,平均为具有小过渡配合。适用IT4I-T7级,用锤或压力机装配,通常推荐用于紧密的组件配合。H6/n5配合时为过盈配合。

42.轴的基本偏差为n时,配合特性是什么?

答:属过渡配合,平均过盈比m轴稍大,很少得到间隙,适用IT4-IT7级,用锤或压力机装配,通常推荐用于紧密的组件配合。H6/n5配合时为过盈配合。

43.轴的基本偏差为p时,配合特性是什么?

答:属过盈配合, 与H6或H7配合时是过盈配合,与H8孔配合时则为过渡配合。对非铁类零件,为较轻的压入配合,当需要时易于拆卸。对钢、铸铁或铜、钢组件装配是标准压入配合。

44.轴的基本偏差为r时,配合特性是什么?

答:属过盈配合, 对铁类零件为中等的入配合,对非铁类零件,为轻打入的配合,当需要时可以拆卸。与H8孔配合,直径在100mm以上时为过盈配合,直径小时为过渡配合。

45.轴的基本偏差为s时,配合特性是什么?

答:属过盈配合, 用于钢和铁制零件的永久性和半永久装配。可产生相当大的结合力。当用弹性材料,如轻合金时,配合性质与铁类零件的P轴相当。例如套环压装在轴上、阀座等配合。尺寸较大时,为了避免损伤配合表面,需有热胀或冷缩法装配。

46.轴的基本偏差为t;u;v;x;y;z时,配合特性是什么?

答:属过盈配合,过盈量依次增大,一般不推荐。

47.什么情况下选用基轴制?

答:直接使用按基准轴的公差带制造的有一定公差等级(—般为8至11级)而不再进行机械加工的冷拔钢材做轴。这时,可以选择不同的孔公差带位置来形成各种不同的配合需求。在农业机械和纺织机械中,这种情况比较多。

加工尺寸小于1mm的精密轴要比加工同级的孔困难得多,因此在仪器仪表制造、钟表生产、无线电和电子行业中,通常使用经过光轧成形的细钢丝直接做轴,这时选用基轴制配合要比基孔制经济效益好。

从结构上考虑,周一根轴在不同部位与几个孔相配合,并且各自有不同的配合要求,这时应考虑采用基轴制配合。

48.与标准件如何配合?

答:若与标准件配合,应以标准件为基准件确定配合制。

例如,在滚动轴承支撑结构中,滚动轴承外圈与箱体孔的配合应采用基轴制,轴承内圈与轴颈的配合应该采用基孔制,箱体孔按J7制造,轴颈按k6制造。

49.研磨加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT1~IT5。

50.衍磨加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT4~IT7。

51.金刚石车加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT5~IT7。

52.金刚石镗加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT5~IT7。

53.圆磨加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT5~IT8。

54.平磨加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT5~IT8。

55.拉削加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT5~IT8。

56.精车精镗加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT7~IT9。

57.铰孔加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT6~IT10。

58.铣削加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT8~IT11。

59.刨、插加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT10~IT11。

60.滚压、挤压加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT10~IT11。

61.粗车加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT10~IT12。

62.粗镗加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT10~IT12。

63.钻削加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT10~IT13。

64.冲压加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT10~IT14。

65.砂型铸造加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT14~IT15。

66.金属型铸造加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT14~IT15。

67.锻造加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT15~IT16。

68.气割加工方法,应取公差等级什么范围?

答:应取IT15~IT18。

69.确定基本偏差有几种方法?

答:确定基本偏差的方法有三种:试验法、计算法和类比法。

70.什么称为试验法?

答:试验法就是应用试验的方法确定满足产品工作性能的配合种类,主要用于如航天、航空、国防、核工业以及铁路运输行业中一些关键性机构中,对产品性能影响大而又缺乏经验的重要、关键性的配合。该方法比较可靠。其缺点是需进行试验,成本高、周期长。较少应用。

71.什么称为计算法?

答:计算法是根据使用要求通过理论计算来确定配合种类。其优点是理论依据充分,成本较试验法低,但由于理论计算不可能把机器设备工作环境的各种实际因素考虑得十分周全,因此设计方案不如通过试验法确定的准确。例如,用计算法确定滑动轴承间隙配合的配合种类时,根据液体润滑理论可以计算其允许的最小间隙,据此从标准中选择适当的配合种类;用计算法确定完全靠过盈传递负荷的过盈配合种类时,根据要传递负荷的大小,按弹、塑性变形理论,可以计算出需要的最小过盈,据此选择合适的过盈配合种类,同时验算零件材料强度是否能够承受该配合种类所产生的最大过盈。由于影响配合间隙、过盈的因素很多,理论计算只能是近似的。

72.什么称为类比法?

答:类比法就是以与设计任务同类型的机器或机构中经过生产实践验证的配合作为参考,并结合所设计产品的使用要求和应用条件的实际情况来确定配合。该方法应用最广,但要求设计人员掌握充分的参考资料并具有相当的经验。用类比法确定配合时应考虑的因素如下:

受力大小。受力较大时,趋向偏紧选择配合,即应适当地增大过盈配合的过盈量,减小间隙配合的间隙量,选用获得过盈的概率大的过渡配合。

拆装情况和结构特点。对于经常拆装的配合,与不经常拆装的任务相同的配合相比,其配合应松些。装配困难的配合,也应稍松些。

结合长度和形位误差。配合长度越长,由于形位误差的存在,与结合长度短的配合相比,实际形成的配合越紧。因此,宜选用适当松一些的配合。

材料、温度。当相配件的材料不同(线性膨胀系数相差较大)且工作温度与标准温度+20 ℃相差较大时,要考虑热变形的影响。装配变形的影响。

73.公差等级为5级时,应用在哪些场合?

答:主要用在配合公差、形位公差要求甚小的场合,配合性质稳定,一般在机床、发动机、仪表等重要部位应用。如与D 级滚动轴承配合的箱体孔;与E级滚动轴承配合的机床主轴,机床尾架与套筒,精密机械及高速机械中的轴颈,精密丝杠径等。

74.公差等级为6级时,应用在哪些场合?

答:配合性质能达到较高的均匀性,如与E级滚动轴承相配合的孔、轴颈;与齿轮、蜗轮、联轴器、带轮、凸轮等连接的轴径,机床丝杠轴径;摇臂钻立柱;机床夹具中导向件的外径尺寸;6级精度齿轮的基准孔,7、8级齿轮基准轴。

75.公差等级为7级时,应用在哪些场合?

答:7级精度比6级稍低,应用条件与6 级基本相似,在一般机械制造中应用较为普遍。如联轴器、带轮、凸轮等孔径;机床夹盘座孔,夹具中固定钻套,可换钻套;7、8级齿轮基准孔,9、10级齿轮基准轴。

76.公差等级为8级时,应用在哪些场合?

答:在机器制造中属于中等精度。如轴承座衬套沿宽度方向尺寸,9~12级齿轮基准孔;11~12级齿轮基准轴。

77.公差等级为9~10级时,应用在哪些场合?

答:主要用于机械制造中轴套外径与孔;操纵件与轴;空轴带轮与轴;单键与花键。

78.公差等级为11~12级时,应用在哪些场合?

答:配合精度很低,装配后可能产生很大间隙,适用于基本上没有什么配合要求的场合。如机床上法兰盘与止口;滑快与滑移齿轮;加工中工序间尺寸;冲压加工的配合件;机床制造中的扳手孔与扳手座的连接

79.间隙配合在实际的设计中如何选用?

答:见图2

起重机吊钩的铰链 带榫槽的法兰盘 内燃机的排气阀和导管


滑轮与轴的配合内燃机主轴的配合


齿轮轴套与轴的配合 钻套与衬套的配合

图 2


80.过渡配合在实际的设计中如何选用?

答:见图3

车床尾座的顶尖套筒的配合带轮与轴的配合


刚性联轴节的配合蜗轮青铜轮缘与轮辐的配合

图 3


81.过盈配合在实际的设计中如何选用?

答:见图4

图4


82.零件图上线性尺寸公差如何标注?

答:见图5


图 5


83.装配图上线性尺寸公差如何标注?

答:见图6

图 6


84.标准件线性尺寸公差如何标注?

答:见图7

图 7


85.线性尺寸公差标注有什么要求?

答:公差代号与基本尺寸数字同高。

采用极限偏差标注线性尺寸公差时,上下偏差数字比基本尺寸数字小一号,且上下偏差小数点位数必须对齐,并标出正负号。

其中一个偏差为零,可用“0”标出,并与另一个偏差个位数对齐。

下偏差底线与基本尺寸注在同一底线上。

当上下两偏差数值相等时,偏差只注写一次,并在偏差与基本尺寸之间注“+/-”号,且二者字号相同。

86.什么称为圆锥配合?

答:基本圆锥相同的内、外圆锥直径之间,由于结合不同所形成的相互关系。圆锥配合的配合特征是通过相互结合的内、外圆锥规定的轴向位置来形成间隙或过盈。间隙或过盈是在垂直于圆锥表面方向起作用,但按垂直于圆锥轴线方向给定并测量;对锥度小于或等于1:3的圆锥,垂直于圆锥表面与垂直于圆锥轴线给定的数值之间的差异可忽略不计。按确定相结合的内、外圆锥轴向位置的不同方法,圆锥配合分为结构型圆锥配合和位移型圆锥配合两种类型。

87.什么称为结构型圆锥配合?

答:由结构本身或结构尺寸来确定内、外圆锥相对轴向位置而获得的配合。

88.什么称为位移型圆锥配合?

答:规定轴向位移或产生轴向位移的轴向力的大小来确定内、外圆锥相对轴向位置而获得的配合。

89.标准公差系列由哪三项内容组成?

答:由公差等级、公差单位和基本尺寸分段。

90.什么称为一般公差?

答:是指在车间普通工艺条件下机床设备一般加工能力可达到的公差。

91.GB/T1804-1992为线性尺寸的一般公差规定了什么?

答:规定了f、m、c和v共4个公差等级,字母f表示精密级,m表示中等级,c表示粗糙级,v表示最粗级。公差等级f、m、c和v分别相当于IT12、IT14、lt16和IT17。

92.什么是线性尺寸一般公差的极限偏差数值表?

答:见表1

表 1


93.什么是倒圆半径和倒角高度的极限偏差数值表?

答:见表2

表 2


94.间隙配合时要注意什么?

答:基准孔H(或基准轴h)与相应公差等级的轴a~h(或孔A~H)形成间隙配合,共11种,其中

H/a(或A/h)组成的间隙最大,H/h的配合间隙最小。

H/a(A/h)、H/b(B/h)、H/c(C/h)配合,这3种配合的间隙很大,不常使用。一般用在工作条件较差,要求灵活动作的机械上,或用于受力变形大,轴在高温下工作需保证有较大间隙的场合。

H/d(D/h)、H/e(E/h)配合,这两种配合间隙较大,用于要求不高易于转动的支撑。其中H/d(D/h)适用于较松的传动配合,如密封盖、滑轮和空转带轮等与轴的配合。也适用于大直径滑动轴承的配合,如球磨机、轧钢机等重型机械的滑动轴承,适用于IT7~IT11级。例如滑轮与轴的配合。

H/f(F/h)配合,这个配合的间隙适中,多用于IT7~IT9的一般传动配合,如齿轮箱、小电动机、泵等的转轴及滑动支撑的配合。

H/g(G/h)配合,此种配合间隙很小,除了很轻负荷的精密机构外,一般不用做转动配合,多用于IT5 ~IT7级,适合于作往复摆动和滑动的精密配合。例如钻套与衬套的配合.

H/h配合,这个配合的最小间隙为零,用于IT4~IT11级,适用于无相对转动而有定心和导向要求的定位配合,若无温度、变形影响,也用于滑动配合,推荐配合H6/h5、H7/h6、H8/h7、H9/h9和H11/h11。

95.过渡配合时要注意什么?

答:基准孔H与相应公差等级轴的基本偏差代号j~n形成过渡配合(n与高精度的孔形成过盈配合)。

H/j、H/js配合,这两种过渡配合获得间隙的机会较多,多用于IT4~IT7级,适用于要求间隙比h小并允许略有过盈的定位配合,如联轴节、齿圈与钢制轮毂以及滚动轴承与箱体的配合等。

H/k配合,此种配合获得的平均间隙接近于零,定心较好,装配后零件受到的接触应力较小,能够拆卸,适用于IT4~IT7级,如刚性联轴节的配合。

H/m、H/n配合,这两种配合获得过盈的机会多,定心好,装配较紧,适用于IT4~IT7。

96.过盈配合时要注意什么?

答:基准孔H与相应公差等级轴的基本偏差代号p~zc形成过盈配合(p、r与较低精度的H孔形成过渡配合)。

H/p、H/r配合,这两种配合在高公差等级时为过盈配合,可用锤打或压力机装配,只宜在大修时拆卸。主要用于定心精度很高、零件有足够的刚性、受冲击负载的定位配合,多用于IT6~IT8级。

H/s、H/t配合,这两种配合属于中等过盈配合,多采用IT6、IT7级。用于钢铁件的永久或半永久结合。不用辅助件,依靠过盈产生的结合力,可以直接传递中等负荷。一般用压力法装配,也有用冷轴或热套法装配的,如铸铁轮与轴的装配,柱、销、轴、套等压入孔中的配合。

H/u、H/v、H/x、H/y、H/z配合,这几种属于大过盈配合,过盈量依次增大,过盈与直径之比在0.001以上。它们适用于传递大的扭矩或承受大的冲击截荷,完全依靠过盈产生的结合力保证牢固的连接,通常采用热套或冷轴法装配。火车的铸钢车轮与高锰钢轮箍要用H7 /u6甚至H6/u5配合。由于过盈大,要求零件材质好,强度高,否则会将零件挤裂,因此采用时要慎重,一般要经过试验才能投入生产。装配前往往还要进行挑选,使一批配件的过盈量趋于一致,比较适中。

97.为什么优先选用基孔制?

答:因为孔的加工难于轴,改变孔的尺寸需要改变刀具、量具的数量。而改变轴的尺寸不会改变刀具、量具的数量.

98.公差等级的如何应用?

答:见表3

表 3


99.使用要求如何确定配合的类别?

答:当孔、轴有相对移动或转动时,必须选择间隙配合。相对移动选取间隙较小的配合,相对转动选取间隙较大的配合。

当孔、轴之间无键、销、螺钉等联接件,只能靠孔、轴之间的配合来实现传动时,必须选择过盈配合。

过渡配合的特性是可能产生间隙,也可能产生过盈,但间隙或过盈的量相对较小。因此,当零件之间无相对运动、同心度要求较高,且不靠配合传递动力时,常常选择过渡配合。

100.尺寸公差与配合的选择的原则是什么?

答:选择的原则是在满足使用要求的前提下能够获得最佳的技术经济效益。



-End-

钛合金铣削中的刀具应用

在实际的钛合金加工过程中会遇到诸多必须考虑的因素。基于这点,钛合金的铣削工艺会和很久以来主要的加工方法不同。两种全新的铣削刀具解决方案以及应用的不断发展,已经为钛合金铣削提供了新的可能性。与许多其他材料相比,成功加工钛合金的潜力要小得多,加工性能也不同。由于钛合金在可加工性方面变化比较大,这影响了加工方法和刀具的选择以及加工工艺,但是与其他任何合金的加工一样,需要更加仔细的规划——从为作业选择机床到为切削细节进行编程。尽管航空制造业中的零件特性相当相似,但是,尺寸和形状各异,因此,机床、夹具、冷却液、刀具、加工方法以及切削参数的选择也不尽相同。由于刀库的空间有限,工艺的柔性(灵活性)是首要条件,就生产效率和能力而言,刀柄的类型、刀具的安装调整都是关键因素。

正如粗加工和精加工工序必须按照不同的参数规划,对于可转位刀具和整体硬质合金刀具来说,与不同的应用领域联系的钛合金铣削也随之出现。需加工的尺寸和形状以及合适的刀具型号是第一位的决定因素。可转位刀具去除材料的效率最高,现在已经被看作是粗加工的首选,在大而平的表面精加工中,它也是无可匹敌的。整体硬质合金刀具广泛应用于半精加工和精加工工序,当对于可转位刀片刀具来说半径、型腔及槽的尺寸过小时,整体硬质合金刀具也是理想的解决方案。

待加工零件的参数的编程数据是选择专用铣削刀具的基础。由于最大化金属去除率应与经济的刀具寿命相平衡,基于这点,就可以确定其他刀具变量了。对于钛合金来说,刀具的基础因素包括用硬质合金材质制造的、切削刃锋利且坚固,并具有相对大的正前角。这些要素可以满足钛合金的特殊耐热和化学要求。在槽形和刀具材料方面,可转位刀片技术经历了一段很长的发展过程,它正在成为性价比更高的解决方案,从而取代大量的现有硬质合金刀具,甚至可用于中等和大尺寸刀具。

一、钛合金材料的径向铣削

径向铣削非常适合钛合金加工。但是,大的径向切削深度会大大缩短刀具的寿命,而大的轴向切削深度对切削温度的影响甚微,所以不会以相同的方式影响刀具寿命。因此,使用密齿距的长刃铣刀,同时运用30%的径向切深以及具体应用所允许的最大轴向切深是高效去除钛合金材料的最佳方法。

由此,长刃铣刀适合众多钛合金零件的侧壁粗铣和精铣。长刃铣刀的长螺旋刃非常适用于钛合金加工中的大量径向铣削。可转位刀片长刃刀具由多排刀片组成,这些刀片与连续磨削的整体硬质合金刀具切削刃一样。目前,从刀具的底部起沿外周上升排列可转位刀片已达到钛合金中实现良好加工性能和安全性的极限。可实现高效排屑的大尺寸排屑槽是必需的,并与高效的正前角、锋利的刀片相结合,组合成了可实现出色加工性能的可转位长刃刀具。

对于钛合金铣削来说,切削刀片的稳定夹持是至关重要的,即使是在粗加工中,切削刀片的任何移动都会导致不均匀磨损,并使切削刃处于危险之中。轻微的磨损迹象会在钛合金切削过程中使切削刃变钝,从而加快磨损并导致刀具破损。对于一排紧密固定的连续刀片来说,刀片的轴向支撑特别难,会导致对刀片螺钉的过度依赖。因此,在使用长刃铣刀时,获得杰出性能的最佳方法是在刀片和刀体之间牢固的接口。刀片座必须有一个确定的支撑和锁紧装置,还要特别考虑到轴向力和旋转力。

二、冷却液至关重要

钛合金铣削取决于所应用的冷却液——质量越高,加工效果越好。事实证明,高压冷却应用(压力范围为标准70×105~100×105Pa,具体取决于所使用的系统)已显示出其明显的优势。由于高压冷却在许多现代机床上已成为标准配置,因此它是优化钛合金铣削的潜在资源。高压冷却会影响热量分布、切屑形成、切削刃粘结趋势、刀具磨损以及表面完整性,由此而对钛合金加工结果产生非常明显的影响。

由于钛合金易发生化学反应,因此在加工期间容易使工件材料焊接到切削刃上,从而会影响刀具寿命,并导致切屑的二次切削和硬屑堵塞。在高压下从喷嘴喷出的冷却液对温度控制起着关键的作用,并因此影响加工结果和可靠性。刀具喷嘴直接对准刀片上与精加工表面相接触的部分,从而在切屑与刀片前刀面之间形成的所谓的“液压楔”。因为这些喷嘴孔属于刀具的不可调整部分,因此在装配时已进行过优化并消除了不稳定因素,这样一来就能够获得更具一致性且更安全的加工过程。可转位铣刀出于实际原因,其直径下限为12mm,而硬质合金刀具基于性价比考虑,其直径上限为25mm。中间和重叠范围选择取决于具体应用。对精加工,精磨的的整体硬质合金立铣刀通常是最佳解决方案,而对粗加工,最佳解决方案则是可转位刀具。但是,适合这种中间范围的刀具还在继续发展,因为刀具模块化通过这种可换头式铣刀提供了一个完全不同的视角。

三、小直径铣刀应用

深且窄的型腔需要较长的刀具可达性。要使这些型腔不成为加工时的瓶颈问题,需要一种能够提供良好性能的解决方案,并结合小刀具加工能力和加工灵活性。为深入型腔内部而使用加长夹头来夹紧整体硬质合金立铣刀并不能实现最佳的稳定性,因为这样会限制切削参数,并为零件质量带来风险。但是,可换头式刀具有整体硬质合金刀具的可转位性和精加工能力的双重优点。

从性能与加工结果、刀具成本角度以及灵活性要求来看,可换头式刀具系统在10~25mm的刀具直径范围内优势明显。不仅可提供高度灵活性,还能够降低刀具库存。其精加工能力要优于可转位刀片刀具,并且与整体硬质合金刀具相比,刀具的成本得到大幅降低,此外,不必担心因重磨而使刀片尺寸变小。由于能够选择不同的刀头与刀柄进行组合,因此能提供高度的灵活性和更多的优化可能性。刀头与刀柄之间的接口是此类刀具的关键因素。其性能取决于强度、稳定性、精度、可重复性以及夹持便利性。足够大的轴向支撑面、锥形径向支撑面、专门开发的螺纹牙型以及螺钉支撑共同造就了刀头与刀柄之间所需的独特接口。这种接口是在大刀具悬伸工况下确保良好加工性能的基础。

四、成功的钛合金铣削

在粗加工铣削中,为了获得最佳金属去除率,轴向切削深度是考虑的主要因素;而在精加工铣削中,必须考虑选择最佳的进给率。在钛合金加工中,无论是粗加工还是精加工工序,尽管切削速度可以有不同水平,但是,它总是受到限制的。了解了这些钛合金加工时的基本原则,就可以为优化工序做许多工作,从而使钛合金加工更具竞争力并实现可靠的加工过程。需要考虑的4项关键因素是机床能力、冷却液供给、切削刀具和加工方法。

在切削速度较低的径向铣削时,机床需要有足够的功率和力矩,也要求有合适的主轴,以获得满意的金属去除率。如果机床也使用小直径刀具,则主轴速度范围需要足够高,以获得出色的加工结果。一般来说,需要评估主轴接口,它的联接稳定性不能太弱。为了获得足够的刀具弯曲刚性,良好的端面和锥度接触是基本要求;为了消除螺旋或径向铣削刀具产生的刀具上的拉力,足够的夹紧压力是至关重要的。

由于钛合金已成为机加工车间内越来越常用的材料,相应的加工工艺是否能进一步发展使该种材料的性能和加工结果达到全新的水平就成为至关重要的因素。在钛合金加工中,铣削占据主导位置,部分原因是由于在飞机机身零件中加工出型腔、外形、槽和边缘都是极具挑战的工序。大部分加工是二维的,由于型腔深度和半径要求以及其他挑战性因素,对加工的要求越来越严格。 至于所用的机床,对于钛合金加工来说,它们已经非常过时了,这就要求为实现出色的加工以及最充分的机床利用率来选择最佳的工具系统和加工方法。与普通加工相比,钛合金铣削的方法和编程技术更甚一筹。按照推荐的方法加工圆角和轮廓,可在机床的生产周期和尽量减少废品方面取得与众不同的结果。通常,为确保从一开始就以正确的刀具路径加工,在加工前多花点时间来优化编程,这比选择现成的工艺将起到事半功倍的效果。铣削刀具的新发展带来的性能提升直接增强了钛合金材料的性能。在克服钛合金材料的加工挑战中,专用刀具起到了主要作用,在优化部分,为工序选择和应用正确的刀具发挥了重要作用。


24种常用机械模具钢材特性及用途

1、45#——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢

主要特征:

最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。

应用举例:

主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。

2、Q235A(A3钢)——最常用的碳素结构钢

主要特征:

具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。

应用举例:

广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

3、40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢

主要特征:

经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。

应用举例:

调质处理后用于制造中 速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。

4、HT150——灰铸铁

应用举例:

齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等。

5、35#钢——各种标准件、紧固件的常用材料

主要特征:

强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用。

应用举例:

适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件。

6、65Mn——常用的弹簧钢

应用举例:

小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。

7、0Cr18Ni9——最常用的不锈钢(美国钢号304,日本钢号SUS304)

特性和应用:

作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备。

8、Cr12——常用的冷作模具钢(美国钢号D3,日本钢号SKD1)

主要特性:

Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;

应用举例:

Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等。

9、DC53——常用的日本进口冷作模具钢

特性和应用:

高强韧性冷作模具钢,日本大同特殊钢(株)厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性,线切割性良好。用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等10、SM45——普通碳素塑料模具钢(日本钢号S45C)

10、DCCr12MoV——耐磨铬钢

国产.较Cr12钢含碳量低,且加入了Mo和V,碳化物不均匀有所改善,MO能减轻碳化物偏析并提高淬透性,V能细化晶粒增加韧性.此钢有高淬透性,截面在400mm以下可以完全淬透,在300~400℃仍可保持良好的硬度和耐磨性,较Cr12有高的韧性,淬火时体积变化小,又有高的耐磨性和良好的综合机械性能.所以可以制造截面大,形状复杂,经受较大冲击的各种模具,例如普通拉伸模,冲孔凹模,冲模,落料模,切边模,滚边模,拉丝模,冷挤压模,冷切剪刀,圆锯,标准工具,量具等。

11、SKD11——韧性铬钢

日本日立株式生产.在技术上改善钢中的铸造组织,细化了晶粒.较Cr12mov的韧性和耐磨性有所提高.延长了模具的使用寿命.

12、D2——高碳高铬冷作钢

美国产.具有高的淬透性,淬硬性,耐磨性,高温抗氧化性能好,淬火和抛光后抗锈蚀能力好,热处理变形小,宜制造各种要求高精度,长寿命的冷作模具,刀具和量具,例如拉伸模,冷挤压模,冷剪切刀等。

13、SKD11(SLD)——不变形韧性高铬钢

日本日立株式生产.由于钢中MO,V含量增加,改善钢中的铸造组织,细化了晶粒,改善了碳化物形貌,因而此钢的强韧性(抗弯强度,挠度,冲击韧度等)比SKD1,D2高,耐磨性也有所增加,而且具有更高的耐回火性.实践证明此钢模具寿命比Cr12mov有所提高.常制造要求高的模具,如拉伸模,冲击砂轮片的模等。

14、DC53——高韧性高铬钢

日本大同株式生产.热处理硬度高于SKD11.高温(520-530)回火后可达62-63HRC高硬度,在强度和耐磨性方面DC53超过SKD11.韧性是SKD11的两倍.DC53的韧性在冷作模具制造很少出现裂纹和龟裂.大大提高了使用寿命.残余应力小.经高温回头减少残余应力.因为线切割加工后的裂痕和变形得到抑制.切削性和研磨性超过SKD11.用于精密冲压模,冷锻,深拉模等.

15、SKH-9——耐磨性,韧性大的通用高速钢

日本日立株式生产.用于冷锻模,切条机,钻头,铰刀,冲头等。

16、ASP-23——粉末冶金高速钢

瑞典产.碳化物分布极均匀,耐磨损,高韧性,易加工,热处理尺寸稳定.用于冲头,深拉伸模,钻模,铣刀和剪切刀片等各类长寿命之切削工具。

17、P20——一般要求的大小塑胶模具

美国产.可电蚀操作.出厂状态预硬HB270-300.淬火硬度HRC52。

18、718——高要求的大小塑胶模具

瑞典产.尤其电蚀操作. 出厂状态预硬HB290-330. 淬火硬度HRC52

19、Nak80——高镜面,高精度塑胶模具

日本大同株式产. 出厂状态预硬HB370-400.淬火硬度HRC52

20、S136——防腐蚀及需镜面抛光塑胶模具

瑞典产. 出厂状态预硬HB<215.淬火硬度HRC52。

21、H13——普通常用压铸模

用于铝,锌,镁及合金压铸.热冲压模,铝挤压模,

22、SKD61——高级压铸模

日本日立株式产,经电碴重溶技术,在使用寿命上比H13有明显的提高. 热冲压模,铝挤压模。

23、8407——高级压铸模

瑞典产. 热冲压模,铝挤压模。

24、FDAC——添加了硫加强其易削性

出厂预硬硬度338-42HRC,可直接进行刻雕加工, 无须淬火,回火处理.用于小批量模,简易模,各种树脂制品,滑动零部件,交期短的模具零件.拉链模,眼镜框模。


七种常用螺纹铣削刀具的功能与特点

随着数控机床的普及,螺纹铣削加工技术在机械制造业的应用越来越多。螺纹铣削是通过数控机床的三轴联动,利用螺纹铣刀进行螺旋插补铣削而形成螺纹,刀具在水平面上每做一周圆周运动,在垂直面内则直线移动一个螺距。螺纹铣削具有加工效率高、螺纹质量高、刀具通用性好、加工安全性好等诸多优点。目前使用的各种螺纹铣削刀具种类很多,本文从应用特点、刀具结构、加工工艺等对七种常见的螺纹铣刀做出分析

一、普通机夹式螺纹铣刀

机夹式螺纹铣刀是螺纹铣削中最常用且价格低廉的刀具,其结构与普通机夹式铣刀类似,由可重复使用的刀杆和可方便更换的刀片组成。假如需要加工锥螺纹,也可采用加工锥螺纹的专用刀杆与刀片,这种刀片上带有多个螺纹切削齿,刀具沿螺旋线加工一周即可一次加工出多个螺纹齿,如用一把有5个2mm螺纹切削齿的铣刀,沿螺旋线加工一周就可加工出5个螺纹深度10mm的螺纹齿。为了进一步提高加工效率,可选用多刃机夹式螺纹铣刀。通过增加切削刃数目,可明显提高进给率,但分布于圆周上的每个刀片之间的径向和轴向定位误差会影响螺纹加工精度。如对多刃机夹螺纹铣刀加工的螺纹精度不满足,也可尝试只装一个刀片进行加工。在选用机夹式螺纹铣刀时,应根据被加工螺纹的直径、深度和工件材料等因素,尽量选用直径较大的刀杆和适当的刀片材质。机夹式螺纹铣刀的螺纹加工深度由刀杆的有效切削深度决定。由于刀片长度小于刀杆的有效切削深度,因此当被加工螺纹深度大于刀片长度时需要分层进行加工。

二、普通整体式螺纹铣刀

整体式螺纹铣刀大多用整体硬质合金材料制造,有些还采用了涂层。整体式螺纹铣刀结构紧凑,比较适合加工中、小直径的螺纹;也有用于加工锥螺纹的整体式螺纹铣刀。此类刀具刚性较好,特别是带螺旋槽的整体式螺纹铣刀,在加工高硬度材料时可有效降低切削负荷,提升加工效率。整体式螺纹铣刀的切削刃上布满螺纹加工齿,沿螺旋线加工一周即可完成整个螺纹加工,无需像机夹式刀具那样分层加工,因此加工效率较高,但价格也相对较贵。


三、带倒角功能的整体螺纹铣刀

带倒角功能的整体螺纹铣刀的结构与普通整体螺纹铣刀类似,但在切削刃的根部有专用的倒角刃,可在加工螺纹的同时加工出螺纹端部倒角。加工倒角有3种方式,当刀具直径足够大时,可直接使用倒角刃锪出倒角,该方法仅限于加工内螺纹孔口倒角。当刀具直径较小时,可使用倒角刃通过圆周运动来加工倒角。但在使用切削刃根部倒角刃进行倒角加工时,要留意刀具螺纹切削部分与螺纹间应有一定间隙,以避免出现干涉现象。如加工的螺纹深度小于刀具的有效切削长度,则刀具将无法实现倒角功能,因此选择刀具时应保证其有效切削长度与螺纹深度相互匹配。

四、螺纹钻铣刀

螺纹钻铣刀由整体硬质合金制成,是一种中小直径内螺纹高效加工刀具。螺纹钻铣刀可一次完成钻螺纹底孔、孔口倒角和内螺纹加工,减少了刀具使用数目。但这种刀具的缺点是通用性差,价格也比较昂贵。该刀具由头部的钻削部分、中间的螺纹铣削部分及切削刃根部的倒角刃三部分组成。钻削部分直径就是刀具所能加工螺纹的底径。受钻削部分直径的限制,一把螺纹钻铣刀只能加工一种规格的内螺纹。在选用螺纹钻铣刀时,不但要考虑被加工螺纹孔规格,还应留意刀具有效加工长度与被加工孔深度的匹配,否则不能实现倒角功能。


五、螺纹螺旋钻铣刀

螺纹螺旋钻铣刀也是一种用于内螺纹高效加工的整体硬质合金刀具,也可以一次加工出底孔和螺纹。该刀具端部有像立铣刀那样的切削刃。由于螺纹的螺旋升角不大,因此刀具做螺旋运动加工螺纹时,端部切削刃先切除工件材料加工出底孔,然后由刀具后部加工出螺纹。有些螺纹螺旋钻铣刀也带有倒角刃,可同时加工出孔口倒角。该刀具加工效率很高,且通用性比螺纹钻铣刀好,刀具可加工的内螺纹孔径范围为d~2d(d为刀体直径)。

六、铣深螺纹刀具

铣深螺纹刀具是一种单齿螺纹铣刀。一般的螺纹铣刀刀刃上有多个螺纹加工齿,刀具与工件接触面积大,切削力也大,且加工内螺纹时刀具直径必须小于螺纹孔径。由于刀体直径受到限制,影响刀具刚性,且铣螺纹时刀具为单侧受力,铣削较深螺纹时易出现让刀现象,影响螺纹加工精度,因此一般的螺纹铣刀有效切削深度约为其刀体直径的2倍。而使用单齿的铣深螺纹刀具可以较好克服上述缺点。由于减小了切削力,可大幅提升螺纹加工深度,刀具有效切削深度可达刀体直径的3~4倍。


七、螺纹铣削刀具系统

通用性与高效性是螺纹铣刀的一个突出矛盾,一些具有复合功能的刀具加工效率高但通用性较差,而通用性好的刀具效率往往又不高。为解决这一题目,不少刀具制造商开发了模块化的螺纹铣削刀具系统。该刀具一般由刀柄、锪孔倒角刃及通用螺纹铣刀组成,可根据加工要求选择不同类型的锪孔倒角刃和螺纹铣刀。这种刀具系统通用性好,加工效率高,但刀具成本高。

以上概略了几种常用螺纹铣削刀具的功能与特点。在铣削加工螺纹时,冷却也至关重要,建议使用具有内冷却功能的机床和刀具。由于刀具高速旋转时,在离心力作用下外部冷却液不易进。内冷却方式除可很好地对刀具进行冷却外,更重要的是在加工盲孔螺纹时高压冷却液有助于排屑,加工小直径内螺纹孔时尤其需要较高的内冷却压力,以保证排屑顺畅。此外,在选择螺纹铣削刀具时还应综合考虑具体加工要求,如生产批量、螺孔数目、工件材料、螺纹精度、尺寸规格等诸多因素,综合选用刀具。


对刀和对刀仪知识

对刀仪的常用问题

一、对刀仪的工作与机床结合的原理

1、装对刀仪的目的是为了解决每次手动换刀的刀长不一,再加上手动对刀带来的精度和低效的问题。在这些问题上才用到了对刀仪这一量具来解决上述问题。

2、其工作原理就是当人们第一次加工一个模具时,而把Z轴工作机械原点设在模具底部(也就是机床平台表面)。这个时候需要第一次手动对Z轴坐标,将刀尖移到工作台表面。将此Z轴机械坐标记录在机床指定的落差设定值里(不同的控制系统有不同的设法)。然后点击系统中的求落差(不同的控制系统是不同的表现形式,标准的系统是按照国标求落差的指令来执行)。落差求完后再接着对刀,再以后每换一把刀就只需要执行对刀指令就可以实现Z轴高度设定。这样提高了手动去设Z轴坐标的效率也提高了Z轴坐标设定的精度。

二、应用分为两大类

1、产品(模具)加工需要多刀完成的场合。由于加工零件需要几把刀来完成,为了保证每把刀的接刀更精准和提高效率。这样的机器需要安装对刀仪。

2、大规模机器标准化场合。由于机器加工的产品是标准件,需要上百台或更多的机器来加工。这个时候操作机床的工作人员水平不一,只有通过对刀仪来统一换刀后能保证每把刀的高度一致。如果用人工换刀去保证高度这个难度会很大,而且不能统一标准。这样的雕铣机需要安装对刀仪。

三、对刀仪的疑惑问答

问:我的雕铣机能装对刀仪吗?

答:所有的控制系统都支持安装对刀仪,只不过有的有预留接口和功能。有的需要自行设置接口和功能,再有的就是要花钱开通这个接口(大多体系在日本系统,如发那科、西门子等)一般国产和台湾系统都有这个免费的接口和功能。

问:我的雕铣机适合哪种对刀仪?

答:判断适合您自己机床的对刀仪您只需要了解两个基本参数就行,一是您的机器大致适合哪种大小外形尺寸的对刀仪。二是您要知道您机器的控制系统对刀仪接口是常开还是常闭。外形尺寸很好辨别,但是常开常闭就不会识别了。这个时候就需要咨询我们卖对刀仪或者咨询机器厂家。我把常见的系统给您对常开常闭做过判断,宝元、固高、维宏、华中等这些系统是不需要辨别常开和常闭的,因为这些系统都有一个参数可以设置常开和常闭,非常简单。新代、发格、PA等这些系统就要看是常开和常闭,因为这些系统改常开常闭比较麻烦。

问:不会安装怎么办?

答:如果您的控制系统是宝元、维宏、固高等简单系统,第一次安装那您需要熟悉这些系统操作和会使用万用表。这样在我们的电话指导下应该能完成安装。如果是把之前坏了的对刀仪更换,您只需要会万用表就行。通过电话沟通能解决问题。如果是其它比较不开放的控制系统需要专业技术人员安装才行。

问:对刀仪坏了能维修吗?

答:对刀仪坏了是可以维修的,情况分为三种。一是自然损坏,没有撞过。这种情况修复比较容易,维修费有会便宜些。二是轻微撞坏,可以修复。价格会稍微贵一点。三是严重损坏,这种情况建议更换新的对刀仪。这样节省了时间成本和高额的维修费,因为是维修的保修期不会太长。所以对刀仪坏了还要看个人具体情况。

对刀的原理细解

一、刀位点

刀位点是刀具上的一个基准点,刀位点相对运动的轨迹即加工路线,也称编程轨迹。

二、对刀和对刀点

对刀是指操作员在启动数控程序之前,通过一定的测量手段,使刀位点与对刀点重合。可以用对刀仪对刀,其操作比较简单,测量数据也比较准确。还可以在数控机床上定位好夹具和安装好零件之后,使用量块、塞尺、千分表等,利用数控机床上的坐标对刀。对于操作者来说,确定对刀点将是非常重要的,会直接影响零件的加工精度和程序控制的准确性。在批生产过程中,更要考虑到对刀点的重复精度,操作者有必要加深对数控设备的了解,掌握更多的对刀技巧

1、对刀点的选择原则

在机床上容易找正,在加工中便于检查,编程时便于计算,而且对刀误差小。

对刀点可以选择零件上的某个点(如零件的定位孔中心),也可以选择零件外的某一点(如夹具或机床上的某一点),但必须与零件的定位基准有一定的坐标关系。

提高对刀的准确性和精度,即便零件要求精度不高或者程序要求不严格,所选对刀部位的加工精度也应高于其他位置的加工精度。

选择接触面大、容易监测、加工过程稳定的部位作为对刀点。

对刀点尽可能与设计基准或工艺基准统一,避免由于尺寸换算导致对刀精度甚至加工精度降低,增加数控程序或零件数控加工的难度。

为了提高零件的加工精度,对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。例如以孔定位的零件,以孔的中心作为对刀点较为适宜。

对刀点的精度既取决于数控设备的精度,也取决于零件加工的要求,人工检查对刀精度以提高零件数控加工的质量。尤其在批生产中要考虑到对刀点的重复精度,该精度可用对刀点相对机床原点的坐标值来进行校核。

2、对刀点的选择方法

对于数控车床或车铣卓易彩票类数控设备,由于中心位置(X0,Y0,A0)已有数控设备确定,确定轴向位置即可确定整个加工坐标系。因此,只需要确定轴向(Z0或相对位置)的某个端面作为对刀点即可。

对于三坐标数控铣床或三坐标卓易彩票,相对数控车床或车铣卓易彩票复杂很多,根据数控程序的要求,不仅需要确定坐标系的原点位置(X0,Y0,Z0),而且要同加工坐标系G54、G55、G56、G57等的确定有关,有时也取决于操作者的习惯。对刀点可以设在被加工零件上,也可以设在夹具上,但是必须与零件的定位基准有一定的坐标关系,Z方向可以简单的通过确定一个容易检测的平面确定,而X、Y方向确定需要根据具体零件选择与定位基准有关的平面、圆。

对于四轴或五轴数控设备,增加了第4、第5个旋转轴,同三坐标数控设备选择对刀点类似,由于设备更加复杂,同时数控系统智能化,提供了更多的对刀方法,需要根据具体数控设备和具体加工零件确定。

对刀点相对机床坐标系的坐标关系可以简单地设定为互相关联,如对刀点的坐标为(X0,Y0,Z0),同加工坐标系的关系可以定义为(X0+Xr,Y0+Yr,Z0+Zr),加工坐标系G54、G55、G56、G57等,只要通过控制面板或其他方式输入即可。这种方法非常灵活,技巧性很强,为后续数控加工带来很大方便。

一旦因为编程参数输入错误,机床发生碰撞,对机床精度的影响是致命的。所以对于高精度数控车床来说,碰撞事故要杜绝。

3、碰撞发生的最主要的原因:

a.对刀具的直径和长度输入错误;

b.对工件的尺寸和其他相关的几何尺寸输入错误以及工件的初始位置定位错误;

c.机床的工件坐标系设置错误,或者机床零点在加工过程中被重置,而产生变化,机床碰撞大多发生在机床快速移动过程中,这时候发生的碰撞的危害也最大,应绝对避免。

所以操作者要特别注意机床在执行程序的初始阶段和机床在更换刀具的时候,此时一旦程序编辑错误,刀具的直径和长度输入错误,那么就很容易发生碰撞。

在程序结束阶段,数控轴的退刀动作顺序错误,那么也可能发生碰撞。

为了避免上述碰撞,操作者在操作机床时,要充分发挥五官的功能,观察机床有无异常动作,有无火花,有无噪音和异常的响动,有无震动,有无焦味。发现异常情况应立即停止程序,待机床问题解决后,机床才能继续工作。

三、零点漂移现象

零点漂移现象是受数控设备周围环境影响因素引起的,在同样的切削条件下,对同一台设备来说、使用相同一个夹具、数控程序、刀具,加工相同的零件,发生的一种加工尺寸不一致或精度降低的现象。

零点漂移现象主要表现在数控加工过程的一种精度降低现象或者可以理解为数控加工时的精度不一致现象。零点漂移现象在数控加工过程中是不可避免的,对于数控设备是普遍存在的,一般受数控设备周围环境因素的影响较大,严重时会影响数控设备的正常工作。影响零点漂移的原因很多,主要有温度、冷却液、刀具磨损、主轴转速和进给速度变化大等。

四、刀具补偿

经过一定时间的数控加工后,刀具的磨损是不可避免的,其主要表现在刀具长度和刀具半径的变化上,因此,刀具磨损补偿也主要是指刀具长度补偿和刀具半径补偿。

五、刀具半径补偿

在零件轮廓工中,由于刀具总有一定的半径如铣刀半径,刀具中心的运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轨迹,而是需要偏置一个刀具半径值,这种偏移习惯上成为刀具半径补偿。因此,进行零件轮廓数控加工时必须考虑刀具的半径值。需要指出的是,UG/CAM数控程序是以理想的加工状态和准确的刀具半径进行编程的,刀具运动轨迹为刀心运动轨迹,没有考虑数控设备的状态和刀具的磨损程度对零件数控加工的影响。因此,无论对于轮廓编程,还是刀心编程,UG/CAM数控程序的实现必须考虑刀具半径磨损带来的影响,合理使用刀具半径补偿。

六、刀具长度补偿

在数控铣、镗床上,当刀具磨损或更换刀具时,使刀具刀尖位置不在原始加工的编程位置时,必须通过延长或缩短刀具长度方向一个偏置值的方法来补偿其尺寸的变化,以保证加工深度或加工表面位置仍然达到原设计要求尺寸。

七、机床坐标系

数控机床的坐标轴命名规定为机床的直线运动采用笛卡儿坐标系,其坐标命名为X、Y、Z,通称为基本坐标系。以X、Y、Z坐标轴或以与X、Y、Z坐标轴平行的坐标轴线为中心旋转的运动,分别称为A轴、B轴、C轴,A、B、C的正方向按右手螺旋定律确定。

Z轴:通常把传递切削力的主轴规定为Z坐标轴。对于刀具旋转的机床,如镗床、铣床、钻床等,刀具旋转的轴称为Z轴。

X轴:X轴通常平行与工件装夹面并与Z轴垂直。对于刀具旋转的机床,例如卧式铣床、卧式镗床,从刀具主轴向工件方向看,右手方向为X轴的正方向,当Z轴为垂直时,对于单立柱机床如立式铣床,则沿刀具主轴向立柱方向看,右手方向为X轴的正方向。

Y轴:Y轴垂直于X轴和Z轴,其方向可根据已确定的X轴和Z轴,按右手直角笛卡儿坐标系确定。

旋转轴的定义也按照右手定则,绕X轴旋转为A轴,绕Y轴旋转为B轴,绕Z轴旋转为C轴。

机床原点就是机床坐标系的坐标原点。机床上有一些固定的基准线,如主轴中心线;也有一些固定的基准面,如工作台面、主轴端面、工作台侧面等。当机床的坐标轴手动返回各自的原点以后,用各坐标轴部件上的基准线和基准面之间的距离便可确定机床原点的位置,该点在数控机床的使用说明书上均有说明。

八、零件加工坐标系和坐标原点

工件坐标系又称编程坐标系,是由编程员在编制零件加工程序时,以工件上某一固定点为原点建立的坐标系。零件坐标系的原点称为零件零点(零件原点或程序零点),而编程时的刀具轨迹坐标是按零件轮廓在零件坐标系的坐标确定的。

加工坐标系的原点在机床坐标系中称为调整点。在加工时,零件随夹具安装在机床上,零件的装夹位置相对于机床是固定的,所以零件坐标系在机床坐标系中的位置也就确定了。这时测量的零件原点与机床原点之间的距离称作零件零点偏置,该偏置需要预先存储到数控系统中。

在加工时,零件原点偏置便能自动加到零件坐标系上,使数控系统可按机床坐标系确定加工时的绝对坐标值。因此,编程员可以不考虑零件在机床上的实际安装位置和安装精度,而利用数控系统的偏置功能,通过零件原点偏置值,补偿零件在机床上的位置误差,现在的数控机床都有这种功能,使用起来很方便。零件坐标系的位置以机床坐标系为参考点,在一个数控机床上可以设定多个零件坐标系,分别存储在G54/G59等中,零件零点一般设在零件的设计基准、工艺基准处,便于计算尺寸。

一般数控设备可以预先设定多个工作坐标系(G54~G59),这些坐标系存储在机床存储器内,工作坐标系都是以机床原点为参考点,分别以各自与机床原点的偏移量表示,需要提前输入机床数控系统,或者说是在加工前设定好的坐标系。

加工坐标系(MCS)是零件加工的所有刀具轨迹输出点的定位基准。加工坐标系用OM-XM-YM-ZM表示。有了加工坐标系,在编程时,无需考虑工件在机床上的安装位置,只要根据工件的特点及尺寸来编程即可。

加工坐标系的原点即为工件加工零点。工件加工零点的位置是任意的,是由编程人员在编制数控加工程序时根据零件的特点选定。工件零点可以设置在加工工件上,也可以设置在夹具上或机床上。为了提高零件的加工精度,工件零点尽量选在精度较高的加工表面上;为方便数据处理和简化程序编制,工件零点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上,对于对称零件,最好将工件零点设在对称中心上,容易找准,检查也方便。

九、装夹原点

装夹原点常见于带回转(或摆动)工作台的数控机床和卓易彩票,比如回转中心,与机床参考点的偏移量可通过测量存入数控系统的原点偏置寄存器中,供数控系统原点偏移计算用。

对刀仪操作

一、工作原理

对刀仪的核心部件是由一个高精度的开关(测头),一个高硬度、高耐磨的硬质合金四面体(对刀探针)和一个信号传输接口器组成(其他件略)。四面体探针是用于与刀具进行接触,并通过安装在其下的挠性支撑杆,把力传至高精度开关;开关所发出的通、断信号,通过信号传输接口器,传输到数控系统中进行刀具方向识别、运算、补偿、存取等。

数控机床的工作原理决定,当机床返回各自运动轴的机械参考点后,建立起来的是机床坐标系。该参考点一旦建立,相对机床零点而言,在机床坐标系各轴上的各个运动方向就有了数值上的实际意义。

对于安装了对刀仪的机床,对刀仪传感器距机床坐标系零点的各方向实际坐标值是一个固定值,需要通过参数设定的方法来精确确定,才能满足使用,否则数控系统将无法在机床坐标系和对刀仪固定坐标之间进行相互位置的数据换算。 当机床建立了“机床坐标系”和“对刀仪固定坐标”后(不同规格的对刀仪应设置不同的固定坐标值),对刀仪的工作原理如下:

1、机床各直线运动轴返回各自的机械参考点之后,机床坐标系和对刀仪固定坐标之间的相对位置关系就建立起了具体的数值。

2、不论是使用自动编程控制,还是手动控制方式操作对刀仪,当移动刀具沿所选定的某个轴,使刀尖(或动力回转刀具的外径)靠向且触动对刀仪上四面探针的对应平面,并通过挠性支撑杆摆动触发了高精度开关传感器后,开关会立即通知系统锁定该进给轴的运动。因为数控系统是把这一信号作为高级信号来处理,所以动作的控制会极为迅速、准确。

3、由于数控机床直线进给轴上均装有进行位置环反馈的脉冲编码器,数控系统中也有记忆该进给轴实际位置的计数器。此时,系统只要读出该轴停止的准确位置,通过机床、对刀仪两者之间相对关系的自动换算,即可确定该轴刀具的刀尖(或直径)的初始刀具偏置值了。换一个角度说,如把它放到机床坐标系中来衡量,即相当于确定了机床参考点距机床坐标系零点的距离,与该刀具测量点距机床坐标系零点的距离及两者之间的实际偏差值。

4、不论是工件切削后产生的刀具磨损、还是丝杠热伸长后出现的刀尖变动量,只要再进行一次对刀操作,数控系统就会自动把测得的新的刀具偏置值与其初始刀具偏置值进行比较计算,并将需要进行补偿的误差值自动补入刀补存储区中。当然,如果换了新的刀具,再对其重新进行对刀,所获得的偏置值就应该是该刀具新的初始刀具偏置值了。

二、对刀精度

根据有关资料及实践证明,对刀仪测头重复精度1μm;15英寸以下卡盘,手臂旋转重复精度5μm。 18英寸及其以上卡盘的大规格,对刀臂的重复精度能达到8μm。这一精度可以满足大部分用户的需要而不需试切。

对刀仪的使用,减少了机床的辅助时间,降低了返工和废品率,若配合雷尼绍LP2工件测头一起使用,可显著提高机床效率和加工精度。

三、对刀仪操作规程

1、对刀仪的日常保养

①每日检查润滑系统是否正常;
②主轴务必清洁干净,并涂抹干净防锈油;
③测试棒务必擦拭干净,并涂抹干净防锈油;
④使用后请保持或增加干净的防锈油,并及时清除杂物、灰尘、铁屑等;
⑤每日清洁对刀仪外罩;
⑥请务必用清洁防锈油,切记不可使用汽油 ,丙酮类溶剂;
⑦不用时请用防护罩包裹。

2、对刀仪操作注意事项

①操作Z轴快速位移时请勿大力拉扯,请将把手往内压下,在移至接近刀具时,再使用微调手轮;
②量测刀具时,请以刀背接触侧头,避免损坏测头及量仪;
③每次对刀前务必用测试棒校正数据,直径跳动允差 0.02mm;
④操作前松开X轴固定螺钉;
⑤操作前松开Z轴固定配重螺钉;
⑥用完后请关闭电源。

3、操作说明

①X轴归“0”:
1)、请同时擦拭清洁主轴及测试棒;
2)、将Z轴(升降)百分表架向顺时针方向移90度,以免X轴归零时撞及测试棒;
3)、将X轴 量表测头调至接触测试棒,使量表指针向顺时针方向接触第一个0的位置 ;
4)、将X轴显示数据设定为测试棒半径之数字,即完成归“0”。


②确定测试棒的归“0”的动作
1)、将刀具装入主轴,并锁紧螺帽固定之;
2)、旋转主轴,使刀具之刀尖接触到X轴测头,让量表指针转至第一个“0”的位置;
3)、在显示器上设定刀具所需之尺寸,X轴输入刀具半径值 ,此时即完成刀具预调值;
4)、取下刀具时,请以逆时针方向松脱主固定螺帽。


CNC加工刀具的有效长度

做模具、产品设计、数控加工,经常要考虑加工的可行性与难易程度。比如要有一条筋位,深15mm,宽2mm,CNC铣削是否容易加工呢?这个问题涉及加工刀具的有效长度问题,可以参考以下这个表格。

刀具直径刀具有效直身
Φ1 mm7 mm
Φ2 mm13 mm
Φ3 mm18 mm
Φ4 mm25 mm
Φ6 mm30~35 mm
Φ8 mm40 mm
Φ10 mm40 mm
Φ12 mm50~60
Φ16 mm100 mm
Φ20 mm110 mm
Φ25 mm140 mm
Φ30 mm150 mm
Φ35 mm150~160 mm
Φ50 mm180 mm

通过查阅上面表格的数据,Φ2 mm对应13mm的深度,而这个深度达到了15mm,显然不容易加工。


数控刀具使用及安装汇总

数控刀具简单来说就是切削工具,是国内对现代高效刀具的习惯称呼。它是现代数字化制造技术的一个有机组成部分。

一、关于使用

1、 刀柄的强度要高、刚性及耐磨性要好。

2 、刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。

3 、刀柄或工具系统的装机重量有限度。

4、 刀片及刀柄切入的位置和方向有要求。

5 、刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配。

6 、刀片或刀具的耐费用及经济寿命指标的公道性。

另外,为了更清晰、真实的了解数控机床用刀具和量仪在我国重大机械装备制造业中的需求和应用现状,尤其是为了进一步明确在关键零部件切削加工中的作用,我国对对数控刀具本身的精度提出了更高的要求。要想详细了解,可去中国非标刀具网的综合资讯中查阅相关专业文章,这里不再叙述。

二、关于安装

1、首先仔细清洁锁紧区域并将切断工具安装在六角转塔上。然后用一指示表测量长度为100mm的行程上的刀具偏差,该偏差不应超过1mm。

2、通常检测刀具是否垂直的一个方法是检查产生的切屑。如果工件产生的切屑以长丝状流向一侧,这可能是刀具安装不正确。另一现象是切断刀片圆角处的提前磨损,这表明刀片的一面比另一面承受着更多的压力。

3、如果加工中刀具性能或生产的零件质量发生变化,请遵循前面提到的安装步骤。有时刀具一点轻微的碰撞也会引起偏差。因此,在安装后尽早检查切断工具的切削条件是一个好的办法,这样做可有助于识别和防止严重的刀具失效。

4、在切断刀具安装中,另外一个主要考虑的问题是切削刃相对于工件轴线的位置。刀片安装不正确将引起一系列问题,其中最常见的是刀具提前磨损和突然失效、差的切屑形式、差的侧面粗糙度和振动。由于有时查明切削刃的实际位置很困难,因此这些问题将进一步恶化。在老式的手动和自动机床上,这些现象更是经常发生。

制造商设计的大多数硬质合金刀片,使用时需安装得略高于工件中心轴线。这个位置有利于使用焊接断屑器并保证刀片可靠地装夹在刀杆上。

5、当刀片安装得略高于中心时,切向力可以作用在更大的刀片面积上。这会增加刀具的强度并使刀片牢固地定位在刀槽中。

6、当切削刃和工件之间的角度确定后,硬质合金切断刀片往往被设计为使其强度和坚固性最大化。如果刀片高于中心线太多,刀片后角将减小。致使后刀面上半部分与工件发生磨擦,因此在切削区将产生大量的热。

反过来,这会引起刀片提前磨损和工件冷作硬化。这种情况最通常的标志是,在短期切削后刀片有过度的后刀面磨损。低于中心线的刀片将产生更多的问题。当刀片低于中心线时,后角将增大。这使得很小的刀尖部分将承受全部的切削力,从而缩短刀具寿命和增加刀具突然失效的可能性。低于中心线的刀片带来的另一个问题是刀片不规则的偏离。

随着大部分切削力作用于刀尖,它趋向于振动和反弹,这种不规则运动将对刀具寿命产生影响,通常以切削刃前部断屑的形式出现。它将在零件槽的底部和侧面产生振动痕迹和较差的表面粗糙度。

7、使用低于中心线的刀片的一个最严重的后果是刀片被拉出。当刀片接触整体棒料时,零件的旋转实际上会将刀片拉出刀槽;零件中心的残留毛刺堆积在切削刃上,当零件继续旋转时,会将刀片拉出刀槽。如果这种情况没有被及时判断,刀夹将在加工下一个零件时损坏,并可能导致机床和被加工零件受到损坏。这意味着浪费时间。即使刀片未被拉出刀夹,通过切削刃顶部旋转的毛刺也可能导致刀具损坏。

8、因为这些原因,需要防止切断工具的切深超过工件中心部分。在过中心点后,实际的旋转方向相反,产生的切削力可能将刀片拉出刀夹。同时,这种旋转将摩擦刀片后刀面,引起刀片提前磨损。克服刀片拉出问题,许多切断刀具制造商正在采用由ISCAR公司在70年代早期提出的自动夹紧概念。

这种方法不需要螺钉和杠杆来定位和夹紧刀片,它依靠旋转和刀具压力将刀片定位在楔形刀槽内。这样,在无压紧装置的条件下,刀具的切削深度几乎可不受限制,刀夹和刀片的类型是安装时使刀具保持在中心高位置的另一个因素。—种最常用的切断刀具类型是刀体和刀板系统。它包括一个安装在机床夹头中的锁紧刀体和一个可更换的用于安装合金刀片的双面刀板,刀板上有一个自锁刀槽。

9、断刀是—种两种刀片和刀板的组合型式,采用简单的楔形锁紧。在刀片的顶部和底面有与刀板相匹配的斜面。刀片由刀板产生的弹力楔紧并保持在刀槽中。在某些条件下,刀片可能被进一步压入刀槽中,从而改变切削刃的位置,使其低于中心高。大进给率切削、断续切削和磨损的刀槽可能引起这种现象的发生。

在F型切断刀具中,刀片和刀板有—固定的定位槽。一个定位块被焊接在刀片上,与支撑刀板的顶面接触。一旦刀片被安装在刀槽中,它将保持在固定的位置上。

10、刀片和刀板的组合都应使切屑顺利地从切削区排出。若在零件切断之前,切屑堆积并侵入槽中,刀片就很可能再次切削这些切屑,并会突然失效。如果切屑剧烈地摩擦刀板,将会产生大量的热,这也会造成疲劳和加速失效。所有的硬质合金切断刀具制造商都提供其产品的中心高。

所以应严格遵守制造商的推荐值。刀片的几何尺寸和刀夹的型式对中心高均有影响。通常宽度大于0.5mm的刀片,下列公式对其最大中心高的确定非常有用:中心高=0.8mm×宽度+0.025mm。

11、切断加工时,要切记切削刃安装在中心高上或略高于中心高。那些使用高速钢切断刀或类似工具的操作者和安装人员经常认为这些刀具低于中心高时工作得更好。但对现代硬质合金刀片来说,工作时低于中心高将使切断操作更加困难。


UG破面修补技巧

一、导入模型

在UG软件中,导入如下所示模型。

二、分析破面

1. 分析→检查几何体→片体边界→确定→选择要分析的片体;

2. 中间出现红点的地方为破面。

三、修补破面

1. 放大此处,这2个面有问题;

2. 切换第2层为工作层,点任意面为种子面,两破面为边界面,抽取区域面;

3. 单独抽取如下3个面,图层第2层计数显示4,面的颜色改为草绿色;

4. 修剪和延伸这条边;

5. 修剪片体;

6. 缝合4个曲面和片体;

7. 移除参数,删除第一层原始片体,分析结果如下,右下角红点消失;

8. 重复以上步骤,逐个修复破面,直到中间的红点全部消失。


四、经验总结

1. 因软件兼容性不好,转档产生破面

  • PROE和UG转档:PROE转出STP档,UG导入STP档,NX4直接打开PROE易产生破面;

  • Solidwork直接读取PROE,再导出X_T格式转档到UG,Solidwork兼容性较好不易产生破面;

  • UG、Solidwork、MasterCAM都是Parasolid核心,通过X_T格式转档不会产生破面;

  • UG通过X_T转档到MasterCAM,因MasterCAM主要是曲面操作,所以只能通过IGS转档到UG

2. 精度问题

  • UG默认缝合公差为0.0254,缝合后的实体精度为0.0254。抽取出实体所有面,缝合公差设为0.01,缝合全部面,则实体的精度变为0.01。PROE的默认精度很小,所以UG转档到PROE易产生破面。

PROE采用英制设计,绝对精度为0.01,导入UG后尺寸放大25.4倍,边界公差同时放大25.4倍,实体精度为0.254,这样的实体在UG中既不能分割也不能合并,无法操作。

解决的方法应先在PROE转为公制单位,再调精度,然后转档。

3. 破面主要类型

4. 补破面主要指令

刀具选用的实用15条

刀具选用在机加工中的重要地位不言而喻,学会选择刀具能帮助你工作起来得心应手,刀具选用的十五条重点,你必须重视!


1、加工中最重要的是刀具

任何一把刀具停止工作,都意味着生产出现停顿。但并不意味着每把刀具都具有同样重要的地位。切削加工时间最长的刀具对生产周期的影响更大,因此同等前提下,应当给予这把刀具更多关注。此外,还应该注意加工关键部件及加工公差范围要求最严格的刀具。另外,对切屑控制相对差的刀具,如钻头、切槽刀、螺纹加工刀具也应重点关注。因为切屑控制不佳可引起停机。


2、与机床相匹配

刀具分右手刀及左手刀,因此选择正确的刀具非常重要。通常,右手刀具适合于逆时针旋转(CCW)的机床(沿主轴方向看);左手刀具适合于顺时针旋转(CW)的机床。如果你有几台车床,一些夹持左手刀具,其他的左右手兼容,那么请选择左手刀具。而对于铣削而言,人们通常倾向于选择通用性更强的刀具。但是尽管此类刀具涵盖的加工范围更大,也令你即刻损失了刀具刚性,增大了刀具挠曲变形,降低了切削参数,同时更容易引起加工振动。另外,机床更换刀具的机械手对刀具的尺寸及重量也有所限制。若你购买的是主轴带内冷却通孔的机床,也请选带内冷却通孔刀具。


3、与被加工材料相匹配

碳钢是机械加工中最常见的被加工材料,因此大多数刀具基于优化碳钢加工设计。刀片牌号需依据被加工材料进行选择。刀具制造商提供一系列的刀体及相配合的刀片用于加工诸如高温合金、钛合金、铝、复合材料、塑料及纯金属等非铁材料。当你需要加工上述材料时,请选择相匹配材质的刀具。绝大多数品牌都有各种系列刀具,标明适合加工什么材料。如DaElement的3PP系列就主要用来加工铝合金、86P系列专门来加工不锈钢、6P系列专门来加工高硬钢。


4、刀具规格

常见的错误是所选的车刀规格太小,铣刀规格太大。大规格的车刀刚性更佳;而大规格的铣刀不仅价格更高,且空切时间更长。总体而言,大规格的刀具价格高于小规格刀具。


5、选择可换刀片式还是重新修磨式刀具

遵循的原则很简单:尽量避免修磨刀具。除少数钻头和端面铣刀外,条件允许下,尽量选择可换刀片式或可换刀头式刀具。这会为你节省劳动力开支,同时获得稳定的加工效果。


6、刀具材料及牌号

刀具材料及牌号的选择与被加工材料性能,机床最大速度及进给率密切相关。为被加工材料组选择更通用的刀具牌号,通常会选择涂层合金牌号。参考刀具供应商提供的“牌号应用推荐图表”。在实际应用中,常见的错误是用替换其他刀具厂家类似的材料牌号试图解决刀具寿命问题。如果你现有的刀具不理想,那么改选接近的其他厂家牌号很可能带来类似结果。要解决问题,必须明确刀具失效原因。


7、功率要求

指导原则是物尽其用。如你购买了功率为20hp的铣床,那么,在工件及夹具允许的情况下,选择合适刀具和加工参数,使其能实现机床80%的功率运用。需特别留意机床用户手册中的功率/转速表,依据机床功率的有效功率范围选择可实现更佳切削应用的刀具。


8、切削刃数

原则是,多多益善。购买带两倍切削刃的车刀并不意味着支付两倍的费用。在过去的十年,先进的设计,使得切槽刀、切断刀以及一些铣刀片的切削刃数目也实现了翻番。以先进的带有16个切削刃刀片的铣刀替换原来的仅带4个切削刃的刀片的铣刀并不少见。而增加有效切削刃数还直接影响到工作台进给及生产率。


9、选择整体式刀具还是模块式刀具

小规格刀具更适合整体式设计;大规格刀具更适合模块式设计。对大规格刀具而言,当刀具失效,用户往往希望仅仅更换小而且价格不高的部件就可重获新刀具。对于切槽刀及镗刀,尤其如此。


10、选择单一刀具还是多功能刀具

件越小往往越适用复合刀具。例如,一把多功能刀具,可复合钻削、车削、内孔加工、螺纹加工和倒角加工。当然越复杂的工件也越适用于多功能刀具。机床只有在切削的时候才能为你带来收益,而不是在停机的时候。


11、选择标准刀具还是非标特制刀具

随着数控卓易彩票(CNC)的普及,大家普遍认为可通过编程来实现工件形状,而不是依靠刀具,因此,不再需要非标特制刀具。而事实上,今天非标刀具仍占总刀具销售数量的15%。为什么?采用专用刀具可满足精密的工件尺寸要求,减少工序并缩短加工周期。对于大批量生产而言,非标特制刀具可很好地缩短加工周期、降低成本。


12、切屑控制

请记住,你的目的是加工出工件而不是切屑,但切屑可以清楚地反映出刀具的切削状态。总体而言,人们对切屑存在成见,因大多数人并未接受解读切屑的训练。记住以下原则:好的切屑不会破坏加工,不好的切屑正相反。

刀片多设计有断屑槽,而断屑槽是依据进给率来设计的,无论是轻切削的精加工还是重切削的粗加工。

切屑越小,越难以折断。对于难加工材料而言,切屑控制是一大难题。尽管不能更换被加工材料,但可以更新刀具,调整切削速度、进给率、切削深度、刀尖圆角半径等等。优化切屑,优化加工是一个综合选择的结果。


13、编程

面对刀具、工件及数控加工机床,往往需要定义刀具路径。理想的情况是,了解基本的机器代码,有先进的CAM软件包。刀具路径,必须考虑到刀具特征,如坡走铣角度,旋转方向,进给,切削速度等。每种刀具都有相应的编程技术以缩短加工周期,改进切屑,降低切削力。好的CAM软件包可节省劳动力,提升生产率。


14、选择革新的刀具还是常规成熟刀具

以目前先进技术的发展速度,切削刀具的生产率,每10年就能翻番。对比10年前推荐的刀具切削参数,你会发现,现今的刀具可令加工效率翻倍,切削功率却降低了30%。新刀具合金基体更强固,韧性更高,可实现更高切削速度,更低切削力。断屑槽及牌号对应用的专一性更低,通用性更广。同时,现代刀具还增加了多功能性及模块化,这两者共同降低了库存,拓展了刀具应用。刀具发展还带动了新的产品设计和加工理念,如兼具车削和切槽功能的霸王刀、大进给铣刀,推动了高速加工、微量润滑冷却(MQL)加工及硬车技术等。基于以上因素及其他的原因,你也需要跟进最优选的加工方式,获悉最新的先进刀具技术,否则就有落后的危险。


15、价格

刀具价格固然重要,却比不上因刀具而付出的生产成本的重要性。虽然刀具有其相应价格,但刀具的真正价值在于为生产率所履行的职责。通常,价格最低的刀具是造成生产成本最高的刀具。切削刀具的价格仅占零件成本的3%。因此请关注刀具的生产率,而不是其购买价格。


螺纹铣刀选用指南

螺纹铣刀起源于欧洲,盛行欧美韩日等发达国家和地区多年,以其诸多优势广泛地取代丝攻、板牙、车刀等螺纹加工工具,在国内却鲜有认知和接受。

最近几年,随着国内航天、汽车、模具、机械加工等行业蓬勃发展,加工技术的不断提高,先进加工设备的广泛应用,螺纹铣刀逐渐进入人们的视野,并被慢慢认知和尝试。

螺纹铣刀按材质分为:整体硬质合金螺纹铣刀、可转位螺纹铣刀、焊接螺纹铣刀和高速钢螺纹铣刀,其中尤以整体螺纹铣刀和可转位螺纹铣刀最为常用。按螺纹标准分为公制、英制、美制,每个标准又分为更多的细类。按功能分为全齿螺纹铣刀、三齿螺纹铣刀、单齿螺纹铣刀、多功能螺纹铣刀、深孔螺纹铣刀、高硬度螺纹铣刀、内冷式螺纹铣刀、抗震螺纹铣刀和接骨板螺纹铣刀。

这么多的螺纹铣刀,怎样选用一款合适的螺纹铣刀就变成迫在眉睫的问题。

首先要确定螺纹加工的条件:螺纹铣刀需要在三轴联动(或以上)卓易彩票上使用,客户经常问到在数控车或专机上能否使用,这些都是不可以的;只能加工3倍刀具刃径的螺纹长度,并不是超过3倍刀具刃径的螺纹长度完全就不能加工,而是加工效果没那么理想。其次要确定自己需要螺纹的条件:螺纹规格、螺纹长度、外螺纹/内螺纹、被切材料,材料硬度、螺纹光洁度以及工件数量。


最后,有了这些条件后,一般遵循以下原则选用螺纹铣刀:


1.材料硬度:高硬度材料的分水岭是HRC40左右,超过这个硬度的材料,就需要选用高硬度的螺纹铣刀。


2.内螺纹还是外螺纹:螺纹铣刀有些规格内外螺纹是不通用的,比如M和UN,除此以外的螺纹规格,螺纹铣刀是内外通用的。


3.螺纹长度:遵循的基本原则是不超过刀具刃径的3倍螺纹长度,螺纹长度较长时尽量选择整体硬质合金螺纹铣刀,超过3倍D的,可订制带避震装置的螺纹铣刀,或者咨询供应商专业的螺纹刀具工程师。


4.螺纹大小:是选择整体螺纹铣刀还是可转位螺纹铣刀,一般来讲M12以下选用整体硬质合金螺纹铣刀,超过这个规格选择可转位螺纹铣刀。当然也要考虑客户的要求和加工环境,比如光洁度要求较高时,则应选用整体螺纹铣刀。


5.工件批量大小:打样比较多,散单较多,螺纹规格较杂,这样的情况应选用单齿的范围牙型螺纹铣刀,这种螺纹铣刀牙距是可调的,工件批量大的选用可转位螺纹铣刀,工件数量一般的选用整体螺纹铣刀。


6.内冷螺纹铣刀还是外冷螺纹铣刀:很多欧洲品牌都喜欢推荐内冷式螺纹铣刀,因其价格高,利润自然水涨船高,因此,建议除非条件是高硬度材料、特别难加工的材料、深孔螺纹或者要求高光洁度的螺纹,否则都可以用外冷式螺纹铣刀。


7.国产的还是欧美的:欧美螺纹铣刀品质比较好,但价格也比较高,国产螺纹铣刀价格比较便宜,但是品质不稳定。因此最近几年还是建议选择欧美品牌,待国产螺纹铣刀品质稳定后再慢慢替换,有一些欧洲厂商已经在开始本土化生产。


提高加工效率和延长刀具寿命的五种必备法则

合理的刀具选型和优化的加工方法,对于提高加工效率和延长刀具寿命非常重要,特别是在加工难加工材料航空零部件时更为重要。

  一种高品质的难加工材料刀具,必须具备超细晶粒刀具基体、锋利的切削角度、强壮的切削刃口、耐热的表面涂层等。根据以往加工难加工材料的应用经验,加工方法和参数的合理选择,对于加工这类难加工材料非常重要,使用特殊的加工技巧对于提高加工效率、延长刀具寿命是很有效的。

  无论采用哪种加工方法,其目的是为了最大限度的降低切削部位的刀尖和零件被加工区域的温度,防止被加工零件表面硬化和刀尖温度过高,增加散热区域、控制切削力。如采用摆线走刀和大进给铣削等方法均能提高其加工效率,延长刀具寿命。

  首先,充分的冷却、适当的加工线速度、有效的断屑、合理的刀具包角对于控制刀尖温度非常有效。对于同时具有内冷却的CNC机床和刀具,应该尽量使用最利于降温的内冷却功能,以便使强有力的高压水流带走大量的切削热,确保加工区域保持在一定的温度范围内。即使没有内冷却功能的机加工设备,也建议使用外传内冷却刀柄,同时增强冷却压力,改善冷却效果。

  其次,适当地控制刀具的切削力和切削速度,也是降低加工区域温度、延长刀具寿命最有效的方法之一。通常加工难加工材料一般均采用精磨的刀具刃口、较小的切削深度和切削宽度。根据不同的难加工材料、零件结构和加工设备等因素,选用合理的切削线速度非常重要。在通常加工中,镍基合金应控制在20~50m/min,钛合金应控制在30~110m/min,PH不锈钢应控制在50~120m/min。

  第三,对于同样的机床和零件,加工难加工材料的方法会大大影响刀具的加工效率和刀具寿命。无论是采用摆线加工、螺旋插补和大进给铣削方式,其目的都是降低切削力、减小切削区温度。摆线切入法可最大限度减小切削区,使得刀具的实际切削包角最小,延长刀具每齿的散热时间;螺旋插补使得每齿切削量相对均匀,特别是在拐角处最为明显;大进给切削方式,以小的切深、大的进给有效地减小了切削力,使得加工中产生最小的切削热,加工区域温度最低。

  第四,保证加工中断屑,也是控制温升的有效途径。一般在金属加工中大量的切削热产生在切屑上,有效地断屑会使加工中产生的大量切削热被切屑带走。通常情况下,在加工中我们不希望有长的切屑产生。对于难加工材料的加工更应该注意,特别是对于粗加工工序,在整个加工系统刚性允许的情况下,应尽量使其在整个加工过程中产生断屑,尽量采用逆铣方式,使形成的铁屑由厚变薄,并且铁屑形状为“9”字形、“6”字形或“C”字形。

  第五,加工中保持适当的有效刀具包角,使得刀具的每一个有效加工齿能够最大限度地保证最长冷却时间。加工中保持适当、合理地刀具有效包角,非常有利于提高难加工材料的切削效率、延长刀具加工寿命,对于加工难加工材料零件极为重要。刀具有效包角,反映到切削参数上与切削深度Ap和切削宽度Ae以及刀具直径Dc有着直接的关系。特别是在加工难加工材料时,应尽量避免满刀切削。在实际加工中,刀具的切削包角每增大一倍,刀具寿命会减少约30%。

  总之,难加工材料零部件必须具有高硬度、高强度、高韧性和高耐磨性,对于具有这些特性的新型难加工材料,其机加工性能差、加工难度大、加工效率低、刀具成本高。这样一来,难加工材料零部件对机加工刀具提出了更高地要求。


加工方案数控编程的制定原则

在数控机床加工过程中,因为加工对象复杂多样,特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化,加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响,所以在对具体零件制定加工方案时,应该进行具体分析和区别对待,灵活处理。只有这样,才能使所制定的加工方案合理,从而达到质量优、效率高和成本低的目的。


制定加工方案的一般原则分为以下几点:


一、先粗后精


为了提高生产效率并保证零件的精加工质量,在切削加工时,应先安排粗加工工序,在较短的时间内,将精加工前大量的加工余量去掉,同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。


当粗加工工序安排完后,接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中,安排半精加工的目的是,当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时,则可安排半精加工作为过渡性工序,以便使精加工余量小而均匀。


在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时,其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时,加工刀具的进退刀位置要考虑妥当,尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿,以免因切削力突然变化而造成弹性变形,致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。


二、先近后远


这里所说的远与近,是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下,特别是在粗加工时,通常安排离对刀点近的部位先加工,离对刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动距离,减少空行程时间。对于车削加工,先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性,改善其切削条件。


三、先内后外


对既要加工内表面(内型、腔),又要加工外表面的零件,在制定其加工方案时,通常应安排先加工内型和内腔,后加工外表面。这是因为控制内表面的尺寸和形状较困难,刀具刚性相应较差,刀尖(刃)的耐用度易受切削热影响而降低,以及在加工中清除切屑较困难等。


四、走刀路线最短


确定走刀路线的工作重点,主要用于确定粗加工及空行程的走刀路线,因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。走刀路线泛指刀具从对刀点(或机床固定原点)开始运动起,直至返回该点并结束加工程序所经过的路径,包括切削加工的路径及刀具引入、切出等非切削空行程。在保证加工质量的前提下,使加工程序具有最短的走刀路线,不仅可以节省整个加工过程的执行时间,还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。


优化工艺方案除了依靠大量的实践经验外,还应善于分析,必要时可辅以一些简单计算。


上述原则并不是一成不变的,对于某些特殊情况,则需要采取灵活可变的方案。如有的工件就必须先精加工后粗加工,才能保证其加工精度与质量。这些都有赖于编程者实际加工经验的不断积累与学习。


数控加工选对刀具很重要

  刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一,不仅影响机床的加工效率,而且直接影响零件的加工质量。



  由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床,而且主轴输出功率较大,因此与传统加工方法相比,对数控加工刀具的提出了更高的要求,包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高,而且要求尺寸稳定,安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一,它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。

数控机床选择刀具应考虑以下方面:

(1)根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件,建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。

(2)根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主,应选择刚性较好、精度较低的刀具,半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主,应选择耐用度高、精度较高的刀具,粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工选择相同的刀具,建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具,因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损,涂层磨损修光,继续使用会影响精加工的加工质量,但对粗加工的影响较小。

(3)根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角,以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀,齿数也不要超过4齿。

选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓的加工,常采用立铣刀;铣削平面时,应选硬质合金刀片铣刀;加工凸台、凹槽时,选高速钢立铣刀;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工,常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

在进行自由曲面加工时,由于球头刀具的端部切削速度为零,因此,为保证加工精度,切削行距一般很小,故球头铣刀适用于曲面的精加工。而端铣刀无论是在表面加工质量上还是在加工效率上都远远优于球头铣刀,因此,在确保零件加工不过切的前提下,粗加工和半精加工曲面时,尽量选择端铣刀。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。

在卓易彩票上,所有刀具全都预先装在刀库里,通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作。必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄,以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容,以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸,合理安排刀具的排列顺序。

刀具只是数控加工过程中的重要内容之一,除此之外,数控加工还涉及图样分析、工序划分、加工设备、工卡量具、工装夹具、编制最优化的加工程序等一系列环节。最终加工出的产品出现质量问题怎么解决?问题可能出在中间任何一个环节。


高速铣加工的错误想法及概念

在制造行业,对高速铣床普遍存在如下等较多的错误观念:


  • 高速铣床只是一台配了高转速主轴的铣床

  • 主轴转速越高,加工速度就越快

  • 高速铣床是一种新的科技,只是为了取代一般的传统铣床

  • 20,000 转的主轴已足够模具生产之需求

  • 高速铣床只是轴向服务器加大加快

  • 高速铣床只能加工电极

  • ………


事实上,高速铣床是一种新的技术与应用哲学:


要想要发挥出高速切削的效能,就必须个个环节的紧密配合,如果有其中一个环节搭配不佳,将无法发挥高速切削的效能。


  • 高速的刀杆与刀具

  • 高速的主轴

  • 高动力的XYZ轴

  • 高速的CNC控制器

  • 高速的程序策略


高速切削时的情况


随着转速增加到一定程度时,则刀具的温度和切削力反而会逐渐下降。这种现象被用在了高速铣削技术中。

高速切削時的情況

高速切削热源的分散比率

高速铣削(HSM)和高效能铣削(HPM)加工理念


例:粗加工淬硬钢,材料硬度 >55HRC

高速铣削的应用范围


  • 为了与主轴规格相匹配,保证加工的稳定性和安全起见,刀具直径不超过16mm(HSK-E40)。

  • 与传统铣削相比,高速铣削的切削去除率相对比较小,对于小零件和模具加工应用非常适合。

  • 可应用于薄片加工、微细加工等等新的加工应用。

  • 是软材或超硬材料的新理念加工工法。


例: 铝件,壁厚为0.5mm,如果没有高速铣削技术该零件可能无法生产。

1.高速配合的刀杆与刀具


实际上,并不是机器在做切削,而是刀具!刀具就像汽车的轮胎,是汽车中唯一接触地面的零件。在赛车中良好与合适的轮胎是致胜的关键,刀具的选择及加工条件可以依照刀具商所提供的资料, 但使用者仍需依实际加工情况予以调整。


选择刀具的标准:

  • 直径(根据工件几何尺寸、精度)

  • 类型(粗加工,精加工,开槽,3D轮廓,边缘加工,…)

  • 形状(,圆鼻刀, 多刃铣刀, ..)

  • 材料(高速钢,硬质合金, 金属陶瓷,金刚石,立方氮化硼CBN)

  • 刀具涂层 (TiN,TiCN, TiAlN, …)

  • 品质(径向跳动,形状精度, 动平衡, 刚性)


2.高速主轴


实际上,高速的主轴就像F1赛车内的引擎高转速与高动力。


主轴大略可分为两种规格:

  • 有轴承的=> 高扭力, 目前最高速度能达到5.4万转。

  • 无轴承的(气体带动) =>低扭力, 但转速非常快 (>100krpm)


高扭力容许较大材料的切削, 使用较大的刀具与较硬的材料。高转速容许较快的切削速率与达到HSM的效果。


3.高动态性能的各轴


实际上,机器本身的床台结构就好比车子的底盘,强壮安全的吸收冲击与震动。


传统的硬轨可以通过机台上的调整来获得较佳的精度,但是它无法达到线性滑轨所能达到的高速加工高速的各轴及坚固的床身结构,加速度是关键因素,高加速度的各轴减少时间上的浪费,更好的切削表面,刀具磨损低。


4.高速铣削控制器CNC


实际上,控制器如同驾驶员,它的操作技能决定了赛车的胜负它需要有前瞻性、灵敏度和快速的反应能力。

5.高速铣削的CAM加工策略


实际上,有许多条路可以从一点到达下一个点,可是所有的路径都会在速度,表面等产生不同的效果。


正确选择机加刀具涂层,省心省力

对小型圆形刀具进行正确的表面处理可以提高刀具寿命,减少加工循环时间,提升加工表面质量。但是,根据加工需要正确选择刀具涂层有可能是一件令人困惑和费劲的工作。每一种涂层在切削加工中都既有优势又有缺点,如果选用了不恰当的涂层,有可能导致刀具寿命低于未涂层刀具,有时甚至会引出比涂层以前更多的问题。


  目前已有许多种刀具涂层可供选择,包括PVD涂层、CVD涂层以及交替涂覆PVD和CVD的复合涂层等,从刀具制造商或涂层供应商那里可以很容易地获得这些涂层。本文将介绍一些刀具涂层共有的属性以及一些常用的PVD、CVD涂层选择方案。在确定选用何种涂层对于切削加工最为有益时,涂层的每一种特性都起着十分重要的作用。


1、涂层的特性


  1)硬度


  涂层带来的高表面硬度是提高刀具寿命的最佳方式之一。一般而言,材料或表面的硬度越高,刀具的寿命越长。氮碳化钛(TiCN)涂层比氮化钛(TiN)涂层具有更高的硬度。由于增加了含碳量,使TiCN涂层的硬度提高了33%,其硬度变化范围约为Hv3000~4000(取决于制造商)。表面硬度高达Hv9000的CVD金刚石涂层在刀具上的应用已较为成熟,与PVD涂层刀具相比,CVD金刚石涂层刀具的寿命提高了10~20倍。金刚石涂层的高硬度和切削速度可比未涂层刀具提高2~3倍的能力使其成为非铁族材料切削加工的不错选择。


  2)耐磨性


  耐磨性是指涂层抵抗磨损的能力。虽然某些工件材料本身硬度可能并不太高,但在生产过程中添加的元素和采用的工艺可能会引起刀具切削刃崩裂或磨钝。


  3)表面润滑性


  高摩擦系数会增加切削热,导致涂层寿命缩短甚至失效。而降低摩擦系数可以大大延长刀具寿命。细腻光滑或纹理规则的涂层表面有助于降低切削热,因为光滑的表面可使切屑迅速滑离前刀面而减少热量的产生。与未涂层刀具相比,表面润滑性更好的涂层刀具还能以更高的切削速度进行加工,从而进一步避免与工件材料发生高温熔焊。


  4)氧化温度


  氧化温度是指涂层开始分解时的温度值。氧化温度值越高,对在高温条件下的切削加工越有利。虽然TiAlN涂层的常温硬度也许低于TiCN涂层,但事实证明它在高温加工中要比TiCN有效得多。TiAlN涂层在高温下仍能保持其硬度的原因在于可在刀具与切屑之间形成一层氧化铝,氧化铝层可将热量从刀具传入工件或切屑。与高速钢刀具相比,硬质合金刀具的切削速度通常更高,这就使TiAlN成为硬质合金刀具的首选涂层,硬质合金钻头和立铣刀通常采用这种PVD TiAlN涂层。


  5)抗粘结性


  涂层的抗粘结性可防止或减轻刀具与被加工材料发生化学反应,避免工件材料沉积在刀具上。在加工非铁族金属(如铝、黄铜等)时,刀具上经常会产生积屑瘤(BUE),从而造成刀具崩刃或工件尺寸超差。一旦被加工材料开始粘附在刀具上,粘附就会不断扩大。例如,用成型丝锥加工铝质工件时,加工完每个孔后丝锥上粘附的铝都会增加,以至最后使得丝锥直径变得过大,造成工件尺寸超差报废。具有良好抗粘结性的涂层甚至在冷却液性能不良或浓度不足的加工场合也能起到很好的作用。


2、常用的涂层


  1)氮化钛涂层(TiN)


  TiN是一种通用型PVD涂层,可以提高刀具硬度并具有较高的氧化温度。该涂层用于高速钢切削刀具或成形工具可获得很不错的加工效果。


  2)氮碳化钛涂层(TiCN)


  TiCN涂层中添加的碳元素可提高刀具硬度并获得更好的表面润滑性,是高速钢刀具的理想涂层。


  3)氮铝钛或氮钛铝涂层(TiAlN/AlTiN)


  TiAlN/AlTiN涂层中形成的氧化铝层可以有效提高刀具的高温加工寿命。主要用于干式或半干式切削加工的硬质合金刀具可选用该涂层。根据涂层中所含铝和钛的比例不同,AlTiN涂层可提供比TiAlN涂层更高的表面硬度,因此它是高速加工领域又一个可行的涂层选择。


  4)氮化铬涂层(CrN)


  CrN涂层良好的抗粘结性使其在容易产生积屑瘤的加工中成为首选涂层。涂覆了这种几乎无形的涂层后,高速钢刀具或硬质合金刀具和成形工具的加工性能将会大大改善。


  5)金刚石涂层(Diamond)


  CVD金刚石涂层可为非铁金属材料加工刀具提供最佳性能,是加工石墨、金属基复合材料(MMC)、高硅铝合金及许多其它高磨蚀材料的理想涂层(注意:纯金刚石涂层刀具不能用于加工钢件,因为加工钢件时会产生大量切削热,并导致发生化学反应,使涂层与刀具之间的粘附层遭到破坏)。


  适用于硬铣、攻丝和钻削加工的涂层各不相同,分别有其特定的使用场合。此外,还可以采用多层涂层,此类涂层在表层与刀具基体之间还嵌入了其它涂层,可以进一步提高刀具的使用寿命。


3、涂层的成功应用


  实现涂层的高性价比应用可能取决于许多因素,但对于每种特定的加工应用而言,通常只有一种或几种可行的涂层选择。涂层及其特性的选择是否正确可能就意味着加工性能明显提高与几乎没有改善之间的区别。切削深度、切削速度和冷却液都可能对刀具涂层的应用效果产生影响。


  由于在一种工件材料的加工中存在着许多变量,因此确定选用何种涂层的最好方法之一就是通过试切。涂层供应商们正在不断开发更多的新涂层,以进一步提高涂层的耐高温、耐摩擦和耐磨损性能。与涂层(刀具)制造商一起验证最新、最好的刀具涂层在加工中的应用总是一件好事。


如何避免数控机床出现撞机安全事故?

1. 编程员在编程时设定的工件坐标系原点应在工件毛坯以外,至少应在工件表面上


在正常情况下,工件坐标系原点可以设在任何地方,只要此原点与机床坐标系原点有一定的关系即可。但在实际操作时,万一出现指令为零或接近零时,刀具就会直接指零或接近零的位置。

在铣削加工时,刀具将奔向工作台或夹具基面;在车削加工时,将奔向卡盘基面。这样,刀具将穿透工件直指基准面。此时,若为快速移动,则必发生事故。FANUC系统一般设定:当省略小数点时,为最小输入单位,通常为Hm。当疏漏了小数点时,则输入的值将缩小成千分之一,此时,输入的值就会接近于零。或者,由于其他原因,使刀具本应离开工件但实际并未离开工件而进入工件之内。出现这种情况是,工件坐标系零点应设在工件以外或在工作台(或夹具)基面上,其结果将是不一样的。


2. 编程员和操作者在书写程序时,对小数点要倍加小心


FANUC系统在省略小数点时为最小设定单位,而大多数国产系统及欧美的一些系统,在省略小数点时,则为mm,即计算器输入方式。若你习惯了计算器输入方式,则在FANUC系统上就会出现问题。不少编程员和操作者,可能两种系统都要使用,为防止因小数点而出现问题。 为了使小数点醒目,在编程时往往把孤立的小数点写为“0”的形式。当然,系统在执行时,数值的小数点以后的零被忽略。


3. 操作者在调整工件坐标系时,应把基准点设在多有刀具物理(几何)长度以外,至少应在最长刀具的刀位点上


对于工件安装图上的工件坐标系,操作者在机床上是通过设置机床坐标系偏移来获得的。亦即,操作者在机床上设定一个基准点,并找到这一基准点与编程员设定的工件坐标系零点之间的尺寸,并把这一尺寸设为工件坐标系偏移。

在车床上,可把基准点设在刀架旋转中心、基准刀具刀尖上或别的位置。如果不附加另外的运动,则编程员指令的零,即为刀架(机床)的基准点移动到编程的玲位置。此时,若基准点设在刀架旋转中心,则刀架必与工件相撞。为保证不相撞,则机床上的基准点不但应设在刀架之外,还应设在所有刀具之外。这样即使刀架上装有刀具时,基准点也不会与工件相撞。

在铣床上,X、Y轴的基准点在主轴轴心线上。但是,Z轴的基准点,可以设在主轴端或在主轴端之外的某点上。若在主轴端,当指令为零时,主轴端将到达坐标系指定的零位置。此时,主轴端的端面键将与工件相撞:若主轴上再装有刀具,则必与工件相撞。为保证不相撞,则Z轴上的基准点应设在所有刀具长度之外。即使不附加别的运动,基准点也不会撞工件。


4. 操作者在调整刀具长度偏置时,应保证其偏置值为负值


编程员在指令刀具长度补偿时,车削用T代码指令,而铣削用G43指令,即把刀具长度偏置值加到指令值上。在机床坐标轴的方向上,规定刀具远离工件的运动方向为正,刀具移近工件的方向为负。操作者把刀偏值调整为负值,是指令刀具移向工件。程序中指令刀具向工件趋近时,除了指令值之外,还要附加刀具的偏置值,这个附加的值是移向工件的。此时,万一此值被疏漏,刀具就不会到达目标点。

为使刀具偏置值为负值,则在规定机床上的基准点时,必须设在所有刀具长度之外,至少应在基准刀具的刀位(尖)点上。



德速伺服刀库卡刀刀臂回退操作步骤


1、 按下SET功能键


2、 按屏幕右下扩展键找到<操作>


3、 选择 <操作>


4、 通过PAGE翻页键找到 ARM SW


5、 按下光标向右键,打开刀臂手动回退功能


6、 选择手动模式,按下程序停止键,刀臂开始慢速回退,等刀臂回退到原位,松开程序停止键


7、 关闭手动刀臂回退功能


PLC的维护及使用技巧

随着社会的发展,plc可编程序控制器在工业生产中得到了广泛的使用,但是其维护检修方法和技巧,很多工程师都不得法,下面为您介绍PLC使用过程的经验和技巧。

一、PLC输入与输出

一只小小的PLC灵活地控制着一个复杂系统,所能看到的是上下两排错开的输入输出继电器接线端子、对应的指示灯及PLC编号,就像一块有数十只脚的集成电路。任何一个人如果不看原理图来检修故障设备,会束手无策,查找故障的速度会特别慢。鉴于这种情况,我们根据电气原理图绘制一张表格,贴在设备的控制台或控制柜上,标明每个PLC输入输出端子编号与之相对应的电器符号,中文名称,即类似集成电路各管脚的功能说明。有了这张输入输出表格,对于了解操作过程或熟悉本设备梯形图的电工就可以展开检修了。但对于那些对操作过程不熟悉,不会看梯形图的电工来说,就需要再绘制一张表格:PLC输入输出逻辑功能表。该表实际说明了大部分操作过程中输入回路(触发元件、关联元件)和输出回路(执行元件)的逻辑对应关系。实践证明如果你能熟练利用输入输出对应表及输入输出逻辑功能表,检修电气故障,不带图纸,也能轻松自如。

二、输入回路检修

判断某只按扭、限位、线路等输入回路的好坏,可在PLC通电情况下(最好在非运行状态,以防设备误动作),按下按扭(或其他输入接点),这时对应的PLC输入点端子与公共端被短接,按扭所对应的PLC输入指示灯亮,说明此按扭及线路正常。灯不亮,可能按扭坏、线路接触不良或者断线。若进一步判断,按扭如果是好的,那么用万用表的一根表笔,一头接PLC输入端的公共端,另一头接触所对应的PLC输入点(上述操作要小心,千万不要碰到220V或110V输入端子上)。此时指示灯亮,说明线路存在故障。指示灯不亮,说明此PLC输入点已损坏(此情况少见,一般强电入侵所致)。

三、输出回路检修

对于PLC输出点(这里仅谈继电器输出型),若动作对象所对应的指示灯不亮,在确定PLC在运行状态下,那么说明此动作对象的PLC输入输出逻辑功能没有满足,也就是说输入回路出故障,按前面讲的,检查输入回路。若所对应的指示灯亮,但所对应的执行元件如电磁阀、接触器不动作,先查电磁阀控制电源及保险器,最简便的方法,用电笔去量所对应PLC输出点的公共端子。电笔不亮,可能对应保险丝熔断等电源故障。电笔亮,说明电源是好的,所对应的电磁阀、接触器、线路出故障。排除电磁阀、接触器、线路等故障后,仍不正常,就利用万用表一只表笔,一头接对应的输出公共端子,另一头接触所对应的PLC输出点,这时电磁阀等仍不动作,说明输出线路出故障。

如果这时电磁阀动作,那么问题在PLC输出点上。由于电笔有时会虚报,可用另一种方法分析,用万用表电压档量PLC输出点与公共端的电压,电压为零或接近零,说明PLC输出点正常,故障点在外围。若电压较高,说明此触点接触电阻太大,已损坏。另外,当指示灯不亮,但对应的电磁阀、接触器等动作,这可能此输出点因过载或短路烧牢。这时应把此输出点的外接线拆下来,再用万用表电阻档去量输出点与公共端的电阻,若电阻较小,说明此触点已坏,若电阻无穷大,说明此触点是好的,应 是所对应的输出指示灯已坏。

四、程序逻辑推断

现在工业上经常使用的PLC种类繁多,对于低端的PLC而言,梯形图指令大同小异,对于中高端机,如S7-300,许多程序是用语言表编的。实用的梯形图必须有中文符号注解,否则阅读很困难,看梯形图前如能大概了解设备工艺或操作过程 ,看起来比较容易。若进行电气故障分析,一般是应用反查法或称反推法,即根据输入输出对应表,从故障点找到对应PLC的输出继电器,开始反查满足其动作的逻辑关系。经验表明,查到一处问题,故障基本可以排除,因为设备同时发生两起及两起以上的故障点是不多的。

五、PLC自身故障判断

一般来说,PLC是极其可靠的设备,出故障率很低,但由于外部原因,也可导致PLC损坏。

1、一只工作电源为220V的接近开关,其输入PLC信号触点两根引线与接近开关的220V的电 源线共用一根4芯电缆,一次该接近开关损坏,电工更换时,错把电源的零线与输入的PLC的公共线调错,导致送电时烧坏了3路PLC输入点。

2、一次系统电源变压器零线排因腐蚀而中断,导致接入PLC220V电源升到380V,烧坏了PLC底部的电源模块,后整改时增加了380/220V的隔离控制变压器。

3、西门子S7-200的PLC输出公共端标1L、2L等,工作电脑为AC L1 N 表示,+24V 电源为L+M表示对初学者或经验不足者容易搞错。如果错把L+M当作220V电源端子,送电瞬间即将烧坏 PLC24V电源。

PLC、CPU等硬件损坏或软件运行出错的概率几乎为零,PLC输入点如不是强电入侵所致,几乎也不会损坏,PLC输出继电器的常开点,若不是外围负载短路或设计不合理,负载电流超出额定范围,触点的寿命也很长。因此,我们查找电气故障点,重点要放在PLC的外围电气元件上,不要总是怀疑PLC硬件或程序有问题,这对快速维修好故障设备、快速恢复生产是十分重要的,因此PLC控制回路的电气故障检修,重点不在PLC本身,而是PLC所控制回路中的外围电气元件。


轴承温度过高的原因及解决办法

1、加油量不恰当,润滑油脂过少或过多

应当按照工作的要求定期给轴承箱加油。轴承加油后有时也会出现温度高的情况,主要是加油过多。这时现象为温度持续不断上升,到达某点后(一般在比正常运行温度高10℃~15℃左右)就会维持不变,然后会逐渐下降。

2、轴承所加油脂不符合要求或被污染

润滑油脂选用不合适,不易形成均匀的润滑油膜,无法减少轴承内部摩擦及磨损,润滑不足,轴承温度升高。当不同型号的油脂混合时,可能会发生化学反应,造成油脂变质、结块,降低润滑效果。油脂受污染也会使轴承温度升高,加油脂过程中落入灰尘,造成油脂污染,导致轴承箱内部油脂劣化破坏轴承润滑,温度升高。

因此应选用合适的油脂,检修中对轴承箱及轴承进行清洗,加油管路进行检查疏通,不同型号的油脂不许混用,若更换其它型号的油脂时,应先将原来油脂清理干净;运行维护中定期加油脂,油脂应妥善保管做防潮防尘措施。

3、冷却不够

检查管路是否堵塞,进油温度及回水温度是否超标。若冷却器选用不合适,冷却效果差,无法满足使用要求时,应及时进行更换或并列安装新冷却器。轴流式引风机还应检查中芯筒的保温和密封性。

4、确认不存在上述问题后再检查联轴器找正情况和轴承

联轴器的找正要符合工艺标准。在轴流式引风机、液力耦合器等找正时还应考虑运行中设备受热膨胀的问题。引风机叶轮侧因受热膨胀,轴承箱升高;液力耦合器运行中温度升高轴承箱膨胀,轴承升高,因此找正时电机要高一些,预留量的大小要依据设备的特性和运行中的温度参数而定。

三、轴承检查主要有以下几点

1、轴承的质量

解体轴承箱期间,首先,检查润滑油脂是否有变质、结块、杂质等不良情况,这是判断轴承损坏原因的重要依据。其次,检查轴承有无咬坏和磨损;检查轴承内外圈、滚动体、保持架其表面的光洁度以及有无裂痕、锈蚀、脱皮、凹坑、过热变色等缺陷,测量轴承游隙是否超标;检查轴套有无磨损、坑点、脱皮,若有以上情应更换新轴承。

2、轴承的配合

轴承安装时轴承内径与轴、外径与外壳的配合非常重要,当配合过松时,配合面会产生相对滑动称做蠕变。蠕变一旦产生会对磨损配合面,损伤轴或外壳,而且磨损粉末会侵入轴承内部,造成发热、振动和破坏。过盈过大时,会导致外圈外径变小或内圈内径变大,减小轴承内部游隙。为选择适合用途的配合,要考虑轴承负荷的性质、大小、温度条件、内圈外圈的旋转状各种条件因素。

3、轴承各部配合间隙的调整

轴承间隙过小时,由于油脂在间隙内剪力摩擦损失过大,也会引起轴承发热,同时,间隙过小时,油量会减小,来不及带走摩擦产生的热量,会进一步提高轴承的温升。但是,间隙过大则会改变轴承的动力特性,引起转子运转不稳定。因此需要针对不同的设备和使用条件选择核实的轴承间隙。


完美解决加工中车床振动震刀问题

机床加工中振动震刀问题,造成工件表面有颤纹,返工率、废品率高。机床震动原因一般是机床-工件-刀具三个系统中任一个或多个系统刚性不足,下面先说振动、震刀产生时都需要从哪些方面入手排查。

1.工件方面的排查点

(1)细长轴类的外圆车削;一般切削点离夹持点的距离,如果长径比超过3的话就容易振刀,可以考虑改变下工艺。

(2)薄壁零件的外圆车削。

(3)箱形部品(如钣金焊接结构件)车削。

(4)超硬材质切削。

2. 刀具原因

(1)利用成型刀片进行成形车削;

(2)刀具的角度特别是主偏角,后角,前角等;

(3)刀刃的锋利程度;

(4)刀尖圆弧半径是否过大;

(5)切削参数是否合适。

3. 机床原因

(1)活顶尖伸出过长

(2)轴承已受损而继续切削

首先排除刀具的问题

先查车刀本身刚度,是否未夹紧?是否伸出过长?是否垫片不平?再查车刀(镗刀)是否磨损?是否刀尖圆角或修光刃过宽?车刀后角是否过小?看一下你现在用的是90度刀还是45度的,试换一下。另外,走刀(进给量)太小,也可能是一种产生颤纹的诱因,可略调整加大一点。你调整一下转速、单刀切削深度、进给量试一下来排除共振点。

排查机床及装卡部位原因

(1)查找一下你的活顶尖是不是伸出过长,轴承是不是良好。里面有平面滚动轴承组合。实在怀疑,可以用死顶尖换用,注意中心孔的牛油润滑。

(2)查找一下你尾架顶夹紧情况,夹紧条件下是不是左右里、上下里与机床主轴不同心。

(3)把大中小拖板都紧一些,尤其是中拖板。

(4)如果是机床的尾架部分你暂时无法去检查(第1、2点,需要一些钳工基础),可以试着从卡抓端向尾部走刀。反车,可以最大程度削除尾端的不给力。

(5)如果第4步还有情况,要看一下主轴了,当然,如是三抓,也要查一下,是不是螺旋槽有损坏。四抓是人工自支调的,就不需检查了。

综合抑制振刀的对策

如果你的主轴瓦已经真的紧到位了,工件也不是薄壁空心件或悬伸过长,卡盘夹紧也没问题。采用其他一些抑制振刀的对策。依据研究所得的震刀原理,目前应用于加工现场中有一些比较具体而实用的方法:

(1)减轻造成振动的部份的工作重量,惯性越小越好。

(2)针对振动最大的地方予以固定或夹持,如中心架、工作保持器等。

(3)提高加工系统的刚性,例如使用弹性系数较高的刀柄或使用加入动态减振器(Dynamic Damper)的特殊抗震力,以吸收冲击能量。

(4)从刀片与工作旋转方向下功夫。

(5)改变刀具的外型与进角,刀具鼻端半径(Nose Radius)越小越好,以降低切削阻力。 侧倾角(Sick Rake Angle) 必须取正值,以使切削方向更近垂直。后倾角(Back Rake Augle) 最好为正值,惟甚去屑切屑能力相对变差,因此一般可选 用槽刑刀以使倾角变为负值,但仍保有正值的切削效果。


设备电气故障排除方法与维修技巧

一、故障排除的基础

要彻底排除故障,必须清楚故障发生的原因。要具有一定的专业理论知识。维修电工与其他工种比较而言,理论性更强。实际工作中,往往动脑筋的时间比动手的时间长,一旦找出故障点,修复就比较简单。了解设备的运行形式和对电气提出的要求,要弄懂电气设备的工作原理,熟练掌握电气工作原理,是排除故障重要的基础。

灵活运用各种方法,才能迅速找到故障点并排除。了解各电器元件在设备中的具体位置及线路和布局,实现电气原理图与实际配线对应,是提高故障排除的基础。在排除故障测量时,要选择有效的测试点,防止判断误差,缩小故障范围。


二、常见的分析和查找故障方法

一般分为以下几种:

1、电阻法

通常利用万用表的电阻档,测量线路、触点等是否通断。

2、电压法

利用万用表相应的电压档,测量电路中电压值。

3、电流法

通过测量线路中的电流是否符合正常值,判定故障原因。

4、仪器测试法

借助各种仪器仪表测量各种参数,以便分析故障的原因。

5、替代法

在怀疑某个器件有故障,且有代用件时,可替换试验,看故障是否恢复。

6、直接检查法

在了解故障原因或根据经验针对出现故障几率高、或是一些特殊故障,可以直接检查所怀疑的故障点。

7、比较、分析、判断法

它是根据系统的工作原理、控制环节的动作程序以及它们之间的关系。结合故障发生,分析和判断,减少测量、检查等环节,迅速判断故障发生的范围。

以上几种常用的方法,是本人根据多年工作经验总结出来的,可根据具体情况灵活运用。


三、排除故障的步骤

1、调查研究

首先了解故障发生时的情况,可从以下几方面入手:

a、详细询问操作者;

b、通过看、听、闻、摸等方法,是否有如破裂、杂声、异味、过热等特殊现象;

c、在确定无危险的情况下,通过测试判定故障所在,这是分析故障的基础。

2、分析故障,确定故障的范围

根据故障的现象,先动脑、后动手,结合设备的原理及控制特点进行分析,确定故障发生在什么范围内。

3、排除故障的过程就是分析、检测和判断,逐步缩小故障范围

一般情况下,以设备的动作顺序为排除故障时分析、检测的次序,先检查电源,再检查线路和负载;检查公共回路,再检查各分支回路;先检查控制回路,再检查主回路;先检查容易测量的部分(如电气箱内),再检查不容易检测的部分。确定故障范围后,根据工作原理,通过分析、检测、判断,确定故障点,排除故障。


结语:通过以上分析,做为一名合格的维修电工必须做到:一方面要加强理论知识的学习,另一方面要采取各种途径来提高排除故障的能力,从而在今后的工作中能够掌握电气设备及线路的合理安装、良好的调试和日常保养与检查的方法,设备故障时能迅速查明故障原因、正确处理故障,保证设备正常运行。


卓易彩票主轴的常见故障分析

卓易彩票是高速、高精密、高自动化、结构异常复杂的先进加工设备,在现代制造业生产中发挥着巨大的作用,一旦发生故障,极大的影响企业的生产效率,虽然卓易彩票都具有着很好的故障自诊功能,在卓易彩票发生故障时大部分都会有报警信息提示,但有时候卓易彩票的故障是综合形式的,没有报警信息,无法区分是机械问题、电气问题,还是液气压问题、CNC系统,需要维修人员具有较多的知识和综合判断能力和丰富的维修经验。

本文根据生产实践经验,对卓易彩票常见的主轴故障进行了详细的分析,并提出了相应的维修措施,为卓易彩票的维修和维护提供了有效的借鉴。


一、卓易彩票主轴的常见故障分析

卓易彩票的主轴通常使用伺服调速电动机调速,其结构相对简单,但是卓易彩票有刀具自动夹、和切屑自动清除装置以及主轴准停装置,常见的主轴故障也多发生在这些部位,下面对其进行具体的分析。

1、主轴发热、旋转精度下降问题

故障发生的现象:加工出来的工件孔精度偏低,圆柱度很差,主轴发热很快,加工噪声很大。

故障原因分析:经过对机床主轴长期观察可以确定,机床主轴的定心锥孔在多次换刀过程中受到损伤,主要损伤原因是使用过程中换刀的拔、插到失误,损伤了主轴定心孔的锥面,仔细分析后发现主轴部件的故障原因有四点:

(1)主轴轴承的润滑脂不合要求,混有粉尘杂质和水分,这些杂质主要来源于该卓易彩票用的没有经过精馏和干燥的压缩空气,在气动清屑时,粉尘和水气进入到主轴轴承的润滑脂内,导致主轴轴承润滑不好,产生大量热河噪声;

(2)主轴内用于定位刀具的锥形孔定位面上有损伤,导致主轴的锥面和刀柄的锥面不能完美配合,加工的孔出现微量偏心;

(3)主轴的前轴承预紧力下降,导致轴承的游隙变大;

(4)主轴内部的自动夹紧装置的弹簧疲劳失效,刀具不能完整拉紧,偏离了原本位置。

针对以上原因,故障处理措施:

(1)更换主轴的前端轴承,使用合格的润滑脂,并调整轴承游隙;

(2)将主轴内锥形孔定位面研磨合格,用涂色法检测保证与刀柄的接触面不低于90%;

(3)更换夹紧装置的弹簧,调整轴承的预紧力。

除此之外,在操作过程中要经常检查主轴的轴孔、刀柄的清洁和配合状况,要增加空气精滤和干燥装置,要合理安排加工工艺,不可使机器超负荷工作。

2、卓易彩票的主轴部件的拉杆钢球损坏问题

故障发生的现象:主轴内刀具自动夹紧机构的拉杆钢球经常损坏,刀具的刀柄尾部锥面也经常损坏。

故障原因分析:经研究发现,主轴松刀动作与机械手拔刀动作不协调,具体原因是限位开关安装在增压气缸的尾部,在气缸的活塞动作到位时,增压缸的活塞不能及时到位,导致在夹紧结构的机械手还未完全松开时就进行了暴力拔刀,严重损坏了拉杆钢球和拉紧螺钉。

故障处理措施:对油缸和气缸进行清洗,更换密封环,调整压强,使两者动作协调一致,同时定期对气液增压缸进行检查,及时消除安全隐患。

3、主轴部件的定位键损坏问题

故障发生的现象:换刀声音较大,主轴前端拨动刀柄旋转的定位键发生局部变形。

故障原因分析:经过研究发现,换刀过程中的巨大声响发生在机械手插刀阶段,原因是主轴准停位置有误差问题以及主轴换刀的参考点发生漂移问题。卓易彩票通常采用霍尔元件进行定向检测,霍尔元件的固定螺钉在长时间使用后出现了松动,导致机械手插刀时刀柄的键槽没有对准主轴上的定位键,故而会撞坏定位键;而主轴换刀的参考点发生漂移可能是CNC系统的电路板发生接触不良、电气参数变化、接近开关固定松动等,参考点漂移导致刀柄插入到主轴锥孔时,锥面直接撞击定心锥孔,产生异响。

故障处理措施:调整霍尔元件的安装位置,并加防松胶紧固,同时调整换刀参考点,更换主轴前端的定位键。除此之外,在卓易彩票使用过程中要定期检查主轴准停位置和主轴换刀参考点的位置变化,发生异常现象要及时检查。

除此之外,卓易彩票还会发生一些其他的故障,在进行维修时,要本着先外围后内部、先软件后硬件、先机械后电气的原则,根据卓易彩票的相关资料和加工工艺,对故障进行仔细的检查,逐步缩小故障范围,最后确定故障原因,在可行的范围内提出处理措施并记录下来供以后维修使用。


二、结论

卓易彩票主轴是卓易彩票的核心部件,在使用过程中要对它细致的维护和保养,对于一些常见的机械故障要通过日常的检查及时发现并处理,减少卓易彩票的故障停机次数和维修时间,保证卓易彩票日常运转,延长卓易彩票的使用寿命,为企业的生产节省成本。


轴承发响30种原因总结

新的轴承装上后发响的情况,相信大家一定都遇到过。这时候我们想到的一定是退货,但轴承发响一定是产品的质量原因吗?经过技术人员的长期总结,轴承发响有以下30种原因,可能还有很多是我们没有碰到过的,欢迎大家补充。


轴承发响原因总结30种:

1.油脂有杂质; 

2.润滑不足(油位太低,保存不当导致油或脂通过密封漏损);

3.轴承的游隙太小或太大(生产厂问题);

4.轴承中混入砂粒或碳粒等杂质,起到研磨剂作用;

5.轴承中混入水份,酸类或油漆等污物,起到腐蚀作用;

6.轴承被座孔夹扁(座孔的圆度不好,或座孔扭曲不直);

7.轴承座的底面的垫铁不平(导致座孔变形甚至轴承座出现裂纹);

8.轴承座孔内有杂物(残留有切屑,尘粒等);

9.密封圈偏心(碰到相邻零件并发生摩擦);

10.轴承受到额外载荷(轴承受到轴向蹩紧,或一根轴上有两只固定端轴承);

11.轴承与轴的配合太松(轴的直径偏小或紧定套未旋紧);

12.轴承的游隙太小,旋转时过紧(紧定套旋紧得过头了);

13.轴承有噪声(滚子的端面或钢球打滑造成);

14.轴的热伸长过大(轴承受到静不定轴向附加负荷);

15.轴肩太大(碰到轴承的密封件并发生摩擦);

16.座孔的挡肩太大(把轴承发的密封件碰得歪曲); 

17.迷宫式密封圈的间隙太小(与轴发生摩擦);

18.锁紧垫圈的齿弯曲(碰到轴承并发生摩擦);

19.甩油圈的位置不合适(碰到法兰盖并发生摩擦);

20.钢球或滚子上有压坑(安装时用锤子敲打轴承所造成);

21.轴承有噪音(有外振源干扰);

22.轴承受热变色并变形(使用喷枪加热拆卸轴承所造成);

23.轴太粗使实际配合过紧(造成轴承温度过高或发生噪音);

24.座孔的直径偏小(造成轴承温度过高);

25.轴承座孔直径过大,实际配合太松(轴承温度过高--外圈打滑);

26.轴承座孔变大(有色金属的轴承座孔被撑大,或因热膨胀而变大);

27.保持架断裂 。

28.轴承滚道生锈。

29.钢球、滚道磨损(磨加工不合格或产品有碰伤)。

30.套圈滚道不合格(生产厂问题)。


解决数控铣床刀具径向跳动方法

在数控铣床切削加工过程中,造成加工误差的原因很多,刀具径向跳动带来的误差是其中的一个重要因素,它直接影响机床在理想加工条件下所能达到的最小形状误差和被加工表面的几何形状精度。在实际切削中,刀具的径向跳动影响零件的加工精度、表面粗糙度、刀具磨损不均匀度及多齿刀具的切削过程特性。刀具径向跳动越大,刀具的加工状态越不稳定的,越影响加工效果。


一、径向跳动产生原因

刀具及主轴部件的制造误差、装夹误差造成刀具轴线和主轴理想回转轴线之间漂移和偏心、以及具体加工工艺、工装等都可能产生数控铣床刀具在加工中的径向跳动。

1、主轴本身径向跳动带来的影响

产生主轴径向跳动误差的主要原因有主轴各个轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴挠度等,它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。这些因素都是在机床的制造和装配等过程中形成的,作为机床的操作者很难避免它们带来的影响。

2、刀具中心和主轴旋转中心不一致带来的影响

刀具在安装到主轴的过程中,如果刀具的中心和主轴的旋转中心不一致,必然也会带来刀具的径向跳动。其具体影响因素有:刀具和夹头的配合、上刀方法是否正确以及刀具自身的质量。

3、具体加工工艺带来的影响

刀具在加工时产生的径向跳动主要是因为径向切削力加剧了径向跳动。径向切削力是总切削力在径向的分力。它会使工件弯曲变形和产生加工时的振动,是影响工件加工质量的主要分力。它主要受切削用量、刀具和工一件材料、刀具几何角度、润滑方式和加工方法等因素的影响。


二、减少径向跳动的方法

刀具在加工时产生径向跳动主要是因为径向切削力加剧了径向跳动。所以,减小径向切削力是减小径向跳动重要原则。可以采用以下几种方法来减小径向跳动:

1、使用锋利的刀具

选用较大的刀具前角,使刀具更锋利,以减小切削力和振动。选用较大的刀具后角,减小刀具主后刀面与工件过渡表面的弹性恢复层之间的摩擦,从而可以减轻振动。但是,刀具的前角和后角不能选得过大,否则会导致刀具的强度和散热面积不足。所以,要结合具体情况选用不同的刀具前角和后角,粗加工时可以取小一些,但在精加工时,出于减小刀具径向跳动方面的考虑,则应该取得大一些,使刀具更为锋利。

2、使用强度大的刀具

主要可以通过两种方式增大刀具的强度。一是可以增加刀杆的直径在受到相同的径向切削力的情况下,刀杆直径增加20%,刀具的径向跳动量就可以减小50%。二是可以减小刀具的伸出长度,刀具伸出长度越大,加工时刀具变形就越大,加工时处在不断的变化中,刀具的径向跳动就会随之不断变化,从而导致工件加工表面不光滑同样,刀具伸出长度减小20%,刀具的径向跳动量也会减小50%。

3、刀具的前刀面要光滑

在加工时,光滑的前刀面可以减小切屑对刀具的摩擦,也可以减小刀具受到的切削力,从而降低刀具的径向跳动。

4、主轴锥孔和夹头清洁

主轴锥孔和夹头清洁,不能有灰尘和工件加工时产生的残屑。选用加工刀具时,尽量采用伸出长度较短的刀具上刀时,力度要合理均匀,不要过大或过小。

5、吃刀量选用要合理

吃刀量过小时,会出现加工打滑的现象,从而导致刀具在加工时径向跳动量的不断变化,使加工出的面不光滑吃刀量过大时,切削力会随之加大,从而导致刀具变形大,增大刀具在加工时径向跳动量,也会使加工出的面不光滑。

6、在精加工时使用逆铣

由于顺铣时,丝杠和螺母之间的间隙位置是变化的,会造成工作台的进给不均匀,从而有冲击和振动,影响机床、刀具的寿命和工件的加工表面粗糙度而在使用逆铣时,切削厚度由小变大,刀具的负荷也由小变大,刀具在加工时更加平稳。注意这只是在精加工时使用,在进行粗加工时还是要使用顺铣,这是因为顺铣的生产率高,并且刀具的使用寿命能够得到保证。

7、合理使用切削液

合理使用切削液以冷却作用为主的水溶液对切削力影响很小。以润滑作用为主的切削油可以显着地降低切削力。由于它的润滑作用,可以减小刀具前刀面与切屑之间以及后刀面与工件过渡表面之间的摩擦,从而减小刀具径向跳动。

实践证明,只要保证机床各部分制造、装配的精确度,选择合理的工艺、工装,刀具的径向跳动对工件加工精度所产生的影响可以最大程度地减小。


两步帮你提高数控机床精度

随着我国经济的飞速发展,数控机床作为新一代工作母机,在机械制造中已得到广泛的应用,精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高,对数控机床的精度也提出了更高的要求。尽管用户在选购数控机床时,都十分看重机床的位置精度,特别是各轴的定位精度和重复定位精度。但是这些使用中的数控机床精度到底如何呢?

根据大量统计资料表明:65.7%以上的新机床,安装时都不符合其技术指标;90%使用中的数控机床处于失准工作状态。因此,对机床工作状态进行监控和对机床精度进行经常的测试是非常必要的,以便及时发现和解决问题,提高零件加工精度。

目前数控机床位置精度的检验通常采用国际标准ISO230-2或国家标准GB10931-89等。同一台机床,由于采用的标准不同,所得到的位置精度也不相同,因此在选择数控机床的精度指标时,也要注意它所采用的标准。数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。


一、反向偏差

在数控机床上,由于各坐标轴进给传动链上驱动部件(如伺服电动机、伺服液压马达和步进电动机等)的反向死区、各机械运动传动副的反向间隙等误差的存在,造成各坐标轴在由正向运动转为反向运动时形成反向偏差,通常也称反向间隙或失动量。对于采用半闭环伺服系统的数控机床,反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度,从而影响产品的加工精度。如在G01切削运动时,反向偏差会影响插补运动的精度,若偏差过大就会造成“圆不够圆,方不够方”的情形;而在G00快速定位运动中,反向偏差影响机床的定位精度,使得钻孔、镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。同时,随着设备投入运行时间的增长,反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加,因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测定和补偿。

反向偏差的测定

反向偏差的测定方法:在所测量坐标轴的行程内,预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准,再在同一方向给予一定移动指令值,使之移动一段距离,然后再往相反方向移动相同的距离,测量停止位置与基准位置之差。在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定(一般为七次),求出各个位置上的平均值,以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。金属加工微信内容不错,值得关注。在测量时一定要先移动一段距离,否则不能得到正确的反向偏差值。

测量直线运动轴的反向偏差时,测量工具通常采有千分表或百分表,若条件允许,可使用双频激光干涉仪进行测量。当采用千分表或百分表进行测量时,需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长,因为测量时由于悬臂较长,表座易受力移动,造成计数不准,补偿值也就不真实了。若采用编程法实现测量,则能使测量过程变得更便捷更精确。

例如,在三坐标立式机床上测量X轴的反向偏差,可先将表压住主轴的圆柱表面,然后运行如下程序进行测量:

  N10G91G01X50F1000;工作台右移

  N20X-50;工作台左移,消除传动间隙

  N30G04X5;暂停以便观察

  N40Z50;Z轴抬高让开

  N50X-50:工作台左移

  N60X50:工作台右移复位

  N70Z-50:Z轴复位

  N80G04X5:暂停以便观察

  N90M99;

需要注意的是,在工作台不同的运行速度下所测出的结果会有所不同。一般情况下,低速的测出值要比高速的大,特别是在机床轴负荷和运动阻力较大时。低速运动时工作台运动速度较低,不易发生过冲超程(相对“反向间隙”),因此测出值较大;在高速时,由于工作台速度较高,容易发生过冲超程,测得值偏小。

回转运动轴反向偏差量的测量方法与直线轴相同,只是用于检测的仪器不同而已。

反向偏差的补偿

国产数控机床,定位精度有不少>0.02mm,但没有补偿功能。对这类机床,在某些场合下,可用编程法实现单向定位,清除反向间隙,在机械部分不变的情况下,只要低速单向定位到达插补起始点,然后再开始插补加工。插补进给中遇反向时,给反向间隙值再正式插补,即可提高插补加工的精度,基本上可以保证零件的公差要求。

对于其他类别的数控机床,通常数控装置内存中设有若干个地址,专供存储各轴的反向间隙值。当机床的某个轴被指令改变运动方向时,数控装置会自动读取该轴的反向间隙值,对坐标位移指令值进行补偿、修正,使机床准确地定位在指令位置上,消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。

一般数控系统只有单一的反向间隙补偿值可供使用,为了兼顾高、低速的运动精度,除了要在机械上做得更好以外,只能将在快速运动时测得的反向偏差值作为补偿值输入,因此难以做到平衡、兼顾快速定位精度和切削时的插补精度。

对于FANUC0i、FANUC18i等数控系统,有用于快速运动(G00)和低速切削进给运动(G01)的两种反向间隙补偿可供选用。根据进给方式的不同,数控系统自动选择使用不同的补偿值,完成较高精度的加工。

将G01切削进给运动测得的反向间隙值A

输入参数NO11851(G01的测试速度可根据常用的切削进给速度及机床特性来决定),将G00测得的反向间隙值B

输入参数NO11852。金属加工微信内容不错,值得关注。需要注意的是,若要数控系统执行分别指定的反向间隙补偿,应将参数号码1800的第四位(RBK)设定为1;若RBK设定为0,则不执行分别指定的反向间隙补偿。G02、G03、JOG与G01使用相同的补偿值。


二、定位精度

数控机床的定位精度是指所测量的机床运动部件在数控系统控制下运动所能达到的位置精度,是数控机床有别于普通机床的一项重要精度,它与机床的几何精度共同对机床切削精度产生重要的影响,尤其对孔隙加工中的孔距误差具有决定性的影响。一台数控机床可以从它所能达到的定位精度判出它的加工精度,所以对数控机床的定位精度进行检测和补偿是保证加工质量的必要途径。

定位精度的测定

目前多采用双频激光干涉仪对机床检测和处理分析,利用激光干涉测量原理,以激光实时波长为测量基准,所以提高了测试精度及增强了适用范围。检测方法如下:

安装双频激光干涉仪;

在需要测量的机床坐标轴方向上安装光学测量装置;

调整激光头,使测量轴线与机床移动轴线共线或平行,即将光路预调准直;

待激光预热后输入测量参数;

按规定的测量程序运动机床进行测量;

数据处理及结果输出。

定位精度的补偿

若测得数控机床的定位误差超出误差允许范围,则必须对机床进行误差补偿。常用方法是计算出螺距误差补偿表,手动输入机床CNC系统,从而消除定位误差,由于数控机床三轴或四轴补偿点可能有几百上千点,所以手动补偿需要花费较多时间,并且容易出错。

现在通过RS232接口将计算机与机床CNC控制器联接起来,用VB编写的自动校准软件控制激光干涉仪与数控机床同步工作,实现对数控机床定位精度的自动检测及自动螺距误差补偿,其补偿方法如下:

备份CNC控制系统中的已有补偿参数;

由计算机产生进行逐点定位精度测量的机床CNC程序,并传送给CNC系统;

自动测量各点的定位误差;

根据指定的补偿点产生一组新的补偿参数,并传送给CNC系统,螺距自动补偿完成;

重复进行精度验证。

根据数控机床各轴的精度状况,利用螺距误差自动补偿功能和反向间隙补偿功能,合理地选择分配各轴补偿点,使数控机床达到最佳精度状态,并大大提高了检测机床定位精度的效率。

定位精度是数控机床的一个重要指标。尽管在用户购选时可以尽量挑选精度高误差小的机床,但是随着设备投入使用时间越长,设备磨损越厉害,造成机床的定位误差越来越大,这对加工和生产的零件有着致命的影响。采用以上方法对机床各坐标轴的反向偏差、定位精度进行准确测量和补偿,可以很好地减小或消除反向偏差对机床精度的不利影响,提高机床的定位精度,使机床处于最佳精度状态,从而保证零件的加工质量。


数控机床PMC故障诊断与实例分析

数控机床除了对各坐标轴的位置进行连续控制外,还要对主轴单元实现控制,实现正转和反转、换刀及机械手控制、工作台交换、切削液开关和润滑系统顺序控制。这些都是靠可编程机床控制器(PMC)来实现的。PMC是通过对程序的周期扫描,来进行数控机床外围辅助电气部分的逻辑顺序控制。PMC是连接机床与数控系统的桥梁,其中包括大量的输入和输出信号。在这些输入输出信号中,任何一个信号不到位,都会使机床出现故障。而机床侧的输入、输出元件,是数控机床上故障率较高的部分,在数控机床故障中,PMC类故障占有较高的比率,因此掌握PMC类故障的诊断方法,显得非常重要。


一、常见PMC故障诊断方法

1、根据系统诊断号或报警号诊断故障

PMC 具有丰富的自诊断功能。当PMC自身故障或外围设备故障,都可用PMC上具有诊断指示功能的发光二极管进行诊断。在FANUC 0i系统诊断画面中,可以直接通过诊断参数DGN000至DGN016显示自动运行状态,这些信息指示了系统在执行自动指令时所处的状态。可通过诊断参数DGN020到DGN025进行自动运行停止状态的显示,这些信息指示了系统不执行自动加工程序的原因。通过各诊断数据的状态组合,可以分析、确定系统实际所处的状态。

(1)PMC总体检查的基本流程,如图1所示。主要找出故障点的大方向,再逐渐细化以找出具体故障。

(2)电源故障检查。电源灯不亮时,需对供电系统进行检查,包括电源电压、熔断丝、接线等检查。

(3)运行故障检查。电源正常时,运行指示灯不亮,系统因其他异常而终止正常运行。

(4)输入/输出故障检查。除了检查输入/输出单元的状态外,还要检查与连接配线、接线端子、熔断器等元件的状态。

2、观察PMC状态

通过观察PMC状态,判断开关量是否已输入或已输出,在MDI方式→PMC基本菜单→[PMCDGN]→[STATUS]界面的输入开关量或直接观察梯形图相应的开关量的通断,若逻辑为“1”或通,表示机床侧、CNC侧连接没有问题;若不通,则检查外部电路。数控机床中,输入输出信号的传递,一般都要通过PLC接口来实现。因此,许多故障都会在PLC 的I/O 接口的通道中反映出来。

3、根据动作顺序诊断故障

数控机床上刀具的自动换刀动作,是按照一定的顺序来完成的。因此,可以观察机械装置的运动过程,比较正常和故障时的情况,就可发现疑点,诊断出故障的原因。

4、动态跟踪梯形图诊断故障

数控机床有些报警信息,并没有直接反映出报警的原因,还有些故障不产生报警信息,只是有些动作不执行。采用肉眼观察不出I/O的变化,难以诊断故障原因。可通过跟踪PLC 梯形图的实时运行,来确诊故障。


二、PMC 故障的诊断方法的应用

FANUC 的PMC 可以直接在系统显示画面里进行监控,从而进行故障的判断。PMC 的故障常常出现在输入输出及标志状态是否正常,执行机构动作是否正常执行。要对其进行有效的诊断,就要借助PMC提供的各项功能,对PMC进行诊断。PMC的诊断分动态和静态两种。在诊断时一定先确定PMC为运行状态。

1、静态的诊断。就是在查看梯形图I/O模块的连接状况,和查看PMC各个信号的ON/OFF状态。

2、动态地进行诊断。LADDER 运行,动作却不能正常地执行,并带有误动作。有些PLC发生故障时,PMC会出现误动作,查看输入输出及标志状态均为正常,此时必须通过PLC 动态跟踪,实时观察I/O及标志位状态的瞬间变化,根据PLC的动作原理做出诊断。


三、实例分析

实例一

某FANUC 0i系统的数控机床在自动运行状态中,每当执行M8(切削液喷淋)这一辅助功能指令时,加工程序就不再往下执行了。此时,管道是有切削液喷出的,系统无任何报警提示。

分析与处理过程:

(1)调出诊断功能画面,发现诊断号000为1,即系统正在执行辅助功能,切削液喷淋这一辅助功能未执行完成(在系统中未能确认切削液是否已喷出,而事实上切削液已喷出)

(2)查阅电气图,发现在切削液管道上装有流量开关,用以确认切削液是否已喷出。在执行M8 指令并确认有切削液喷出的同时,在PMC程序的信号状态监控画面中,检查该流量开关的输入点X2.2,而该点的状态为0(有喷淋时应为1),于是故障点可以确定为在有切削液正常喷出的同时,这个流量开关未能正常动作所致。

(3)因此重新调整流量开关的灵敏度,对其动作机构喷上润滑剂,防止动作不灵活,保证可靠动作。在做出上述处理后,进行试运行,故障排除。

实例二

XH754 卧式卓易彩票,FANUC-6M系统,X轴无反应,无报警信息

(1)故障分析。手动、自动方式X 轴均不起作用,且无报警信息,其他显示均正常。当使用MDI方式时,操作面板上的循环启动CYCLE START,START灯亮。查PMC 梯形图和参数,均正常,说明CNC信号已发,X轴启动条件已满足,但伺服不执行。所以可将故障缩小在X轴伺服单元上。

(2)故障处理。将伺服单元对调,即X 轴和Y 轴伺服驱动器接口对换,重新开机,试运行Y轴,看Y轴伺服电动机是否动作。若无,说明X轴伺服驱动器有故障。返厂或进一步拆下,查看伺服驱动器内部芯片和引脚,观察芯片和引脚是否蚀断,若发现,用不带电的电烙铁将元件拆卸,更换。


四、结束语

通过以上实例分析,PMC类故障诊断的关键是:要注意数控机床各部分检测开关的安装位置,要清楚PMC输入信号和输出信号的标志。由于数控机床电气控制系统的外围器件,大多与PMC 相联系,系统提供的PMC诊断功能非常实用。应用好这些方法,将对数控机床的故障诊断与维修,带来了很大的方便。


数控机床维修改造中需要注意的要点

  以数控技术作为基础的先进制造技术成为当前机械制造技术的主要发展趋势,数控机床具有高效率以及高精度的特点,现代制造业中数控机床的大量使用对数控设备利用率的高低、现代企业效益的好坏都具有非常重要的意义。因此,在当前背景下,对“数控机床维修改造中需要注意的要点探析”这一课题进行相关的探讨具有非常重要的实际意义。


一、数控机床维修改造的必要性

  数控机床在我国的大规模使用开始于20世纪80年代,而数控机床维修改造的必要性主要表现在以下几个方面:

  (1)数控设备处于许多行业的关键工作岗位,且经常处于长期运转或者超负荷使用的状态下,而在平时的使用中又缺乏认真的保养与维修,进而导致数控机床的精度受到严重的影响,机床也被严重磨损。

  (2)由于数控设备结构以及使用人员的改变,导致数控机床操作的相关技术力量不够,最终被大量闲置。

  (3)随着新产品制造业的发展以及计算机技术的进步,原有的数控机床的性能已经难以满足相关的要求,对数控系统的更新以及数控维修的改进提出了新的要求。


二、数控机床维修改造中存在的问题

  当前我国数控机床维修改造存在的问题具有多方面的表现,具体来说,主要有以下几方面:

1、乱接中线到PE

根据相关的技术要求,电器设备内部的中线与保护接地的电路之间不能相连。机械的电柜内部也不能使用PE兼用端子。但在数控机床的维修改造的实际操作中,由于增加器件的需要,往往会将机床PE接地端和三相380v中的一相进行直接的连接,以构成AC220V,对接近机床的工作人员带来了遭受电击的危险。

2、非单一电源

根据相关的标准,机械电气设备应该连接在单一电源之上,但在实际的数控设备维修改造中,往往会由于走线的方便而进行另外引线。这样在紧急的情况下,在切断设备电源开关之后,往往会因为没有切断设备的全部电源而对技术人员带来安全隐患。

3、电气设备欠保护

电动机的热积累是电动机烧毁的一个主要原因,根据相关的技术标准,连续工作在0.5kw以上的电动机必须要有热保护的措施。在实际的机床设备改造中,往往使用的是和电动机不匹配的“时间-电流”的保护器件,在被保护器件绕组的时间常数和保护器件有较大的差异时,会严重降低保护的作用。


三、数控机床维修改造中需要注意的要点

1、数控机床维修改造的原则

  (1)先易后难的原则。当数控机床的故障比较多时,应该要遵循先易后难的原则,先排除比较简单的故障,在解决简单故障的过程中再探究复杂的故障。

  (2)先外部后内部的原则。由于数控机床属于电气、机械以及液压为一体的机械设备,外围电器件的损坏以及连接设备接触的不良是导致数控机床故障的重要原因,同时,外部环境也会引发数控机床的故障。因此,在进行数控机床的改造维修中,必须要对位置开关、按钮元件以及液压阀等外部元件进行仔细检查,注重检查电控柜插座、端子排以及印刷线路板的插头座等机电的连接设备,同时,还需要对湿度、油污、粉尘以及温度进行常规性的检查。通过对数控机床的外部检查可以尽量避免大拆大卸,以免造成机床设备精度的降低以及故障与维修的麻烦。

  (3)先观察后动手的原则。在数控机床设备出现故障之后,应该要先仔细阅读数控机床的操作以及维修的说明,再对故障发生的原因以及故障的过程进行调查,最后再对故障出现的原因以及解决的方案进行仔细的研究,最后再进行有针对性的故障诊断,且需要保持设备的通电,以对数控机床进行动态的故障查找和故障检测。

2、数控机床维修改造需要注意的技术要点

  (1) 大型专用数控设备的技术要点

  对于大中型的数控机床的主轴一般都是采用齿轮变速的传动方式,以扩大恒功率区域的变速范围,保证低速时可传递较大的转矩。由于齿轮的变速存有“挂档”的问题,为了预防挂档时出现顶齿的现象需要采用电动瞬动来完成。因此,在进行大惯量部件的延时时需要采用时间继电器来进行检测。同时,由于挂档的限位开关应该要对计算机挂档成功是否进行回答,在进行挂档的瞬间点需要向接口输出短时运动的命令,这一操作的过程很难在PAL的系统中完成,导致PAL难以对电机运动的问题进行处理。因此,在数控机床的设备中需要特别注意在面板上保留手动挂档的按钮开关。同时,在专有机床的数控改造中,需要进行参数宏调用的方式以实现PLC程序和零件加工程序之间信息的传递,最终实现特殊的功能要求。最后,大型专用的数控设备需要特别注意放松和夹紧问题,具体来说,当坐标轴在运动时需要放松,到达目的位置时需要立即夹紧,另外,还需要将坐标轴分成高夹、低夹两个程度,以避免夹紧时出现抖动的现象。

  (2) 振荡轴软件维修的要点

  机械的部分磨损会导致坐标轴的振荡,一般来说,在进行数控机床旧设备的改造与维修时,需要找出原NC系统中的相关参数,再适当扩大到位带与夹紧带,以对坐标轴的振荡问题进行临时性的解决。但是需要对机械部门的磨损进行彻底的修复才能彻底解决坐标轴的振荡问题。

  (3) 数控机床设备的导轨

  对于数控设备来说,其导轨不但需要具有普通车床导向的工艺性和精度以外,还需要具有耐磨损以及耐摩擦的特性,因此,需要保证数控车床足够的精度,以此来避免数控机床的加工精度受到导轨变形的影响,具体的操作时需要使用合理的导轨润滑和防护。另外,由于一般的机床的齿轮大多集中于变速箱与主轴箱当中,因此,数控机床所使用的齿轮精度应该要高于普通的机床,以此来保证数控传动的精度,同时,数控机床改造的结构也应该要满足无间隙传动的要求。

  (4) 数控机床维修改造的调试与验收

  对数控设备进行相关的调试以及对维修的标准进行合理的验收也是数控机床维修改造必不可少的一个步骤。在进行数控机床的调试过程中,需要有专门的负责人来对机械、液压以及光学、传感等操作进行合理的调试,并按照从小到大、从简到繁、从外到里的程序来进行。而在制定维修工作的维修标准时,也应该要遵循实事求是的原则,根据数控机床的具体特点进行系统的考核。


四、结束语

  由以上可以看到,加强数控机床的维修改造对现代制造业的发展具有非常重要的意义。针对我国当前数控机床改造维修存在的诸如乱接中线到PE、非单一电源、电气设备欠保护等方面的问题,需要相关的技术人员坚持先易后难的原则、先外部后内部的原则、先观察后动手的原则等数控机床维修改造的原则,并掌握好数控技术维修改造中大型专用数控设备的技术要点、振荡轴软件维修的要点、数控机床设备的导轨、数控机床维修改造的调试与验收等方面的技术要点,就一定能切实提高我国现代企业数控机床维修改造的水平,最终促进我国现代制造业以及现代企业的发展。


数控机床自动换刀装置常见故障分析

前言

  数控机床自动换刀装置(简称ATC Auto Tool Change),是数控机床自动化的标志,是数控机床重要执行机构,它们的运行可靠性直接影响机床的加工质量和效率,自动换刀装置(ATC)机构较复杂,且在工作中又频繁运动,故障率较高。目前机床上有50%以上的故障都与之有关。如何保证ATC长期稳定的运转,提高其运行的可靠性,并能快速排除出现的故障,是保证设备使用效率的主要手段之一。通过分析公司现场所有数控设备的自动换刀装置原理和结构,建立通用结构模型,在模型的基础上对现场设备的自动换刀装置故障进行分析,快速准确判断故障原因,提高维修效率。

一、换刀装置类型及其特点

1、换刀装置类型

  1.1回转刀架形(常用于车床,自动换刀装置不带机械手)特点:回转刀架在结构上必须有较好的强度和刚性,并具有尽可能高的重复定位精度。一般可安装四、六或十二把刀,多数车削中心采用十二刀位结构。

  1.2 带刀库的自动换刀装置(常用于卓易彩票,自动换刀装置带机械手)特点:结构复杂,实现刀具在刀库与机床主轴之间的传递和装卸。

  1.3更换主轴头换刀装置(常用于数控铣床)

  特点:各个主轴头上预先装有各工序加工所需的旋转刀具,受到换刀数控指令时,各主轴头转到加工位置,并接通主轴运动使相应的主轴带动刀具旋转,而其他处于不加工位置的主轴都与机床主运动脱开。

2 、换刀装置的特点

  2.1回转刀架:

  四方回转刀架换刀过程:1)刀架抬起: 当数控装置发出换刀指令后,电动机23 正传,经联轴套16,轴17,由滑动键(花键)带动蜗杆19,涡轮2,轴1,轴套10转动。轴套10的外圆上有两处凸起,可在套筒9内孔中的螺旋槽内滑动,从而举起与9相连的刀架8及上端齿盘6,使上端齿盘6与下端齿盘 5分开,完成刀架抬起动作。

  2.2刀架转位: 刀架抬起以后,轴套10仍在继续转动,同时带动刀架8转动(90°180°,270°,360°),并由刀架上的霍尔元件发出刀位编码给数控装置。

  2.3刀架压紧:数控装置经过选刀号与霍尔元件编码对比,刀架转位到选刀位置后,电机23反转,销13使刀架8停住而不随轴套10回转,于是刀架8向下移动,上下端齿盘啮合并压紧。蜗杆19继续转动则产生轴向移动,压缩弹簧22,轴筒21的外圆曲面压缩微动开关20使电动机23停止旋转,从而完成本次转位。

  2.4带刀库的自动换刀装置

  双臂机械手有四种结构形式:1) 钩手形式;2)抱手形式;3)伸缩手形式;4)插手形式。这几种机械手能够完成抓刀、拔刀、回转、插刀、返回等系列动作,为了防止刀具脱落,机械手的活动爪都带有自锁机构。

二、典型故障及其处理

1 、四工位刀库故障

  1.1故障现象:数控车床配置电动刀架,采用BEIJING-FANUC 0iTC数控系统,在产品加工过程中,发现加工尺寸一致性差,且刀具选择偶然出现不能控制的现象。修改参数以后,显示器显示的尺寸与实际加工出来的尺寸相差悬殊,且尺寸的变化没有规律,优化系统参数,加工出来的产品尺寸也在不停变化。

  1.2故障分析:因该机床主要是进行内孔加工,尺寸的变化主要在X轴上。推断故障在电动刀塔上,检查发现,刀架锁紧不充分,在吃刀过程中会出现刀架偏转现象。检查霍尔元件输出编码,与刀号一致,判断故障在选刀驱动板上。

  1.3处理方法:首先检查转动部件尺寸,发现电动刀架在反转夹紧过程中,因轴套长度尺寸有偏差,导致锁紧不到位。将轴套端部减薄0.5mm,故障排除。然后检查选刀驱动板上刀码显示灯,发现3#灯的显示与实际信号有出入,且亮度较差。测量端子发现有3Ω接触电阻,消除接触电阻后选刀正常。

2、机械手类型自动换刀典型故障

  2.1故障现象:台湾800卧式卓易彩票机械手,在换刀过程中动作中断,无法从主轴中拔刀,报警指示灯显示器发出报警“ARM EXPENDING TROUBLE”(机械手伸出故障)

  2.2故障原因分析:松刀感应开关失灵,如果一个感应开关未发出信号,则机械手拔刀电磁阀就不会动作检查两感应开关,信号正常; 松刀液压缸因为液压系统压力不够或者漏油而不动作,或行程不到位。检查刀具库松刀液压缸,动作正常,行程到位。

3 、自动换刀装置故障

  3.1故障现象:卓易彩票机械手手臂旋转速度快慢不均匀 ,气液转换器失油频率加快,机械手旋转不到位,手臂升降不动作。调整节流阀配合手动调整,只能维持短时间正常运行,且排气声音逐渐浑浊,不像正常动作时清洗,最后不能换刀。

  3.2故障原因分析:根据动作过程,旋转的动力传递是压缩空气源推动气液转换成液压油由电控制程序指令控制,其旋转速度由节流阀调整。拆卸机械手液压缸,解体检查,发现活塞支撑环O形圈均由直线性磨损,已不能密封。液压缸内壁粗糙,环状刀纹明显。精度太差

  3.3故障处理:①修复液压缸内壁;②更换支承环O形圈;③重装调整试车,故障消除。

三、效果评估

  通过对数控机床自动换刀装置的故障原因分析以及故障处理,同时建立了通用数控机床故障维修模型,提出了数控机床常见故障的维修方案,对现场数控机床故障点的的快速,准确判断和处理,提高设备使用效率,有一定的指导意义。


一位机床维修工程师的多年工作经验与心得

  作为一名机床电气维修工作者,其眼光不能只是停留在所掌握的机床电气工作原理图和接线图上,从设备维修解决问题的角度上看那是远远不够的,还要对使用的电气原器件的机械结构、工作原理有所了解,并对设备的机械结构与电气控制之间相互关联的工作原理和工作性能,也要有一定的了解和认识。如果具备对于数控设备的维修所需要学习和掌握的知识就更加全面了。电气故障不单纯是电气线路和电气原器件本身的问题,很多故障都是与电气控制相互关联的机械、液压等诸多方面的故障和问题所导致的。


  作者在多年的设备电气故障维修工作实践中所遇到的一些电气故障和问题,大多都是与电气相关联的机械故障所引起的。归纳总结出在电气维修中需要注意的一些问题,供广大的电气维修工作者借鉴与参考。


  1. 电气元器件的机械问题


  一台完好的设备能正常的运行除具有良好的机械性能之外,还离不开完好合理的电气原理设计和电气原器件的配置安装运用。在设备电气维修过程中常常会出现电气原器件的机械故障。


  案例如下:①有一台X52K铣床在加工零件时,工作台X正向和负向两个方向都不能工作,经检查发现工作台X方向行程开关内的常开触点和常闭触点之间的弹簧,在长时间连续工作时由于正和负两个方向反复的按压换向;加之机床的振动,将固定弹簧的螺丝被振掉,导致弹簧脱落;行程开关接触点散架断开不能正常的使用,导致设备工作台X正和负两个方向都不能正常工作。经重新安装新的行程开关后设备工作运行正常。


  ②有一台车床CM6125在工作时主轴电动机开机时只是嗡嗡作响,电动机不能正常转动,导致主轴不能转,无法进行切削加工。这是电动机跑单相症状,经检查主开关断路器完好,三相交流380V电源三相都不缺相,各开关和保险也完好,检查交流接触器的上接口三相电压正常,交流接触器线圈36V吸合也正常。为了安全起见,把设备电源开关断开停电检查,将控制跑单相的主轴交流接触器常开接触点用改锥从上向下按压,用万用表电阻挡测量接触器常开触点是否通断。经检查发现有两相触点导通、一相不导通,这就是电动机跑单相缺相的主要原因。


  为什么交流接触器一个常开点用很大的力量向下按压都不能导通呢?经把接触器从配电箱内卸下来拆开后检查发现,接触器因触点铜板薄、质量较差,长时间过电流发热,将触点烧变形上翘,加之内部弹簧已烧得退火而失去弹性,卡常开动触点时不能接触到定触点,所以导致电动机缺相故障致使电动机不能工作。经更换新的交流接触器后设备运行正常。


  我们在设备维修与安装过程中不能忽视电气原器件本身所存在的机械问题,就算是一个新的电气原器件,也要进行检查其机械结构是否灵活,是否可靠,在电气方面要注意原器件的负载电流量的大小和电压的高低是否符合原设计要求。当达到要求时再进行安装调试,以防安装后出现问题,给维修工作带来不必要的麻烦。



  2. 与电气相关的机械问题


  我们在设备电气维修过程中,常常只关注设备的电气线路问题,却忽略了与电气相关联的机械问题。


  (1)案例1:我们有一台从俄罗斯进口的立式卓易彩票,系统已更新为发那科0i-MC。设备在工作运行中出现了主轴换刀时定位不准的问题,也没有任何报警。我们先将机床的定位参数值进行了必要的调整和修改,开机重新启动,对各个机械轴进行返回参考点工作运行正常,然后对主轴进行主轴换刀定位。第一次主轴换刀定位准确,当进行第二次主轴换刀定位的时,主轴换刀位就出现了十几度的偏差。经过反复地修改参数值和主轴换刀定位,都出现不同程度的主轴转角偏差,不能正确地对准机械手的换刀位置。


  问题出现在哪里呢?我们采取对机械手换刀过程分布进行工作原理分析:①分析认为电气线路和系统没有问题,理由是每次更改不同的参数,主轴电动机转动工作正常。主轴机头上联带的编码器能正确执行计算机发出和返馈指令。②把与其相关的机械部分进行了检查,分析认为:有可能是主轴上的编码器和主轴之间的软联轴器出了问题。我们将主轴上的编码器拆下来发现软联轴器已经折断,编码器与主轴软联轴器之间因不定式的摩擦变位,导致主轴定位换刀不准确角度跑偏。经更换了新的主轴与编码器之间的软联轴器后设备换刀定位准确,工作正常。


  (2)案例2:我单位有一台瑞士卧式卓易彩票,在交换工作台时经常出现半路停止换台故障,检查后没有发现那个传感器和开关有问题,计算机系统工作正常,各个液压阀、电磁阀和溢流阀工作也都正常,就是在交换工作台时,当交换液压活塞拉钩伸向工作台时就停机不执行下一道命令,并出现报警。我们对其交换工作台所有的电气部分进行单一检查也没有发现任何问题。


  既然从电气上找不到问题和原因,我们就对交换工作台工作过程分步骤进行机械部分的检查。工作台在启动交换时,T形挂钩从活塞液压缸向主轴方向的工作台下面的T形挂槽伸进时,由于活塞上的T形挂钩的位置与工作台T形挂槽的位置向左偏差0.4mm,导致换台时活塞挂钩伸不进工作台下面的挂槽里,并顶住工作台不动,导致了工作台交换时出现停机报警故障。


  问题找到后,我们将工作台上的T形挂槽拆下来,用铣床把向左偏差多余的一边铣掉1.5mm。安装在工作台上,开机后先进行手动模式工作台交换,活塞上的T形挂钩可以很顺利地伸进工作台下面的挂槽里,然后进行自动工作台交换,一切正常。


  一些看似是设备电气故障,其实与机械本身出现的问题都是有相互关联的,要进行全面的机械和电气部分检查,才能发现问题的所在。


  3. 液压与气动系统的问题


  卓易彩票的电气维修,还经常出现在液压和气动系统中。


  (1)案例1:有一台俄罗斯立式卓易彩票,在主轴交换刀具松刀和紧刀时,出现主轴向上紧拉刀时刀具拉不紧,紧刀液压缸拉起时,就突然会向下返回下压松刀,导致刀具拉不紧、拉不到位,无法进行工作。


  是什么问题导致这一故障的发生?我们对松刀紧刀的两个电磁阀进行了电气检查,松刀紧刀的两个电磁阀是直流:24V电压正常,电磁阀线圈有阻值,说明没有接地和烧坏。松刀和紧刀的两个指令两个电磁阀执行的正确,液压泵的液压压力也在6MPa以上,符合工作要求。我们对液压阀进行维修检查,将松刀和紧刀的两个液压电磁阀拆掉,用煤油进行了阀芯的清洗,安装试机仍然会出现液压缸拉不紧刀返回松刀现象,与之相关联的电气和液压部分都检查后没有发现问题。结合上述分析,再进一步检查就是松刀、紧刀的主液压缸了。松紧刀液压缸的工作原理是:松刀是液压缸的上端油腔经松刀电磁阀提供高压液压油向下压主轴上的碟簧,克服碟簧的弹力将刀具压下;紧刀是利用刀杆上的叠簧向上的弹力,将上液压缸内的液压油经紧刀电磁阀排出,使刀具向上拉紧。


  是不是液压缸本身出什么了问题?分析认为,液压缸上油腔里的油没有排净。将液压缸从主轴上拆下来进行检查,在检查中发现液压缸内的一个钢制的封油环,由于液压油内有杂质,使得钢制的封油环封油不严,导致紧刀时下液压缸进入的高压油部分串入了上液压缸,而向上紧刀时上液压缸内的油没有排净,使得液压缸活塞向下返回,造成松刀拉不紧刀的故障。经把液压缸内部的缸体和封油钢环进行全面的清洗并更新了液压油,重新安装松紧刀液压液压缸,经反复试验再没有出现紧刀时返回松刀的故障。



  (2)案例2:维修型号为HZ-024宽砂轮矩形平面磨床时出现的故障是:当工作台进行纵向磨削横向进给,将开关打到断续工作时,出现换向后不是一次性地横向进给,而是在工作台的中间位置又出现一次横向进刀磨削的故障,这种故障很容易把被加工磨削的零件磨废。正常的工作原理是:当行程限位块撞击液压换向阀的导杆时,就会横向进给磨削一次,工作台无论是向左或是向右纵向来回换向一次,它就横向进给磨削一次。工作台是经撞块碰撞液压换向阀,把液压油供给液压先导阀,再供给液压操纵阀,操纵阀上有一个固定的棒形金属块,再去来回感应霍尔电子接近开关,使其接通给控制电路发出信号,传给控制横向电动机的接触器,使横向电动机工作一次,进给量的大小是根据不同被加工的材料磨削量来确定的,由控制电路中的可调电位器来控制进给量的大小,达到横向进给磨削零件的目的。经对电气部分进行分段检查即(连续→手动→断续)开关检查工作正常,我们试验把开关打到“断续”时,纵向工作台不工作,用金属物人为的感应一下霍尔接近开关,工作台就会自动地横向进给工作一次,说明霍尔电子开关没有问题。排除了各相关的电气部分没有出现任何问题外,剩下的就是液压系统的检查,经检查发现先导阀控制的操纵阀内部由于内部油脏,封闭不严左油腔有向右油腔窜油泄露的问题,导致了此故障的发生。经对先导阀和操纵阀的拆卸清洗,安装后工作正常。


  (3)在我们经历的电气维修过程中,有一些卓易彩票在换刀时,由于机械手卡爪内部的弹簧出现锈蚀的问题,导致卡爪不能正常地弹出来卡住刀柄,造成掉刀、甩刀的事故,解决的方法就是:把机械手进行机械性的卡爪弹簧拆卸除锈清洗维修。经加防锈油安装来保障机械手正常的换刀工作。


  (4)还有一些由于外来的空气压力达不到设备所需要的工作压力,时常会导致卓易彩票出现报警或停机事故的发生。诸多问题都是一些机械故障引起的。


  4. 机械加工零件时带来的问题


  在一般的电气维修工作中,机械零部件的加工怎么能带来电气故障的发生呢?表面上看好像是毫无相关性,但在实际电气维修中我们就遇上了这样的问题。


  还是瑞士卧式卓易彩票在加工零件时出现了445号报警(B轴软接线断开故障)的问题。在500mm×500mm工作台上水平放置了一个被加工的钢制零件,对其进行水平钻孔的加工,采用的钻头是直径为18mm、钻深厚度为30mm的通孔加工。被加工零件在工作台中间位置进行加工时很顺利地完成钻孔,当加工正对右端面距离工作台中心φ200mm孔的加工时就出现445号报警,使设备停机无法工作,报警也不能按压复位键消除,只有在关机重新启动的情况下才能消除报警。当再次开机进行右侧面钻孔加工时,445号报警仍然出现,设备停机仍不能工作。


  这是什么原因导致出现的问题?我们对于出现的设备故障和问题进行了全面的排查分析:设备钻工作台中间孔时正常,当钻右侧端面孔就会出现445号报警,并且两个孔径和钻孔的深度、吃刀量和进给量都相同,只不过是两孔的间距相差了200mm。经分析认为:本卓易彩票是四轴联动的设备,工作台B轴是可以回转的,那么,在零件加工时会不会有转动的可能? 工作台正常工作时是靠液压电磁阀经B轴下的锁紧装置夹紧是不转动的。为了证明判断的准确性,就将设备Z轴的导轨护罩面板拆开,找到B轴电动机与B轴工作台之间相联接的皮带,用手来回拉拽皮带,发现工作台也能随之转动,联接在B轴电动机上的编码器也在转动,这就是问题的所在。我们还对设备操作人员进行了零件加工过程装卡方法和加工的材料进行了询问,了解到此零件的材料是40CrMoA合金钢,材料钢性好、硬度高,加工用的钻头刃具磨损,吃刀量偏大(为0.4mm/r),进给速度正常。故障发生的原因,就相当于用一个外在的作用力加在可以旋转的B轴工作台的右侧面,形成了一个以B轴工作台为中心的外力矩,虽然工作台已被锁紧,但由于工作台锁紧的力度小于加工钻头对被加工零件切削时产生的转动工作台的转矩,使得工作台向右颤动,与B轴工作台联接的编码器也在不停地抖动而不稳定,导致B轴工作台出现445号报警。


  问题找到了,为了不影响零件装卡定位,将原来0.4mm的进刀量改为0.2mm,进给速度保持不变,设备的故障消除,工作运行正常。


  总之,在设备电气故障维修中,无论是数控机床还是一般的普通机床,作为一名维修工作者。对于设备出现的电气故障我们要保持冷静的头脑,有的问题比较简单,很快可以发现,并很容易解决。但有的设备电气故障在没有完全了解掌握其工作原理和检查方法时,也是不容易快速检查到问题的所在,特别是对于那些软故障的发生,设备时好时坏,工作状态极其不稳定,这就需要我们维修工作者在平时的维修工作过程中,要一点一滴地积累总结工作经验。


  作为一名电气维修工作者,是要不断地加强理论学习和探索,要知难而进,要有一股子的钻劲和韧劲,工作要有耐心和坚强的毅力,在工作学习实践中要循序渐进边干边总结边积累;要虚心向有知识的技术人员和有工作经验的师傅们学习请教,不要不懂装懂;要具有敏捷思考和正确分析问题的能力,有正确的思维方法和对问题故障准确的判断力,有较强的动手能力;要有吃苦耐劳的精神,要对设备机械部分和与电气相关的知识都要有较为全面的了解和认识,这样做就是给我们电气维修工作者多增加了一双解决问题排除设备故障和问题的眼睛。一名好的电气维修工作者是靠自己不断认真努力地学习,并脚踏实地在生产实践中干出来的。


汽车发动机缸体端面铣削加工技巧

摘要:缸体、缸盖是发动机的核心零部件,端面铣削在这两个零部件加工中占据重要位置,缸体、缸盖的顶底面和前后面都有较高的粗糙度和平面度要求,达不到要求会对发动机的性能、质量造成很大的影响。

2015年我厂在端面铣削过程中接连发生工件接刀痕严重、工件崩边的现象,工艺人员对此类现象了解的不够透彻,由此引发本文对端面铣削的深入研究与探讨,提出对端面铣削加工现象的优化解决方案。

加工现象技术分析

1.加工现象

铣削是非常普通的加工方式。铣削属于断续切削,刀齿不断切入切出工件,切屑厚度和切削面积不断变化,冲击载荷较大,易发生振动,切削力在不断变化。切削力处于稳定状态时接刀痕并不明显,粗糙度、平面度都不会有太大变化。通常所指的接刀痕为痕迹明显、肉眼可辨,导致粗糙度、平面度超过工艺技术要求的刀痕。崩边一般发生在铸铁加工中,切削振动大,造成加工部位边缘的掉渣现象(见图1)。

图1

2.接刀痕问题

(1)接刀痕产生的位置。切削力突变造成很大振动,就会产生明显的接刀痕。

接刀痕产生位置:①两次走刀的交接处会产生接刀痕。②刀具沿加工路径进给过程中,刀具再次经过已加工表面区域时,会产生微小的接刀痕迹,造成切削纹路发生些许变化,肉眼觉察不到,不影响加工质量,通常可忽略。③刀齿切入或切出工件的位置也会产生接刀痕。刀齿切入时,载荷突然急剧增大,产生较大振动;刀齿切出工件的瞬间,是一个卸载的过程,整个系统的弹性变形能瞬时释放,产生较大振动。故切入、切出过程均会产生较严重的刀痕,切出过程产生的刀痕比切入过程产生的刀痕严重。

(2)接刀痕产生的条件主要有以下几种:

切削参数:加工余量大、进给速度快,导致被加工表面挤压变形大,容易产生接刀痕。

刀具的安装误差:刀片安装误差较大,会产生接刀痕。由于我厂调刀人员,从未经过专业的调刀培训,专业素养及调刀经验参差不齐,调刀控制手段及标准不足,控制端面跳动的一致性有差别,不是每盘刀都能达到规定的换刀频次。例:新缸体OP210序,精铣前后面,Ra=3.2μm,平面度0.1mm,换刀频次800台,生产线反馈一盘新刀,有时加工1个班200台,接刀痕就很明显,而经验丰富的调刀人员调的端面铣刀确能达到规定的换刀频次,得到生产线工人的认可,既节约了换刀时间,又降低了成本。

主轴跳动很大:机床主轴与刀具系统连接刚性不足,高转速下,产生的巨大离心力会加速主轴轴承的磨损,同时引起机床加过过程中的急剧振动,切削表面会形成特别明显的刀痕。例:1.3缸体OP50序,后油封面加工,粗糙度3.2,平面度0.1,2015年设备改造前,主轴跳动大导致刀痕较深,平面度不符合工艺要求,严重影响了工件的质量。平面度不合格,会导致发动机后油封部位渗漏机油。当时主轴维修困难,我厂为了应对生产,重新匹配了两次走刀的加工余量,同时降低进给速度,暂时以牺牲刀具寿命为代价,完成了剩余的生产任务。

刀具磨损:毛坯硬度的不均匀会造成刀具过早磨损,刀具一旦到达急剧磨损阶段(见图2),切削力必然急剧增大,造成振动,刀痕自然明显很多,影响工件质量及表面粗糙度。一般情况下,刀具磨损是产生接刀痕的主要原因。例:天内的铸铁粗加工(见图3),正态切削,刀具磨损到急剧磨损阶段后,振动噪声变大,刀痕纹路清晰,手摸较明显。

图2


图3

工件未夹紧:如果夹紧力不足,会导致工件松动,加工中产生震颤,产生接刀痕。

3.崩边问题

新缸体OP50序,2015年2月设备厂家为保节拍、提高生产效率,对设备进行了维护,但在3月和4月刀片的换刀频次由100台降至40台,40台后继续加工,缸体左右凸台面发生崩边现象。刀具寿命偏低,刀具单台费用两个月居高不下。

伊斯卡样本表明,该刀片适用于铸铁加工,切削速度范围100~400m/min,而本工序切削速度为301m/min。铸铁加工,刀具磨损,导致横向切削力加大,造成铣刀盘即将切出工件的瞬间,将工件上留存的最后一点加工余量挤掉,工件表面发生崩边现象。刀具磨损越早,崩边现象发生的概率越大。解决办法如下:

(1)优化切削速度。

将切削速度由301m/min降至163m/min,为弥补节拍的不足,同时调整了进给速度。依据金属切削原理:合理速度内,切削速度降低20%,刀具寿命提高50%。降低切削速度后,该刀具单台费用由12元/台降至6元/台,按年产3万台缸体计算,年可节约资金18万元。此时换刀频次达到100后,崩边现象才会产生,保证了质量,同时也节约了频繁换刀的时间。

(2)刀盘结构优化。原刀盘(见图4)主偏角为90°,刀具在离开缸体边缘时的切削力全部为横向切削力,过大的拉力使工件边缘最后的加工余量剥落,造成表面崩边情况。

为了近一步降低成本,提高刀具寿命。我厂现地现物,利用现有资源,转序再利用开展降成本工作。原刀盘直径为Φ80mm,标准刀盘。利用曲轴OP10序刀盘(见图5)替换原刀盘。

图4

图5

两刀盘基本参数如附表所示。

基本参数对比表

切削三要素不变的前提下,由于刀片同时使用量由10片变为12片,每个刀片的进给量相对变小,等同于每个刀刃产生的切屑厚度变薄,由粗糙度简化公式可知,小的进给量可适当的提高工件表面的粗糙度,小的进给量可以减小刀具离开缸体边缘时的切削力。同时80°主偏角同90°主偏角比,可将切削力分解到两个方向,弱化了横向拉力对缸体边缘崩边现象的影响,增强了刀片寿命。

粗糙度简化公式

Ra=f2/8R

式中,f为每转进给量(mm/min);R为刀尖圆弧半径(mm)。

走刀路线技术分析

数控加工过程中,刀具相对于工件的运动轨迹称为走刀路线。走刀路线反应了工件的加工过程,确定合理的走刀路线是保证铣削加工精度和表面质量的重要工艺措施之一,走刀路线的合理关系到加工的生产效率及刀具寿命,因此每道工序的走刀路线都非常重要。保证产品质量的前提下,走刀路线尽量最短,保持刀具一直吃刀。前期的工艺设计多考虑刀盘直径、刀盘结构、刀盘位置、铣削方式和刀具切入切出过程等因素,刀具全生命周期的70%取决于前期的工艺设计,工艺设计一旦设计完成,刀具成本也就固定了,后续改善优化只是一些辅助措施。

1.端面铣削方式—顺铣和逆铣

如图6所示,顺铣可以理解为铣刀切入时切屑的厚度大于切出时切屑的厚度;逆铣可以理解为铣刀切入时切屑的厚度小于切出时切屑的厚度。刀片切入工件时承受压应力,切出时承受拉应力;拉应力更容易导致刀片产生裂纹、蹦刃,若要提高刀片寿命,就得减小刀片切出时的拉应力。顺铣,切出时切屑薄拉应力小;逆铣,切出时切屑厚拉应力大。对刀具寿命而言,顺铣方式要好于逆铣方式。

图6

逆铣过程,端面铣刀刚刚切入时,刀片本身存在极细小的刀刃倒棱,加工余量很薄,刀片挤压、摩擦产生大量的切削热,造成工件表面硬化现象,切屑存在于刀片前刀面,再次切削造成工件质量变差。现大多数机床采用顺铣方式,优点:顺铣时,切屑由厚变薄,当端面铣刀前刀面切出工件的一瞬间,载荷突然释放,容易产生振动,但此时切屑很薄,切削力很小,载荷波动不会太大,故刀具寿命增加。

2.铣削过程分析

铣削过程分为四个阶段:非切入阶段、切入阶段、切削阶段和切出阶段。

(1)端面铣刀切入策略:圆弧切入好于直接切入,斜着切入好于直接切入。切入策略原因分析:

直接切入方式(见图7)。未满刀切削与满刀切削相比,未满刀切出处产生厚的切屑,导致刀具加工过程中振动较大,刀具刃口容易失效、刀具寿命变差。若要采用此种方式直接切入,则在满刀切之前,为降低刀痕的影响,可将每转进给降为正常进给的50%。我厂的缸体、缸盖顶底面及前后面加工,都是采用直接切入方式,并且每转进给没有降低,这是需要注意的。

圆弧切入方式(见图8)。切出处切屑很薄,降低了切削力,振动降低,提高了刀具寿命。

图7


图8

斜切方式。刀盘与工件成一定角度切入,目的是对刀盘切出处切屑厚度进行控制,间接提高铣刀片寿命。平滑切入工件是必要的,刚切入时进给应该降至50%,满刀切时恢复到正常的每转进给。

(2)端面铣刀切出策略。定义:切出角=铣刀切出点和刀盘中心点的连线与铣刀盘中心线的夹角。

经过世界第一刀具集团公司试验验证,切出角在(30°~90°与-90°~-30°)之间时刀片寿命较高,切出角范围在±30°时,刀片寿命偏低(见图9),故刀盘与工件位置关系影响刀片寿命。刀盘宽度为工件宽度2倍时,采用对称铣削方式(见图10),此时切出角为30°,刀盘布置是否合理,以此位置为基准,透彻全面的了解刀盘布置原理,迅速解决刀盘布置不合理,引发的刀片寿命偏低问题。

图9

图10

3.刀盘直径与走刀路线

(1)刀盘直径。刀盘直径的选择主要由加工工件宽度决定。当加工平面面积不大时,刀盘直径一般为切削宽度的(1.3~1.6)倍,可有效保证切屑的形成和排出。精铣加工条件允许的情况下,可采用较大面铣刀一次走刀加工完成。

选择刀盘直径时尽量选择通用的标准刀盘。目前行业内标准刀盘直径已经固化,刀盘直径大致为Ф50mm、Ф63mm、Ф80mm、Ф100mm、Ф125mm、Ф160mm、Ф200mm、Ф250mm和Ф315mm等。标准刀盘通用性强,价格便宜,可替换。

刀盘直径的确定。刀盘直径D的大小与切入角A、切出角B及工件宽度E有关系,不管刀盘相对于工件如何布置,采用什么样的铣削方式,确定刀盘直径的原理是相同的。例:按如图11方式布置刀盘。

E=(D/2)sinB-(D/2)sinA

D=2E/(sinB-sinA)

图11

由上述公式可看出,只要选定刀盘径向切入深度、切入角和切出角,则铣刀盘直径就已确定。

(2)走刀路线。当加工平面面积较大时,可选择刀盘直径合适的铣刀,分多次走刀。多次走刀必然面临切削方向改变的情况,切削方向改变时产生的加工现象可理解为直接切入工件的情况。加工过程中,铣刀换向时,应变为圆角路线加工(见图12),可保证铣刀切出时铁屑厚度较薄,降低切削力,降低振动,增强刀具寿命,推迟了接刀痕产生的时间,提高了工件质量;图12切入时,采用的是斜切切入方式有助于刀片寿命的提高。我厂所有的面铣加工,走刀路线有切削方向变化的,都采用如图13所示方式。

图12

图13

例如。我厂缸体加工两条生产线,后油封面加工两种不同的走刀路线。图14为1.3缸体线后油封面加工走刀路线。刀盘为非标刀盘,价格昂贵;切入方式为直接切入方式,现状:刚切入时每转进给没有优化,容易产生振纹;一次走刀完成加工,但刀盘布置方式为对称方式布置,对称铣削,加工过程中顺铣和逆铣同时存在,虽不是最佳方案,但也算合理。

图14

图15为1.5缸体线后油封面加工走刀路线。刀盘为标准刀盘,价格便宜;铣削方式为不对称顺铣方式,刀盘换向时采用圆弧加工路线过渡,非常合理,刀片寿命比图14的铣削方式高。加工过程需重点关注后油封面中间部位的粗糙度,两刀盘交接处容易产生刀痕。

图15

结语

本文在理论与实践的基础上,对加工过程中产生的接刀痕与崩边现象进行了大量的阐述,并提出了一系列的具体优化方案,多方位全角度的拓展了工作思路,可指引工艺人员迅速解决、消除生产中遇到的不良加工现象。本文对提升产品质量,提高工作效率,降本增效有一定的借鉴意义,值得引起重视与推广。

如何提高数控机床的加工精度?

质量是表示产品优劣程度的参数。机械产品的工作性能和使用寿命在很大程度上取决于零件的机械加工质量,零件的加工质量是整个产品质量的基础。零件的加工质量包括机械加工精度和表面质量两个方面。一般情况下,零件的加工精度越高,则对应的加工成本也越高,生产效率越低。

因此,设计人员应根据零件的使用要求,合理地规定零件的加工精度。工艺人员则应根据设计要求、生产条件等采取适当的工艺方法,在保证加工精度的前提下,尽量提高生产率和降低成本。

一、加工精度

1、加工精度的概念

加工精度是指零件加工后的几何参数(尺寸、几何形状和相互位置)的实际值与理想值之间的符合程度。而实际值与理想值之间的偏离程度(即差异)则为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。零件的加工精度包含三方面的内容:尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度,这三者之间是有联系的。

在机械加工中,零件的尺寸、几何形状和表面间相对位置的形成,主要取决于工件和刀具在切削运动过程中的相互位置关系;而工件和刀具,又是安装在夹具和机床上,并受到夹具和机床的约束。因此,在机械加工时,机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的系统,称之为工艺系统。零件加工精度的问题实质上是整个工艺系统的精度问题。

2、影响加工精度的主要因素

(1)加工原理误差

加工原理误差是指采用了近似的成型运动或近似形状的刀具进行加工而产生的误差。在曲线或曲而的数控加工中。刀具相对于工件的成型运动是近似的。进一步地说.数控机床在做直线或圆弧插补时,是利用平行坐标轴的小直线段来逼近理想直线或圆弧的.这里存在着加工原理误差。

(2)机床误差

机床误差是由机床的制造、安装误差和使用中的磨损造成的。在机床的各类误差中.对工件加工精度影响较大的主要是主抽回转误差和导轨误差。

(3)夹具误差

产生夹具误差的主要原因是各夹具元件的制造精度不高、装配精度不高以及夹具在使用过程中工作表面的磨损。夹具误差将直接影响到工件表面的位置精度及尺寸精度,其中对加工表面的位置精度影响最大。

(4)刀具误差

刀具的制造误差和使用中磨损是产生刀具误差的主要原因。刀具误差对加工精度的影响,因刀具的种类、材料等的不同而异.如定尺寸刀具(如钻头、铰刀等)的尺寸精度将直接影响工件的尺寸精度。如成型刀具(如成型车刀、成型铣刀等)的形状精度将直接影响工件的形状精度。

二、加工表面质量

机器零件的机械加工质量除了加工精度外,还包括零件在加工后的表面质量。机械产品的工作性能,尤其是它的可靠性、耐久性,在很大程度上取决于其主要零件的表面质量。随着科学技术的发展,机器向着高速重载、高温高压等方向发展、对零件表面质量的要求也越来越高。

1、表面质量的概念

表面质量是指零件加工后的表面层状态,它包含表面粗糙度和波度以及表面层的物理机械性能两方面的内容。

(1)表面粗糙度和波度

表面粗糙度是指加工表面的微观几何形状误差。通常是机械加工中切削刀具的运动轨迹所形成的,其波距与波高的比值一般小50。

(2)表面层物理机械性能

表面层冷作硬化。它是指工件经切削加工后表面层强度、硬度有所提高的现象,也称冷硬或强化;表面层金相组织变化。它是指切削加工(特别是磨削)中产生的高温使工件表层金属的金相组织发生变化,使表层硬度降低的现象;表面层残余应力。它是指切削加工中所产生的切削力和切削热使工件表面层产生残余应力,影响零件的疲劳强度。

2、影响表面粗糙度的因素

机械加工中,形成表面粗糙度的主要原因有两个方面:一是刀刃和工件相对运动轨迹所形成的切削残留面积-几何因素;二是和被加工材料性质及切削机理有关的因素-物理因素,它是指切削过程中的塑性变形、摩擦、积屑瘤、鳞刺以及工艺系统中的振动等。

三、提高数控机床加工质量的措施

1、提高加工精度的途径

生产实际中有许多减小误差的方法和措施,从消除或减小误差的技术上看,可将这些措施分成如下几种。

(1)误差预防技术

误差预防技术是指采取相应措施来减少或消除误差,亦即减少误差源或改变误差源与加工误差之间的数量转换关系。

为减少或消除几何形状误差,可采用如下一些措施:

采用跟刀架,消除径向力的影响,采用反向走刀,使轴向力的压缩作用变为拉伸作用,同时采用弹性顶尖,消除可能的压弯变形。

(2)误差补偿技术

误差补偿技术是指在现有条件下。通过分析、测量,并以这些误差为依据,人为地在工艺系统中引人一个附加的误差,使之与工艺系统原有的误差相抵消。以减小或消除零件的加工误差。

(3)减小数控系统累积误差的影响

数控系统在进行快速移动和插补的运算过程中,会产生累积误差,当它达到一定值时,会使机床产生移动和定位误差,影响加工精度。以下措施可减小数控系统的累积误差。

尽量用绝对方式编程,绝对方式编程以某一固定点(工件坐标原点)为基准,每一段程序和整个加工过程都以此为基准。而增量方式编程,是以前一点为基准,连续执行多段程序必然产生累积误差。

插入回参考点指令,机床回参考点时,会使各坐标清零,这样便消除了数控系统运算的累积误差。在较长的程序中适当插入回参考点指令有益于保证加工精度。有换刀要求时,可回参考点换刀,这样一举两得。

四、提高表面质量的措施

1、提高操作者技能

操作者须掌握装刀与对刀技术装刀与对刀是数控机床加工中及其重要并十分棘手的一项基本工作。装刀与对刀的好与差,将直接影响到加工程序的编制及零件的尺寸精度。只有掌握好装刀与对刀技术才能保证加工质量。对刀一般分为手工对刀和自动对刀两大类。目前,绝大多数的数控机床采用手工对刀,常用的是试切对刀法。它可以得到较准确和可靠的结果。

利用数控车床的仿真系统来检查程序:程序在机床面板输入后必须先仿真,让加工程序在CRT上模拟加工显示加工轨迹,看机床(刀具)的运动及模拟加工出的工件形状是否正确。通过程序仿真,可以检查程序是否正确合理,避免因程序错误而造成事故,从而减少设备和刀具的损耗,确保人身安全,保证加工质量。

2、降低表面粗糙度值的措施

合理选择切削用量:适当减少进给盆,选择合理的切削速度及切深,都能减小表面粗糙度值。

选择适当的刀具材料和几何参数:采用先进的刀具材料,增大刃倾角,减小刀具的主偏角和副偏角,增大刀尖圆弧半径,都可以减小表面粗糙度值。

改善材料的切削加工性能:采用热处理正火或退火工艺,细化晶粒,可获得表面粗糙度很细的表面。

结语:数控机床是综合应用了当代最新科技成果而发展起来的新型机械加工机床。自其产生以来,数控机床的发展在品种、数量、加工范围与加工精度等方面有了惊人的发展。作为机械加工行业的从业者,我们应该熟练掌握数控机床的操作技能,提高加工质量,为提高企业效益做出贡献。


CNC编程工程师工厂技术规范

1. 明确编程师的职责,负责模具CNC制造过程中加工质量、加工效率、成本控制、出错率方面的把控。

2. 编程师接到新模时必须对模具的要求有所了解,模具结构的合理性,上下模使用的钢材,产品公差要求、啤塑材料。分清楚哪里是胶位,哪里是PL面,哪里是碰穿、擦穿,哪里可以是避空的。同时应与技师沟通,确定CNC加工的内容。

3. 编程师接到新模后,原则上第一时间开铜料清单,填写清单前必须先将铜公拆好,可以是未修整好,但要有掌底大小,确定铜公编码、火花位大小。

4. 铜公粗、幼公的施工图分别用2张程式清单填写,可以在旧机床加工的工件或必须在高速机加工的工件要在“工件摆放方向”空白处用文字说明及注意的事项。铜公在“工件摆放方向”空白处用“TFR-ISO”视图表示,钢料在“工件摆放方向”空白处用“TOP”和“TFR-ISO”视图表示,注明基准角。不能完全表达清楚摆放方向的工件,必须增加“FRONT”或“LEFT”视图。钢料要亲自对照实际工件,确认基准方向、工件尺寸及加工面。

5. 钢料开粗时,Z下刀量0.5-0.7mm。铜料开粗时Z下刀量1.0-1.5mm(内部开粗1.0mm,基准边开粗1.5mm)。

6. 平行式精铣时,ma×imumstepover按“精加工平行式最佳等高参数表”来设定。精铣前余留量尽量留小点,钢料0.10—0.2mm;铜料0.2--0.5mm。不要使用R刀精锣面积大的平面。

7. 擦穿面或碰穿面留0.05mm余量FIT模用,有些重要面积小的擦穿面,碰穿面留0.1mm余量,周边的PL面加工到位。较大的下模PL面封胶位出10mm—25mm(标准是18mm)外能避空的避空0.15mm。

8. 快速下刀至3mm高度使用 (相对加工深度)逼近进给一律600mm/m,有螺旋下刀和外部进刀的Z下刀F速一律是1000 mm/ m,有踩刀地方的Z下刀F速一律300mm/m,内部快速移动(横越)进给一律是6500mm/m(必须走G01)。

9. 使用Φ63R6、Φ40R6、Φ30R5飞刀开粗时,余量留侧壁单边0.8mm,底部留0.4mm。不能出现踩刀现象,不能使用Φ63R6加工范围较小的内型框。使用Φ32R0.8、Φ25R0.8、Φ20R0.8、Φ16R0.8刀具半精加工时,较大的平面再加工,保证底部留0.15mm余量,方便下一把刀具可以直接精加工工件底部。

10. 精铣前必须先用较小直径的刀将角位的余量粗清角,无法清角的地方,必须做曲面挡住,避免精铣时角位余量过多导致刀具损坏,要保证精铣时余量是均匀的。

11. 刀具装夹长度无须最大深度或超过最大深度,需要用加长嗦咀、用有一定避空长度刀具时,必须在程式清单备注栏上注明L、B、D的数据。L—表示刀具装夹长度、B—表示刀具的避空长度、D—表示加长嗦头直径。

12. 铜公粗加工时,将模胚素材Z正方向加至+5mm,XY方向单边加至+3mm。

13. 拆铜公时一定要检查掌底是否够避空, 一定要将拆好的铜公套进需要火花加工的工件里面,着色仔细检查是否够避空。近似对称的铜公要检查是否完全对称,避空位是否都是一样。不要自以为是,不加以检查。

14. 加工完毕的铜公必须达到标准:

⑴ 尺寸准确,公差:<±0.01mm;

⑵ 没有变形现象;

⑶ 刀纹清晰,没有特别粗糙的刀纹;

⑷ 线条分明,接刀处不起阶;

⑸没有明显难除去的披锋;

⑹掌底厚度保证在15-25 mm,标准在20mm;

⑺铜公编码正确;

⑻基准位周边要减火花位。

15. 拆铜公考虑原则:

⑴ 加工可行性;

⑵ 实用;

⑶ 强度够,不变形;

⑷ 方便加工;

⑸ 铜公成本;

⑹ 外形美观;

⑺ 拆的铜公越少越好;

⑻ 对称的产品尽量将加工左、右的铜公做在一起,移数加工。

16. 刀具使用参考准则

⑴ 一般大小的钢料开粗时尽量选用Φ30R5,较大型的钢料尽量选用Φ63R6;

⑵ 铜公开粗高度70mm以下选用M16刀具;高度在70—85mm之间选用M20刀具;高度在85—120mm之间选用M25刀具;超过120mm以上选用Φ25R0.8、Φ32R0.8飞刀把;

⑶ 铜公2D外形光刀,高度50mm以下选用M12刀具;高度在50-70mm之间,选用M16刀具;高度在70-85mm之间,选用M20;高度在85-120mm之间,选用M25;超过120mm以上用Φ25R0.8、Φ32R0.8飞刀把加工;

⑷ 较平坦的曲面或较高的外形曲面尽量选用Φ20R4、Φ25R5、Φ40R6作为光刀刀具;

17. 工件检测规定:

⑴ 编程师对工作检测结果负责;

⑵ 工件检测按图纸公差进行检测;

⑶ 钢料原则上在机床上检测才下机,夜班加工好的钢料尽量安排到第二天早上编程师检查后才下机,半夜必须下机的工件,由操机组长检测,次日由编程师确认。大工件由组长或文员通知技师领取工件;

⑷ 铜公原则上在“待检测区”检测,检测OK后,由编程师及时摆放到“合格区”,工模技师只允许在“合格区”拿走工件;

⑸ 检测到不合格工件应报告本部门主管,由主管决定是否重新加工、换料或按合格工件检收;

⑹ 本部门主管如将不合格工件按合格工件检收而导致模具质量事故,本部门主管负主要责任。

18. 相关标准规定:

⑴ 上、下模内模料四边分中,底面为零;

⑵ 原身模胚四边分中,PL面是平面时,平面取数;PL面不是平面时,底面取数。非原身模胚基准角取数(基准角标志△);

⑶ 行位两边分中,行位底碰单边,深度碰底为零;

⑷ 铜公特粗公用“T”表示,粗公用“R”表示,幼公用“F”表示;

⑸ 上、下模内模料打印有模具编号的角落即基准角;

⑹ 包R的止口铜公外形做小0.08mm,保证产品不刮手;

⑺ 工件加工摆放方向,原则上X方向为长尺寸,Y方向为短尺寸;

⑻ 使用“等高外形”、“最佳等高”方式精加工时,加工方向尽量采取“顺铣”;使用飞刀把精铣时,必须采取“顺铣”;

⑼ 铜公曲面精铣时建议优先选用“平行+等高”加工方式切削,平行55度,等高52度;有2度的重叠。使用的刀具必须是球刀切等高的深度方向火花位的要求+0.02mm;

⑽ 原则上铜公掌底四个角落,有一角落对应模具基准角倒斜角C6,其余三个角倒圆角R2;较大的铜公C角、R角相应可以大些;

⑾ 原则上规定写程式时工件最高点为Z零,目的:

① 防止忘记设安全高度造成撞刀;

② 下刀的深度反映刀具所需最保守的长度;

⑿ 使用白钢刀加工铜公外形时,火花位参数应比要求负多0.015mm;

⒀ 铜公基准位要加工到底部,底部留0.2mm(目的防止刀具碰到码板);

⒁ 刀路编写计算曲面公差:开粗0.05mm、粗光0.025mm、光刀0.008mm;

⒂ 钢料精加工直身面使用合金刀时Z下刀量1.2mm,使用刀把时Z下刀量0.50mm。加工直身面必须顺铣;

⒃ 铜公开物料清单,原则上长度控制在250mm以内,高度尽量控制在100mm以内。

⒄ 加工的钢料开粗、中粗,侧面余留量≥0.3mm,底部余留量≥0.15mm;

⒅ 码板标准M8 20x20(倍数) M10 30x30(倍数)

⒆ 对所有钢料的加工程式必须采用实体模拟,以确定程式的正确性,减少加工出错。

19. 开铜料时,长、宽单边余留量2.5mm,高度总余留量2—3mm,即100×60×42应开105×65×45。长宽尺寸要是5的倍数,高度可以是任意整数,最小铜公外形尺寸为40×20×30(加工OK后尺寸)。

20. 火花碰数纸要求简洁、清晰、易懂。铜公图线条要较粗,尽量用整数标注尺寸。铜公基准角作明显标记,要有模具编号、铜公编号、铜公3D图、火花位大小、注意事项(接顺、移数加工、旋转加工、拆镶件后加工、铜公要线割等)、编程师签名确认,部门主管审核。

21. 铜公线割图纸要求简洁、清晰、易懂。要线割的地方要用剖面线来表示,要有模具编号、铜公编号、火花位大小、电脑图基准位置、线割斜度大小、注意事项、电脑图网址、编程师签名确认,部门主管审核。

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数控加工中六个经验

由于数控加工的复杂性(如不同的机床,不同的材料,不同的刀具,不同的切削方式,不同的参数设定等等),决定了从从事数控加工(无论是加工还是编程)到到达一定水平,必须经过一段比较长的时间,以下是工程师在长期实际生产过程中总结出来的、有关数控加工工艺、工序、常用刀具参数的选择、加工过程中的监控等方面的一些经验总汇,可供大家参考。

一、如何对加工工序进行划分?

数控加工工序的划分一般可按下列方法进行:

1、刀具集中分序法就是按所用刀具划分工序,用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它们可以完成的其它部位。这样可减少换刀次数,压缩空程时间,减少不必要的定位误差。

2、以加工部位分序法对于加工内容很多的零件,可按其结构特点将加工部分分成几个部分,如内形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面,后加工孔;先加工简单的几何形状,再加工复杂的几何形状;先加工精度较低的部位,再加工精度要求较高的部位。

3、以粗、精加工分序法对于易发生加工变形的零件,由于粗加工后可能发生的变形而需要进行校形,故一般来说凡要进行粗、精加工的都要将工序分开。综上所述,在划分工序时,一定要视零件的结构与工艺性,机床的功能,零件数控加工内容的多少,安装次数及本单位生产组织状况灵活掌握。另建议采用工序集中的原则还是采用工序分散的原则,要根据实际情况来确定,但一定力求合理。

二、加工顺序的安排应遵循什么原则?

加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位夹紧的需要来考虑,重点是工件的刚性不被破坏。顺序一般应按下列原则进行:

1、上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。

2、先进行内形内腔加工序,后进行外形加工工序。

3、以相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序最好连接进行,以减少重复定位次数,换刀次数与挪动压板次数。

4、在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对工件刚性破坏小的工序。

三、工件装夹方式的确定应注意那几方面?

在确定定位基准与夹紧方案时应注意下列三点:

1、力求设计、工艺、与编程计算的基准统一。

2、尽量减少装夹次数,尽可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面。

3、避免采用占机人工调整方案。

4、夹具要开畅,其定位、夹紧机构不能影响加工中的走刀(如产生碰撞),碰到此类情况时,可采用用虎钳或加底板抽螺丝的方式装夹。

四、如何确定对刀点比较合理?工件坐标系与编程坐标系有什么关系?

1、对刀点可以设在被加工零件的上,但注意对刀点必须是基准位或已精加工过的部位,有时在第一道工序后对刀点被加工毁坏,会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找,因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置,这样可以根据它们之间的相对位置关系找回原对刀点。这个相对对对刀位置通常设在机床工作台或夹具上。其选择原则如下:

1)找正容易。

2)编程方便。

3)对刀误差小。

4)加工时检查方便、可查。

2、工件坐标系的原点位置是由操作者自己设定的,它在工件装夹完毕后,通过对刀确定,它反映的是工件与机床零点之间的距离位置关系。工件坐标系一旦固定,一般不作改变。工件坐标系与编程坐标系两者必须统一,即在加工时,工件坐标系和编程坐标系是一致的。

五、如何选择走刀路线?

走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。加工路线的合理选择是非常重要的,因为它与零件的加工精度和表面质量密却相关。在确定走刀路线是主要考虑下列几点:

1、保证零件的加工精度要求。

2、方便数值计算,减少编程工作量。

3、寻求最短加工路线,减少空刀时间以提高加工效率。

4、尽量减少程序段数。

5、保证工件轮廓表面加工后的粗糙度的要求,最终轮廓应安排最后一走刀连续加工出来。

6、刀具的进退刀(切入与切出)路线也要认真考虑,以尽量减少在轮廓处停刀(切削力突然变化造成弹性变形)而留下刀痕,也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。

六、如何在加工过程中监控与调整?

工件在找正及程序调试完成之后,就可进入自动加工阶段。在自动加工过程中,操作者要对切削的过程进行监控,防止出现非正常切削造成工件质量问题及其它事故。

对切削过程进行监控主要考虑以下几个方面:

1、加工过程监控粗加工主要考虑的是工件表面的多余余量的快速切除。在机床自动加工过程中,根据设定的切削用量,刀具按预定的切削轨迹自动切削。此时操作者应注意通过切削负荷表观察自动加工过程中的切削负荷变化情况,根据刀具的承受力状况,调整切削用量,发挥机床的最大效率。

2、切削过程中切削声音的监控在自动切削过程中,一般开始切削时,刀具切削工件的声音是稳定的、连续的、轻快的,此时机床的运动是平稳的。随着切削过程的进行,当工件上有硬质点或刀具磨损或刀具送夹等原因后,切削过程出现不稳定,不稳定的表现是切削声音发生变化,刀具与工件之间会出现相互撞击声,机床会出现震动。此时应及时调整切削用量及切削条件,当调整效果不明显时,应暂停机床,检查刀具及工件状况。

3、精加工过程监控精加工,主要是保证工件的加工尺寸和加工表面质量,切削速度较高,进给量较大。此时应着重注意积屑瘤对加工表面的影响,对于型腔加工,还应注意拐角处加工过切与让刀。对于上述问题的解决,一是要注意调整切削液的喷淋位置,让加工表面时刻处于冷却条件;二是要注意观察工件的已加工面质量,通过调整切削用量,尽可能避免质量的变化。如调整仍无明显效果,则应停机检察原程序编得是否合理。

特别注意的是,在暂停检查或停机检查时,要注意刀具的位置。如刀具在切削过程中停机,突然的主轴停转,会使工件表面产生刀痕。一般应在刀具离开切削状态时,考虑停机。

4、刀具监控刀具的质量很大程度决定了工件的加工质量。在自动加工切削过程中,要通过声音监控、切削时间控制、切削过程中暂停检查、工件表面分析等方法判断刀具的正常磨损状况及非正常破损状况。要根据加工要求,对刀具及时处理,防止发生由刀具未及时处理而产生的加工质量问题。


CNC师傅的加工经验

一、刀路的总则:

开粗:在机床的最大负荷下,绝大部分情况应选用尽可能大的刀,尽可能大的的进刀量,尽可能快的进给。在同一把刀的情况下,进给与进刀量成反比。一般情况下,机床的负荷不是问题,选刀的原则主要依产品的二维角与三维弧是否过小来考虑。选好刀后,便定刀长,原则是刀长大于加工深度,大工件则要考虑夹头是否有干涉。

光刀:光刀的目的是为了达到满足工件表面光洁度、预留适当余量的加工要求。同样,光刀选用尽可能大的刀,尽可能快的时间,因为精刀需要较长的时间,用最合适的进刀与进给。在同一进给下横向进刀越大越快,曲面进刀量与加工后的光洁度有关,进给的大小与曲面的外表形状有关,在不伤及面的情况下,留最小的余量、用最大的刀、最快的转速、适当的进给。

二、装夹方法:

1、所有的装夹都是横长竖短。

2、虎钳装夹:装夹高度不应低于10个毫米,在加工工件时必须指明装夹高度与加工高度。加工高度应高出虎钳平面5毫米左右,目的是保证牢固性,同时不伤及虎钳。此种装夹属一般性的装夹,装夹高度还与工件大小有关,工件越大,则装夹高度相应增大。

3、夹板装夹:夹板用码仔码在工作台上,工件用螺丝锁在夹板上,此种装夹适用于装夹高度不够及加工力较大的工件,一般中大型工件,效果比较好。

4、码铁装夹:在工件较大、装夹高度不够,又不准在底部锁缧丝时,则用码铁装夹。此种装夹需二次装夹,先码好四角,加工好其它部分,然后再码四边,加工四角。二次装夹时,不要让工件松动,先码再松。也可以先码两边,加工另两边。

5、刀具的装夹:直径10mm以上,装夹长度不低于30mm;直径10mm以下,装夹长度不低于20mm。刀具的装夹要牢固,严防撞刀与直接插入工件。

三、刀具的分类及其适用范围:

1、按材质分:

  • 白钢刀:易磨损,用于铜公及小钢料开粗。

  • 钨钢刀:用于清角(特别是钢料)及光刀。

  • 合金刀:类似于钨钢刀。

  • 紫刀;用于高速切削,不易磨损。

2、按刀头分:

  • 平底刀:用于平面及直身侧面,清平面角。

  • 球刀:用于各种曲面中光、光刀。

  • 牛鼻刀(有单边、双边及五边):用于钢料开粗(R0.8、R0.3、R0.5、R0.4)。

  • 粗皮刀:用于开粗,注意余量的留法(0.3)。

3、按刀杆分:

  • 直杆刀:直杆刀适用各种场合。

  • 斜杆刀:但不适用于直身面及斜度小于杆斜度的面。

4、按刀刃分:

两刃、三刃、四刃,刃数越多,效果越好,但做功越多,转速及进给相应调整,刃数多寿命长。

5、球刀与飞刀光刀的区别:

球刀:凹面尺小于球尺,平面尺小于球R时,光不到(清不到底角)。 飞刀:优点是能清底角。相同参数的比较:V=R*ω转速快许多(飞刀),力大光出的东西亮,飞刀较多地用于等高外形,有时用飞刀不需中光。缺点是凹面尺寸及平面尺小于飞刀直径时光不到。

四、CNC配合电火花加工,铜公的做法:

1. 什么情况下需要做铜公:

  • 刀完全下不去要做铜公,在一个铜公中还有下不去的,形状是凸出需再分。

  • 刀能下去,但易断刀的也需做铜公,这需根据实际情况而定。

  • 要求火花纹的产品需做铜公。

  • 铜公做不成的,骨位太薄太高,易损公且易变形,加工中变形与打火花变形,此时需镶件。

  • 铜公加工出的东西表面(特别是曲面会很顺很均匀)能克服精锣中的许多问题与绘图中的许多问题。

  • 要求精确外形或余量多时必须做粗铜公。

2. 铜公的做法:

选出要做铜公的面,补全该补的面,或延长该延的面,保证铜公的所有边缘大于要打的边缘同时不伤及其它产品的面,去掉不必要的清不到的平面角(与平面角相交处是更深的胶位),补成规则形状;找出铜公最大外形,用一边界然后投影到托面;定出基准框大小,剪掉掉托面,到此铜公图基本完成;备料:长*宽*高,长与宽≥Ymax与Xmax为基准框实际铜料的长宽必须大于图上基准框。高≥铜公的理论尺寸+基准框高+装夹高度。

五、图纸定数问题:

1、在没有现成的加工面下,平面四面分中,中心对原点,顶面对零,顶面不平时(铜公而言)留0.1的余量,即碰数时,实际对0(z),图上偏低0.1。

2、当有现成的加工面时,使图上的现成面对0(z),平面能分中则分中,否则以现成边碰数(单边)加工面则要校核实际高度,宽,长与图纸差别,按实际的料来编程。一般情况,先加工成图上的尺寸再加工图上形状。

3、当要多个位加工时,第一个位(标准位),就要把其它几个位的基准锣好,长宽高都要锣,所有下一次加工基准要以上次已加工好的面为准。

4、镶件的定位:放在整体里面,把下面垫起一定高度然后图纸也升高此高度,平面按整体分中,高度按图下面用镙丝锁住;是方方正正的则可直分中;粗略一点可用最大外形分中;割一夹具,按夹具分中,镶件图与夹具的相对位置确定然后把图纸原点放在夹具中心点。

六、开粗的刀路选择:

1、曲面挖槽

  • 关键是范围的选择与面的选择。 刀路加工的区域是:以所选范围内所选面为终止面,从最高点到最低点刀具能下得去的所有地方为原则。所选面最好是全体面,边界则只能是所要加工的区域,无面处延伸小于半个刀径的距离,因为其它面留有足够余量所以自动保护;最好延伸最低线,因为最低处有一个R锣不到。

  • 刀的选择:如刀具不能螺旋或斜线进刀时或加工不到的区域进不了刀的区域封起,留待二次开粗。

  • 光刀之前,一定要把未开粗的区域全部开粗,特别是小角,其中包括二维角,三维角及封起来的区域,不然则会断刀。二次开粗:一般用三维挖槽选范围,平底刀,能用平面挖槽与外形刀路的则用。在不伤及其它面的情况下刀具中心到所选边界,一般不精修边界,用快速双向角度视情况而定,螺旋进刀,角度1.5度,高1,当挖槽形状为条形,不能螺旋下刀则用斜线进刀,一般打开过滤,特别是曲面开粗,进刀平面不可低,以免撞刀,安全高度不可低。

  • 退刀:一般不用相对退刀,用绝对退刀,当没有岛屿时则用相对退刀。

2、平面挖槽:铣各种平面,凹平槽,当铣部分开放式平面时,则需定边界,原则能进刀(大于一个刀径),开放处偏外大于半个刀径,封闭外围。

3、外形:当所选平面适合外形分层,则用外形分层提刀(平面外形),提刀点与下刀点为一点时,不须提刀z平面一般提刀,尽量不用相对高度;补正方向一般右补正(顺刀)。

4、机械补正的刀路设置:补正号为21,改电脑补正机械补正,进刀为垂直进刀,刀过不了的地方则改大R不留余量。

5、等高外形:适合于走封闭式的面,走开放式的面若是四圈则要封项面,若是四圈内或非四圈则要选范围与高度(一定弧形进刀开粗),用于开粗的情况:任一平面内的加工距离小于一个刀径,若大于一个刀径则要用更大的刀或两次等高外形。

6、曲面流线:具有最好的均匀性与干脆性,适合光刀很多时候可取代等高外形。

7、放射刀路:适合中间有大孔的情况(少用)。注意事项:弹刀,刀不锋利,刀过长,工件过深时要环绕走不可上下走;工件中的利角两边的面要分两个刀路,不可越过去,光刀时的边缘最好延长(用弧线进退刀)。

七、清角:

1、这里的清角清的是二维死角,是前面工序都未曾走到的部分,如光刀需走到的地方则应先清角再光刀,太小大深的角可分几把刀清,不要用小刀清太多地方。

2、清三维角:开一些小槽,一些三维转角处。

3、易断刀,一定要考虑像细刀、过长,加工量过大(主要是z向,深度方向)的情况。4、刀路:用二维外形走,只能清小角(R0.8)及二维平面角;用平行刀路;用等高外形;有一种地方刀子去不了的曲面及外形走不到的死角则要先封起来起刀,最后清角,大面中的小缺口一般先封起来。

八、中光:

1、中光:作为曲面的钢料与细公才中光。2、原则:大刀开粗时层与层间的余量较多,为使光刀时得到更好效果的一道工序,3、特点:快速清除,大刀飞刀亦可,大进给,大间距;不必顾忌表面质量;平面的工件不必中光;等高外形的工件不用中光,等高外形开粗时可细一点把两道工序放在一起,细一点指表面余量与层与层的距离;需不需中光,还有一个重要因素是工作的材料,材料越硬,则考虑中光;中光的加工方向与光刀开粗最好相对这样加工的东西会效果好,均匀。

九、光刀:

光刀是要达到各种产品与模具的装配要求所以要非常慎重,根据不同的要求给予不同的刀路设置与参数设置。

1、光刀的下刀高度与最后高度都改为0,公差设计1个丝以内,不需过滤(工件越小公差越小,公差影响外型)。

2、前模与分型面要达到最好的光洁度,后模可次,其它非配合及避空位可粗糙点。

3、刀路设计由以下因素决定:

  • 具体外形(如平面与其它面),陡峭面与平坦曲面。

  • 两面之间是否利角(利角则分开)。

  • 两部分是否要求不同(要不要留余量,余量的多少,光洁度的要求不同)。

  • 光刀中保护面问题是个大问题,对已加工好的面一定要预到加工中的误差保护起来,按保护面的要求保护起来。范围保护,不计误差的0保护,高度范围与平面范围;保护面保护。

  • 刀路的延长问题,光刀中,刀路加工到边缘时最好作圆弧进退刀否则事先把面稍加延长。

  • 光刀中的提刀问题。提刀浪费时间,所以尽量避免提刀。

    方法1:设提刀间隙(小缺口) 方法2:封面,把提刀处封起来(小缺口) 方法3:避开间隙(大缺口处) 方法4:等高外形时延长到同一高度

  • 光刀中的进刀问题,第一刀进刀一定要从工件外进,避免振动及碰伤工件,所有光刀一定设进刀。

  • 刀具的磨损问题:当工件较大时,需多把刀光完同一工件。


切削速度,吃刀量,进给速度三者关系及计算公式

1、切削用量的选择原则

粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。

从刀具的耐用度出发,切削用量的选择顺序是:先确定背吃刀量,其次确定进给量,最后确定切削速度。

2、背吃刀量的确定

背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。


确定背吃刀量的原则:

(1)在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm~25μm时,如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次进给就可以达到要求。但在余量较大,工艺系统刚性较差或机床动力不足时,可分多次进给完成。

(2)在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm~12.5μm时,可分粗加工和半精加工两步进行。粗加工时的背吃刀量选取同前。粗加工后留0.5mm~1.0mm余量,在半精加工时切除。

(3)在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8μm~3.2μm时,可分粗加工、半精加工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5mm~2mm。精加工时背吃刀量取0.3mm~0.5mm。

3、进给量的确定

进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。

确定进给速度的原则:

1)当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100~200m/min范围内选取。

2)在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在20~50m/min范围内选取。

3)当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20~50m/min范围内选取。

4)刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以选择该机床数控系统设定的最高进给速度。

4、主轴转速的确定

主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为:

n=1000*v/π*D

v----切削速度,单位为m/min,由刀具的耐用度决定;

n----主轴转速,单位为 r/min;

D----工件直径或刀具直径,单位为mm。

计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。

总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定.同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。


5、参考公式

1)背吃刀量(切削深度)ap

工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离称为背吃刀量。背吃刀量是通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量,是每次进给时车刀切入工件的深度,故又称为切削深度。根据此定义,如在纵向车外圆时,其背吃刀量可按下式计算:

ap =(dw-dm)/2

式中 ap----背吃刀量(mm);

dw----工件待加工表面直径(mm);

dm----工件已加工表面直径(mm)。

例一:已知工件待加工表面直径为 Φ95mm;现一次进给车至直径为 Φ90mm,求背吃刀量。

解:ap=(dw-dm)/2=(95-90)/2=2.5mm

2)进给量 f

工件或刀具每转一周时,刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。根据进给方向的不同,分为纵进给量和横进给量,纵进给量是指沿车床床身导轨方向的进给量,横进给量是指垂直于车床床身导轨方向的进给量。

进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。

vf=f*n

式中 vf----进给速度(mm/s);

n----主轴转速(r/s);

f----进给量(mm /s)。

3)切削速度 vc

切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。

vc=( π*dw*n)/1000

式中 vc----切削速度 (m/min) ;

dw----工件待加工表面直径( mm );

n----工件转速( r/min)。

在计算时应以最大的切削速度为准,如车削时以待加工表面直径的数值进行计算,因为此处速度最高,刀具磨损最快。

例二:车削直径为Φ60mm的工件的外圆,选定的车床主轴转速为600r/min,求vc

解:v c=( π*d*w*n)/1000 = 3.14x60x600/1000 = 113 m/min

在实际生产中,往往是已知工件直径的,根据工件材料,刀具材料和加工要求等因素选定切削速度,再将切削速度换算成车床主轴转速,以便调整车床,得到以下公式:

n=( 1000*vc)/π*dw

例三:在CA6140型卧式车床上车削Φ260mm的带轮外圆,选择vc为90m/min,求n。

解: n=( 1000*vc)/ π*dw=(1000x90)/ (3.14x260) =110r/min

计算出车床主轴转速后,应选取与铭牌上接近的值,即选取n=100r/min作为车床的实际转速。

6、小结

切削用量三要素是指切削速度 vc 、进给量 f (或进给速度 vf ) 、背吃刀量 ap 三者的总称。


1.背吃刀量ap(mm)

ap=(dw-dm) / 2

2.进给量 f(mm/r)

vf=f*n

3.切削速度vc(m/min)

vc=( π*dw*n)/1000


丝锥、钻头断在工件里怎么办?

做机械加工,丝锥、钻头断在工件里面经常会碰到,下面一些解决方法可供参考。

解决丝锥、钻头断在工件里面的方法:

1、灌点润滑油,用尖簪子或者斩子在断裂面反向慢慢敲出,不时倒倒铁削(车间里最常用的方法,但是对于孔径太小的螺纹孔或者断掉的丝锥太长可能就不合适了,不过可以尝试)。

2、在丝锥断裂截面上焊接一个把手或者六角螺母,然后轻轻反转出来(本来就是一种好方法,不过焊接有些麻烦,还是同样的话,对于直径较小的丝锥就不合适了)。

3、用专用工具:断丝锥取出器,原理是工件和丝锥分别接上正负电极,中间灌电解液,导致工件向丝锥放电腐蚀,然后辅助尖嘴钳等取出,对内孔伤害很小。

4、拿钢辊顶在丝锥裂口用小锤子慢慢敲,丝锥比较脆,最后敲成渣出来,或者更简单,直接把断丝锥的螺纹孔钻烂活镗烂,重新扩孔攻丝(方法有些野蛮,如果丝锥直径太小也不好使,直径太大,敲起来也挺累人的)。

5、将断丝锥所在的螺纹孔焊平,再磨平,重新钻孔,虽然很难但是慢慢可以钻进去(如果那个螺纹孔可以换位置的话,重新钻孔攻丝的时候,建议还是换到原螺纹孔旁边)。

6、在断丝锥截面上凿个一字槽,用螺丝刀反向拧起(那个一字槽很难凿出来的,如果丝锥直径小的话就更难了)。

7、把断丝锥的螺纹孔钻大,然后镶嵌一个钢丝螺套或者销钉什么的,再焊接,磨平,重新钻孔攻丝,可以做到基本一样(这种方法虽然麻烦,但是很实用的,丝锥大小都无所谓)。

8、用电脉冲打掉,电火花或者线切割都可以,伤了孔可以扩孔加钢丝螺套(此法更简单方便,至于同轴度暂时就不要考虑了,除非你的那个螺纹孔同轴度直接影响设备的质量)。

9、做一个简单的工具同时插入断丝锥截面的排屑槽空位内,小心反向扳出来,如,可用带方榫的断丝锥上拧2个螺母,用钢丝(根数与丝锥槽数相同)插入断丝锥和螺母的空槽中,然后用铰杠按退出方向扳动方榫,把断丝锥取出(这种方法的主题思想是通络断丝锥的排屑槽,利用钢丝,最好是钢针做一个专门取断丝的扳手。当然,如果车间里经常出现这种断丝的情况,还是做一个这样的工具扳手好些)。

10、硝酸溶液可以腐蚀高速钢丝锥,而且不报废工件。

11、用乙炔火焰或喷灯使丝锥退火,然后用钻头去钻,此时钻头直径应比底孔直径小,钻孔也要对准中心,防止将螺纹钻坏,孔钻好后打入一个扁形或方形冲头再用扳手旋出丝锥。

12、用气钻反转取,全靠手感,因为不是直接钻掉丝锥的,而是用慢速和一点点的摩擦力(类似汽车半离合)让丝锥跟着转出来的。

14、可以使用砂轮机把断丝的部位磨平,再用小钻头先钻,再逐渐改用较大的钻头,断丝就逐渐脱落,脱落之后用原来大小的丝锥重新攻一下牙,这样的优点可以不用增大孔径。

15、在断入物上焊接一铁棒,然后拧出。(缺点:a、太小的断入物无法焊接;b、对焊接技巧要求极高,容易烧坏工件;c、焊接处容易断,能取出断入物的几率很小。)

16、用比断入物硬的锥状工具撬。(缺点:a、只适宜脆性断入物,将断入物敲碎,然后慢慢剔出;b、断入物太深、太小都无法取出;c、容易破坏原有孔。)

17、做一个比断入物直径小的六角电极,用电火花机床在断入物上加工一六角沉孔,然后用内六角扳手拧出。(缺点:a、对锈死的或卡死的断入物无用;b、对大型工件无用;c、对太小的断入物无用;d、耗时、费事。)

18、直接用比断入物小的电极,用电火花机床打。(缺点:a、对大型工件无用,无法放入电火花机床工作台;b、耗时;c、太深时容易积碳,打不下去。)

19、用合金钻头打(缺点:a、容易破坏原有孔;b、对硬质断入物无用;c、合金钻头较脆易断。)

20、现在有一种用电加工原理设计制造的便携式工具机,能轻松快速将断螺丝、断丝锥钻头取出。

21、如果螺丝不太硬,可以把端面挫平,再找出找中心点,用样冲打一小点上去,用小一点的钻头先钻,要垂直,然后用断丝取出器反向拧出即可。

22、如果买不到断丝取出器,就用大一点的钻头继续扩孔,在孔径接近螺丝时,有些丝会吃不住劲脱落下来了,剔除余下的丝牙,然后用丝锥重新修整就行。

23、如果螺丝断丝有露出来,或断螺丝处要求不严格,还有用手锯能够锯着,可以锯条缝,连外壳也锯,然后用平口螺丝刀卸下来。

24、如果断丝露出一定长度在外面,而且机械材料溶点又不太低,可用电焊在螺丝上面焊一个加长T型杆,这样就能从焊接的杆轻易拧出。

25、如果螺丝生锈非常严重,用上面的方法不好处理的,建议用火烤红后加进一点润滑油,再用以上相应的方式处理。

26、经过N多努力后,螺丝虽然是取出来了,但这时孔也废了,索性就钻个更大的孔攻丝,要是原来的螺丝位置与大小有限制,也可以打更大的螺丝进去,或者直接焊死攻丝,再在大螺丝中心钻小孔攻丝。但焊死后内部金属结构问题有时候攻丝会比较困难。


切削速度、吃刀量、进给速度之间的关系

一、切削用量的选择原则

粗加工时,一般以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量的前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册,并结合经验而定。

从刀具的耐用度出发,切削用量的选择顺序是:先确定背吃刀量,其次确定进给量,最后确定切削速度。


二、背吃刀量的确定

背吃刀量由机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。

确定背吃刀量的原则:

1、在工件表面粗糙度值要求为Ra12.5μm~25μm时,如果数控加工的加工余量小于5mm~6mm,粗加工一次进给就可以达到要求。但在余量较大,工艺系统刚性较差或机床动力不足时,可分多次进给完成。

2、在工件表面粗糙度值要求为Ra3.2μm~12.5μm时,可分粗加工和半精加工两步进行。粗加工时的背吃刀量选取同前。粗加工后留0.5mm~1.0mm余量,在半精加工时切除。

3、在工件表面粗糙度值要求为Ra0.8μm~3.2μm时,可分粗加工、半精加工、精加工三步进行。半精加工时的背吃刀量取1.5mm~2mm。精加工时背吃刀量取0.3mm~0.5mm。


三、进给量的确定

进给量主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。 

确定进给速度的原则:

1、当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100~200m/min范围内选取。

2、在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在20~50m/min范围内选取。

3、当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20~50m/min范围内选取。

4、刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以选择该机床数控系统设定的最高进给速度。


四、主轴转速的确定

主轴转速应根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。其计算公式为:

n=1000v/πD

v----切削速度,单位为m/min,由刀具的耐用度决定;

n----主轴转速,单位为 r/min;

D----工件直径或刀具直径,单位为mm。

计算的主轴转速n最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。

总之,切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时,使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应,以形成最佳切削用量。


参考公式:

1、背吃刀量(切削深度)ap

工件已加工表面与待加工表面间的垂直距离称为背吃刀量。背吃刀量是通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量,是每次进给时车刀切入工件的深度,故又称为切削深度。根据此定义,如在纵向车外圆时,其背吃刀量可按下式计算:

a p = ( d w — d m ) /2

式中 a p——背吃刀量( mm );

d w ——工件待加工表面直径( mm );

dm ——工件已加工表面直径( mm )。

例一:已知工件待加工表面直径为 Φ95mm;现一次进给车至直径为 Φ90mm,求背吃刀量。

解:a p = ( d w — d m )/2= (95 —90) /2=2.5mm


2、进给量 f

工件或刀具每转一周时,刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。

根据进给方向的不同,分为纵进给量和横进给量,纵进给量是指沿车床床身导轨方向的进给量,横进给量是指垂直于车床床身导轨方向的进给量。

(注)进给速度 v f 是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。

v f=fn

式中 v f ——进给速度( mm/s );

n ——主轴转速( r/s );

f ——进给量( mm /s)。


3、切削速度 vc

切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。计算公式如下

v c=( π d w n)/1000

式中 v c ——切削速度 (m/min) ;

dw ——工件待加工表面直径( mm );

n ——工件转速( r/min)。

在计算时应以最大的切削速度为准,如车削时以待加工表面直径的数值进行计算,因为此处速度最高,刀具磨损最快。

例二:车削直径为Φ60mm的工件的外圆,选定的车床主轴转速为600r/min,求vc

解:v c=( π d w n)/1000 = 3.14x60x600/1000 = 113 m/min

在实际生产中,往往是已知工件直径的,根据工件材料,刀具材料和加工要求等因素选定切削速度,再将切削速度换算成车床主轴转速,以便调整车床,得到已下式子:

n=( 1000v c)/ π dw

例三:在CA6140型卧式车床上车削Φ260mm的带轮外圆,选择vc为90m/min,求n。

解: n=( 1000v c)/ π dw=(1000x90)/ (3.14x260) =110r/min

计算出车床主轴转速后,应选取与铭牌上接近的值,即选取n=100r/min作为车床的实际转速。


小结:

切削用量

1、背吃刀量ap(mm) ap=(dw - dm) / 2 (mm)

2、进给量 f(mm/r)

3、切削速度vc(m/min)Vc=∏dn/1000(m/min)

n=1000vc/∏d(r/min)


孔加工知识,很全面,机械人必读

与外圆表面加工相比,孔加工的条件要差得多,加工孔要比加工外圆困难。这是因为:

  • 孔加工所用刀具的尺寸受被加工孔尺寸的限制,刚性差,容易产生弯曲变形和振动;

  • 用定尺寸刀具加工孔时,孔加工的尺寸往往直接取决于刀具的相应尺寸,刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度;

  • 加工孔时,切削区在工件内部,排屑及散热条件差,加工精度和表面质量都不易控制。

一、钻孔与扩孔

1. 钻孔

钻孔是在实心材料上加工孔的第一道工序,钻孔直径一般小于 80mm 。钻孔加工有两种方式:一种是钻头旋转;另一种是工件旋转。上述两种钻孔方式产生的误差是不相同的,在钻头旋转的钻孔方式中,由于切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时,被加工孔的中心线会发生偏斜或不直,但孔径基本不变;而在工件旋转的钻孔方式中则相反,钻头引偏会引起孔径变化,而孔中心线仍然是直的。

常用的钻孔刀具有:麻花钻、中心钻、深孔钻等,其中最常用的是麻花钻,其直径规格为 Φ0.1-80mm。

由于构造上的限制,钻头的弯曲刚度和扭转刚度均较低,加之定心性不好,钻孔加工的精度较低,一般只能达到 IT13~IT11;表面粗糙度也较大, Ra 一般为 50~12.5μm;但钻孔的金属切除率大,切削效率高。钻孔主要用于加工质量要求不高的孔,例如螺栓孔、螺纹底孔、油孔等。对于加工精度和表面质量要求较高的孔,则应在后续加工中通过扩孔、铰孔、镗孔或磨孔来达到。

2. 扩孔

扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工,以扩大孔径并提高孔的加工质量,扩孔加工既可以作为精加工孔前的预加工,也可以作为要求不高的孔的最终加工。扩孔钻与麻花钻相似,但刀齿数较多,没有横刃。

与钻孔相比,扩孔具有下列特点:(1)扩孔钻齿数多(3~8个齿)、导向性好,切削比较稳定;(2)扩孔钻没有横刃,切削条件好;(3)加工余量较小,容屑槽可以做得浅些,钻芯可以做得粗些,刀体强度和刚性较好。扩孔加工的精度一般为 IT11~IT10 级,表面粗糙度Ra为12.5~6.3μm。扩孔常用于加工直径小于 的孔。在钻直径较大的孔时(D ≥30mm ),常先用小钻头(直径为孔径的 0.5~0.7 倍)预钻孔,然后再用相应尺寸的扩孔钻扩孔,这样可以提高孔的加工质量和生产效率。

扩孔除了可以加工圆柱孔之外,还可以用各种特殊形状的扩孔钻(亦称锪钻)来加工各种沉头座孔和锪平端面示。锪钻的前端常带有导向柱,用已加工孔导向。

二、铰孔

铰孔是孔的精加工方法之一,在生产中应用很广。对于较小的孔,相对于内圆磨削及精镗而言,铰孔是一种较为经济实用的加工方法。

1. 铰刀

铰刀一般分为手用铰刀及机用铰刀两种。手用铰刀柄部为直柄,工作部分较长,导向作用较好,手用铰刀有整体式和外径可调整式两种结构。机用铰刀有带柄的和套式的两种结构。铰刀不仅可加工圆形孔,也可用锥度铰刀加工锥孔。

2. 铰孔工艺及其应用

铰孔余量对铰孔质量的影响很大,余量太大,铰刀的负荷大,切削刃很快被磨钝,不易获得光洁的加工表面,尺寸公差也不易保证;余量太小,不能去掉上工序留下的刀痕,自然也就没有改善孔加工质量的作用。一般粗铰余量取为0.35~0.15mm,精铰取为 01.5~0.05mm。

为避免产生积屑瘤,铰孔通常采用较低的切削速度(高速钢铰刀加工钢和铸铁时,v <8m/min)进行加工。进给量的取值与被加工孔径有关,孔径越大,进给量取值越大,高速钢铰刀加工钢和铸铁时进给量常取为 0.3~1mm/r。

铰孔时必须用适当的切削液进行冷却、润滑和清洗,以防止产生积屑瘤并及时清除切屑。与磨孔和镗孔相比,铰孔生产率高,容易保证孔的精度;但铰孔不能校正孔轴线的位置误差,孔的位置精度应由前工序保证。铰孔不宜加工阶梯孔和盲孔。

铰孔尺寸精度一般为 IT9~IT7级,表面粗糙度Ra一般为 3.2~0.8 μm。对于中等尺寸、精度要求较高的孔(例如IT7级精度孔),钻—扩—铰工艺是生产中常用的典型加工方案。


三、镗孔

镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工方法,镗孔工作既可以在镗床上进行,也可以在车床上进行。

1. 镗孔方式

镗孔有三种不同的加工方式。

(1)工件旋转,刀具作进给运动 在车床上镗孔大都属于这种镗孔方式。工艺特点是:加工后孔的轴心线与工件的回转轴线一致,孔的圆度主要取决于机床主轴的回转精度,孔的轴向几何形状误差主要取决于刀具进给方向相对于工件回转轴线的位置精度。这种镗孔方式适于加工与外圆表面有同轴度要求的孔。

(2)刀具旋转,工件作进给运动 镗床主轴带动镗刀旋转,工作台带动工件作进给运动。

(3) 刀具旋转并作进给运动 采用这种镗孔方式镗孔,镗杆的悬伸长度是变化的,镗杆的受力 变形也是变化的,靠近主轴箱处的孔径大,远离主轴箱处的孔径小,形成锥孔。此外,镗杆悬伸长度增大,主轴因自重引起的弯曲变形也增大,被加工孔轴线将产生相应的弯曲。这种镗孔方式只适于加工较短的孔。

2. 金刚镗

与一般镗孔相比,金刚镗的特点是背吃刀量小,进给量小,切削速度高,它可以获得很高的加工精度(IT7~IT6)和很光洁的表面(Ra为 0.4~0.05 μm)。金刚镗最初用金刚石镗刀加工,现在普遍采用硬质合金、CBN和人造金刚石刀具加工。主要用于加工有色金属工件,也可用于加工铸铁件和钢件。

金刚镗常用的切削用量为:背吃刀量预镗为 0.2~0.6mm,终镗为0.1mm ;进给量为 0.01~0.14mm/r ;切削速度加工铸铁时为100~250m/min ,加工钢时为150~300m/min ,加工有色金属时为 300~2000m/min。

为了保证金刚镗能达到较高的加工精度和表面质量,所用机床(金刚镗床)须具有较高的几何精度和刚度,机床主轴支承常用精密的角接触球轴承或静压滑动轴承,高速旋转零件须经精确平衡;此外,进给机构的运动必须十分平稳,保证工作台能做平稳低速进给运动。

金刚镗的加工质量好,生产效率高,在大批大量生产中被广泛用于精密孔的最终加工,如发动机气缸孔、活塞销孔、机床主轴箱上的主轴孔等。但须引起注意的是:用金刚镗加工黑色金属制品时,只能使用硬质合金和CBN制作的镗刀,不能使用金刚石制作的镗刀,因金刚石中的碳原子与铁族元素的亲和力大,刀具寿命低。

3. 镗刀

镗刀可分为单刃镗刀和双刃镗刀。

4. 镗孔的工艺特点及应用范围

镗孔和钻—扩—铰工艺相比,孔径尺寸不受刀具尺寸的限制,且镗孔具有较强的误差修正能力,可通过多次走刀来修正原孔轴线偏斜误差,而且能使所镗孔与定位表面保持较高的位置精度。

镗孔和车外圆相比,由于刀杆系统的刚性差、变形大,散热排屑条件不好,工件和刀具的热变形比较大,镗孔的加工质量和生产效率都不如车外圆高。

综上分析可知, 镗孔的加工范围广,可加工各种不同尺寸和不同精度等级的孔,对于孔径较大、尺寸和位置精度要求较高的孔和孔系,镗孔几乎是唯一的加工方法。镗孔的加工精度为 IT9~IT7级。镗孔可以在镗床、车床、铣床等机床上进行,具有机动灵活的优点,生产中应用十分广泛。在大批大量生产中,为提高镗孔效率,常使用镗模。


四、珩磨孔

1. 珩磨原理及珩磨头

珩磨是利用带有磨条(油石)的珩磨头对孔进行光整加工的方法。珩磨时,工件固定不动,珩磨头由机床主轴带动旋转并作往复直线运动。珩磨加工中,磨条以一定压力作用于工件表面,从 工件表面上切除一层极薄的材料,其切削轨迹是交叉的网纹。为使砂条磨粒的运动轨迹不重复,珩磨头回转运动的每分钟转数与珩磨头每分钟往复行程数应互成质数。

珩磨轨迹的交叉角 与珩磨头的往复速度 及圆周速度 有关, 角的大小影响珩磨的加工质量及效率,一般粗珩时取 °,精珩时取。为了便于排出破碎的磨粒和切屑,降低切削温度,提高加工质量,珩磨时应使用充足的切削液。

为使被加工孔壁都能得到均匀的加工,砂条的行程在孔的两端都要超出一段越程量。为保证珩磨余量均匀,减少机床主轴回转误差对加工精度的影响,珩磨头和机床主轴之间大都采用浮动连接。

珩磨头磨条的径向伸缩调整有手动、气动和液压等多种结构形式。

2. 珩磨的工艺特点及应用范围

1)珩磨能获得较高的尺寸精度和形状精度,加工精度为 IT7~IT6 级,孔的圆度和圆柱度误差可控制在 的范围之内,但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。

2)珩磨能获得较高的表面质量,表面粗糙度Ra为 0.2~0.25μm ,表层金属的变质缺陷层深度极微2.5~25μm。

3)与磨削速度相比,珩磨头的圆周速度虽不高(vc=16~60m/min),但由于砂条与工件的接触面积大,往复速度相对较高(va=8~20m/min),所以珩磨仍有较高的生产率。

珩磨在大批大量生产中广泛用于发动机缸孔及各种液压装置中精密孔的加工,孔径范围一般为 或更大,并可加工长径比大于10的深孔。但珩磨不适用于加工塑性较大的有色金属工件上的孔,也不能加工带键槽的孔、花键孔等。


五、拉孔

1. 拉削与拉刀

拉孔是一种高生产率的精加工方法,它是用特制的拉刀在拉床上进行的。拉床分卧式拉床和立式拉床两种,以卧式拉床最为常见。

拉削时拉刀只作低速直线运动(主运动)。拉刀同时工作的齿数一般应不少于3个,否则拉刀 工作不平稳,容易在工件表面产生环状波纹。为了避免产生过大的拉削力而使拉刀断裂,拉刀工作时,同时工作刀齿数一般不应超过6~8个。

拉孔有三种不同的拉削方式,分述如下:

1)分层式拉削 这种拉削方式的特点是拉刀将工件加工余量一层一层顺序地切除。为了便于断屑,刀齿上磨有相互交错的分屑槽。按分层式拉削方式设计的的拉刀称为普通拉刀。

2)分块式拉削 这种拉削方式的特点是加工表面的每一层金属是由一组尺寸基本相同但刀齿相互交错的刀齿(通常每组由2-3个刀齿组成)切除的。每个刀齿仅切去一层金属的一部分。按分块拉削方式设计的拉刀称为轮切式拉刀。

3)综合式拉削 这种方式集中了分层及分块式拉削的优点,粗切齿部分采用分块式拉削,精切齿部分采用分层式拉削。这样既可缩短拉刀长度,提高生产率,又能获得较好的表面质量。按综合拉削方式设计的拉刀称为综合式拉刀。

2. 拉孔的工艺特征及应用范围

1)拉刀是多刃刀具,在一次拉削行程中就能顺序完成孔的粗加工、精加工和光整加工工作,生产效率高。

2)拉孔精度主要取决于拉刀的精度,在通常条件下,拉孔精度可达 IT9~IT7,表面粗糙度Ra可达 6.3~1.6 μm。

3)拉孔时,工件以被加工孔自身定位(拉刀前导部就是工件的定位元件),拉孔不易保证 孔与其它表面的相互位置精度;对于那些内外圆表面具有同轴度要求的回转体零件的加工,往往都是先拉孔,然后以孔为定位基准加工其它表面。

4)拉刀不仅能加工圆孔,而且还可以加工成形孔,花键孔。

5)拉刀是定尺寸刀具,形状复杂,价格昂贵,不适合于加工大孔。

拉孔常用在大批大量生产中加工孔径为 Ф10~80mm 、孔深不超过孔径5倍的中小零件上的通孔。


必备卓易彩票切削刀具及应用知识

一、切削刀具的基本分类

按端部几何形状分:

  • 平底端铣刀

  • 平底R角端铣刀

  • 球头端铣刀

  • 可转位镶嵌式端铣刀


二、切削刀具的基本几何结构

三、切削刀具的几何精度

用于精加工的切削刀具,切削刃必须具有很好的轮廓精度。

刀具的几种可能轮廓偏差

  • 轮廓精确‚;

  • 由于研磨过程不够精确,而导致在刃部产生不规则碎面ƒ;

  • 由于研磨过程不够精确而导致的半径偏差。

如果对工件精度要求非常高,应该在刀具生产商那里购买获得标准认证的刀具。


四、保证刀具的径向跳动误差最小

在保证刀柄及刀具系统的最大悬伸长度不超过规定值的前提下,要使主轴能够精确运转,必须于刀柄及切削刃处分别检测刀具的径向跳动误差。如果径向跳动误差过大就会导致主轴的严重震动。

五、如何选择合适的切削刀具

(1)分析具体加工条件,如主轴及机床性能,刀具的夹持系统,润滑方式等;

(2)分析工件材料特性;

(3)分析加工表面质量及加工精度要求、成本等;


(4)综合考虑各种因素,做出最优化的选择。

六、高速切削加工参数的计算方法

三項重要公式

七、高速切削过程中的几个重要术语和加工参数

1. 切削速度Vc

切削速度的定义:Vc=N*p*Deff/1000

Vc是指在特定刀具的情况下,适合某工件材料高速加工的合适的切削速度值,它是指刀具的线速度。

如何正确设定切削速度Vc值:

  • 由刀具供应商提供;

  • 参考已有的实验数据;

  • 通过大量切削实验建立自已的数据库。

Vc值是正确设定其它切削参数的重要依据!

切削速度对表面光洁度的影响▼

不同切削速度下, 所产生的铁屑颜色比较▼

2.有效刀具直径Deff

有效刀具直径以及有效刀具直径的计算。

3.每刃进给量fz

每刃进给量的定义:

如何正确设定刀具的每刃进给量:

  • 由切削刀具供应商提供;

  • 参考别人研究所得的实验数据;

  • 通过大量切削实验获得。

每刃进给量的设定正确与否, 对刀具所受切削载荷的合理分布有着极其重要的影响。

4.轴向及径向进给量ap& ae

轴向进给量的计算:


因应主轴、刀具及材料,会影响实际的结果。

Ae及Fz对光洁度的影响▼


高速加工中,各切削参数的计算方法

加工参数的设定原则

1.在高速加工过程中,必须对加工参数进行优化,不可随意设定;

2.必须正确设定切削速度Vc值;

3.必须正确设定每刃进给量fz。

合理的取值既可将刀具的切削效能发挥至极限, 使刀具得到充分利用, 提高加工质量和效率; 又不会影响 刀具的使用寿命, 从而达到节约成本, 实现真正高速加工的目的。


八、加工测试

测试刀具在切削S136的能力,本次实验的测试所使用的刀具如下:

  • 直径: 10mm

  • 刃数: 6

  • 前角: -13 °

  • 涂层: TiAlN

试验项目▼

结论:

  • 当Vc从150上升至250时嘈音明显改善;

  • 不同Vc值有不同铁屑颜色,证明加工温度不同;

  • Fz的改变,亦会影响切削温度。


车削加工中切断的特点及切断刀具的应用

一、切断的特点

在卧式车床上用切断到切断棒料时,工件作旋转运动,刀具作横向进给运动。切断过程的特点主要有:

1、切屑变形较大

切断时由于切断刀的一个主切削刃、两个副切削刃和两个刀尖同时进行切削,切屑排出时受到切槽两侧的摩擦和挤压,而且刀刃越切入工件,切断处的直径越小,相对的切削速度也越小,挤压现象更为严重,以致切屑变形较大。

2、切削力较大

由于切断过程中切屑与刀具,工件与刀具的摩擦力和切屑变形较大,所以在切削用量相同的条件下,切削力比一般外圆车削里大20%—25%。

3、切削热比较集中

切断时,切削刃处于半封闭状态,四周都与工件接触,切削产生的摩擦热和变形热不易传散出去,加上切断刀的散热面积小,切削温度较高,切削热集中在刀具切削刃上,加剧了刀具磨损。

4、刀具刚度差

由于刀头狭长,所以刀具刚性差,容易产生振动。

5、排屑困难

切断的切屑是在狭窄的切槽内排除的,受到切槽两侧面较大的摩擦阻力,断碎切屑还可能卡塞在切槽内,引起振动和损坏刀具,所以切断时要使切屑按一定的方向卷曲顺利排出。


二、切断刀的种类及应用

1、平直形

切出的切屑端面为长方形,除长度收缩、厚度变厚以外,宽度亦增大,切屑宽度稍大于槽宽,易卡屑,甚至打刀,在加工韧性和强度较高的材料时更为突出。一般应用于高速钢,在较低的切削速度下,也可用于低碳钢和有色金属等的切断。

2、双倒角形

刀刃两侧有对称的倒角,切削刃强度和刀尖散热条件改善,刀具耐用度提高,而且切屑与工件切槽两侧的摩擦力减小,卡屑与打刀也不易发生。适用于切断高碳钢、工具钢、也可用于高速钢的切断。

3、宝剑形

刀尖两侧偏角对称,切削刃强度比平直形高,切入工件容易,卡屑现象可避免发生,但切削力较大。这个形状用于切断强度和塑性较高的材料,如高速钢、合金钢等工件的切断。

4、凸台分屑形

排屑顺利,切削轻快,不易达到,可提高刀具耐用度。用于韧性、塑性特别大的材料,如不锈钢等钢件的切断。

5、三圆弧形

圆弧槽可起导向作用,亦可防止切断时产生振动,但切削阻力较大。适用于两侧直线度要求较高的零件。

6、屋脊形

切屑端面呈人字形,可减小切屑对工件切槽两侧的摩擦,有利于排屑,但切削阻力较大。适用于高速强力切断。

7、单面斜形

工件在将要切断时,可使切削刃组件切出,因而能避免刃口损坏,但切削时产生轴向分力,所以进给量不能过大。适用于套类零件和轴类零件,不允许留中心凸台的切断。


螺纹的各种加工方法

螺纹联接作为一切机械结构的基础,是机械结构可靠性的基石,而在平时的设计中,我们也经常涉及到螺纹的选择。

在工件上加工出内、外螺纹的方法,主要有切削加工和滚压加工两类。

螺纹原理的应用可追溯到公元前220年希腊学者阿基米德创造的螺旋提水工具。公元4世纪,地中海沿岸国家在酿酒用的压力机上开始应用螺栓和螺母的原理。当时的外螺纹都是用一条绳子缠绕到一根圆柱形棒料上,然后按此标记刻制而成的。而内螺纹则往往是用较软材料围裹在外螺纹上经锤打成形的。1500年左右,意大利人列奥纳多达芬奇绘制的螺纹加工装置草图中,已有应用母丝杠和交换齿轮加工不同螺距螺纹的设想。此后,机械切削螺纹的方法在欧洲钟表制造业中有所发展。

1760年,英国人J.怀亚特和W.怀亚特兄弟获得了用专门装置切制木螺钉的专利。1778年,英国人J.拉姆斯登曾制造一台用蜗轮副传动的螺纹切削装置,能加工出精度很高的长螺纹。1797年,英国人莫兹利,H.在由他改进的车床上,利用母丝杠和交换齿轮车削出不同螺距的金属螺纹,奠定了车削螺纹的基本方法。19世纪20年代,莫兹利制造出第一批加工螺纹用丝锥和板牙。

20世纪初,汽车工业的发展进一步促进了螺纹的标准化和各种精密、高效螺纹加工方法的发展,各种自动张开板牙头和自动收缩丝锥相继发明,螺纹铣削开始应用。30年代初,出现了螺纹磨削。螺纹滚压技术虽在19世纪初期就有专利,但因模具制造困难,发展很慢,直到第二次世界大战时期(1942~1945),由于军火生产的需要和螺纹磨削技术的发展解决了模具制造的精度问题,才获得迅速发展。


一、螺纹切削

一般指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法,主要有车削、铣削、攻丝、套丝、磨削、研磨和旋风切削等。车削、铣削和磨削螺纹时,工件每转一转,机床的传动链保证车刀、铣刀或砂轮沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程。在攻丝或套丝时,刀具(丝锥或板牙)与工件作相对旋转运动,并由先形成的螺纹沟槽引导着刀具(或工件)作轴向移动。

在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀(见螺纹加工工具)。用成形车刀车削螺纹,由于刀具结构简单,是单件和小批生产螺纹工件的常用方法;用螺纹梳刀车削螺纹,生产效率高,但刀具结构复杂,只适于中、大批量生产中车削细牙的短螺纹工件。普通车床车削梯形螺纹的螺距精度一般只能达到8~9级(JB2886-81,下同);在专门化的螺纹车床上加工螺纹,生产率或精度可显著提高。


二、螺纹铣削

在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。盘形铣刀主要用于铣削丝杆、蜗杆等工件上的梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内、由于是用外普通螺纹和锥螺纹,多刃铣刀铣削、其工作部分的长度又大于被加工螺纹的长度,故工件只需要旋转1.25~1.5转就可加工完成,生产率很高。螺纹铣削的螺距精度一般能达 8~9级,表面粗糙度为R5~0.63微米。这种方法适用于成批生产一般精度的螺纹工作或磨削前的粗加工。


三、螺纹磨削

主要用于在螺纹磨床上加工淬硬工件的精密螺纹。

螺纹磨削按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮磨削两种。单线砂轮磨削能达到的螺距精度为5~6级,表面粗糙度为R1.25~0.08微米,砂轮修整较方便。

这种方法适于磨削精密丝杠、螺纹量规、蜗杆、小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。多线砂轮磨削又分纵磨法和切入磨法两种。纵磨法的砂轮宽度小于被磨螺纹长度,砂轮纵向移动一次或数次行程即可反螺纹磨到最后尺寸。切入磨法的砂轮宽度大于被磨螺纹长度,砂轮径向切入工件表面,工件约转1.25转就可磨好,生产率较高,但精度稍低,砂轮修整比较复杂。切入磨法适于铲磨批量较大的丝锥和磨削某些紧固用的螺纹。


四、螺纹研磨

用铸铁等较软材料制成螺母型或螺杆型的螺纹研具,对工件上已加工的螺纹存在螺距误差的部位进行正反向旋转研磨,以提高螺距精度。淬硬的内螺纹通常也用研磨的方法消除变化,提高精度。


五、攻丝和套丝

攻丝是用一定的扭距将丝锥旋入工件上预钻的底孔中加工内螺纹。

套丝是用板牙在棒料(或管料)工件上切出外螺纹。攻丝或套丝的加工精度取决于丝锥或板牙的精度。加工内、外螺纹的方法虽然很多,但小直径的内螺纹只能依靠丝锥加工。攻丝和套丝可用手工操作,也可用车床、钻床、攻丝机和套丝机。


六、螺纹滚压

用成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法。螺纹滚压一般在滚丝机。搓丝机或在附装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行,适用于大批量生产标准紧固件和其它螺纹联接件的外螺纹。

滚压螺纹的外径一般不超过25毫米,长度不大于100毫米,螺纹精度可达2级(GB197-63),所有坯件的直径大致与被加工螺纹的中径相等。滚压一般不能加工内螺纹,但对材质较软的工件可用无槽挤压丝锥冷挤内螺纹(最大直径可达30毫米左右),工作原理与攻丝类似。冷挤内螺纹时所需扭距约比攻丝大1倍,加工精度和表面质量比攻丝略高。

螺纹滚压的优点是:

1、表面粗糙度小于车削、铣削和磨削;

2、滚压后的螺纹表面因冷作硬化而能提高强度和硬度;

3、材料利用率高;生产率比切削加工成倍增长,且易于实现自动化;

4、滚压模具寿命很长。但滚压螺纹要求工件材料的硬度不超过HRC40;

5、对毛坯尺寸精度要求较高;

6、对滚压模具的精度和硬度要求也高,制造模具比较困难;

7、不适于滚压牙形不对称的螺纹。


按滚压模具的不同,螺纹滚压可分搓丝和滚丝两类。


搓丝

两块带螺纹牙形的搓丝板错开1/2螺距相对布置,静板固定不动,动板作平行于静板的往复直线运动。当工件送入两板之间时,动板前进搓压工件,使其表面塑性变形而成螺纹。


滚丝

有径向滚丝、切向滚丝和滚压头滚丝3种。径向滚丝:2个(或3个)带螺纹牙形的滚丝轮安装在互相平行的轴上,工件放在两轮之间的支承上,两轮同向等速旋转。

其中一轮还作径向进给运动。工件在滚丝轮带动下旋转,表面受径向挤压形成螺纹。对某些精度要求不高的丝杠,也可采用类似的方法滚压成形。切向滚丝:又称行星式滚丝,滚压工具由1个旋转的中央滚丝轮和3块固定的弧形丝板组成。

滚丝时,工件可以连续送进,故生产率比搓丝和径向滚丝高。滚丝头滚丝:在自动车床上进行,一般用于加工工件上的短螺纹。滚压头有3~4个均布于工件外周的滚丝轮。

滚丝时,工件旋转,滚压头轴向进给,将工件滚压出螺纹。


磨好麻花钻头的6个小技巧

麻花钻是一种常用的钻孔工具,结构简单,把钻头刃磨好对于工件的加工很重要,但要把它真正刃磨好,也不是一件轻松的事。关键在于掌握好刃磨的方法和技巧,方法掌握了,再加上多次刃磨的经验,就可以很好的掌握好钻头的刃磨尺度。


麻花钻的顶角一般是118°,也可把它当作120°来看待。刃磨钻头能掌握好以下6个技巧一般就没有什么问题了。

1、磨钻头前,先要将钻头的主切削刃与砂轮面放置在一个水平面上,也就是说,保证刃口接触砂轮面时,整个刃都要磨到。这是钻头与砂轮相对位置的第一步,位置摆好再慢慢往砂轮面上靠。

2、这个角度就是钻头的锋角,此时的角度不对,将直接影响钻头顶角的大小及主切削刃的形状和横刃斜角。这里是指钻头轴心线与砂轮表面之间的位置关系,取60°就行,这个角度一般比较能看得准。这里要注意钻头刃磨前相对的水平位置和角度位置,二者要统筹兼顾,不要为了摆平刃口而忽略了摆好度角,或为了摆好角度而忽略了摆平刃口。

3、刃口接触砂轮后,要从主切削刃往后面磨,也就是从钻头的刃口先开始接触砂轮,而后沿着整个后刀面缓慢往下磨。钻头切入时可轻轻接触砂轮,先进行较少量的刃磨,并注意观察火花的均匀性,及时调整手上压力大小,还要注意钻头的冷却,不能让其磨过火,造成刃口变色,而至刃口退火。发现刃口温度高时,要及时将钻头冷却。

4、这是一个标准的钻头磨削动作,主切削刃在砂轮上要上下摆动,也就是握钻头前部的手要均匀地将钻头在砂轮面上上下摆动。而握柄部的手却不能摆动,还要防止后柄往上翘,即钻头的尾部不能高翘于砂轮水平中心线以上,否则会使刃口磨钝,无法切削。这是最关键的一步,钻头磨得好与坏,与此有很大的关系。在磨得差不多时,要从刃口开始,往后角再轻轻蹭一下,让刃后面更光洁一些。

5、一边刃口磨好后,再磨另一边刃口,必须保证刃口在钻头轴线的中间,两边刃口要对称。有经验的师傅会对着亮光察看钻尖的对称性,慢慢进行修磨。钻头切削刃的后角一般为10°-14°,后角大了,切削刃太薄,钻削时振动厉害,孔口呈三边或五边形,切屑呈针状;后角小了,钻削时轴向力很大,不易切入,切削力增加,温升大,钻头发热严重,甚至无法钻削。后角角度磨的适合,锋尖对中,两刃对称,钻削时,钻头排屑轻快,无振动,孔径也不会扩大。

6、两刃磨好后,对直径大一些的钻头还要注意磨一下钻头锋尖。

钻头两刃磨好后,两刃锋尖处会有一个平面,影响钻头的中心定位,需要在刃后面倒一下角,把刃尖部的平面尽量磨小。方法是将钻头竖起,对准砂轮的角,在刃后面的根部,对着刃尖倒一个小槽。这也是钻头定中心和切削轻快的重要一点。注意在修磨刃尖倒角时,千万不能磨到主切削刃上,这样会使主切削刃的前角偏大,直接影响钻孔。

钻头的刃磨没有一定的公式,需要在实际操作中积累经验,通过比较、观察、反复试验摸索,而且加上一定的人体直觉,才能更好的磨出钻头。


车工晋级技巧,实操经验27条

车工的技术是学不完的,最普通的车工不需要太高的技术。可以分为5类车工,这是目前社会上最常见的。


1、普通机械车工

简单易学,找个车床加工部,比在学校学的要好。


2、模具车工,尤其是塑料模具精密车工

对刀具要求严格,尺寸精确。车出来光洁度要好,易抛光,达到镜面效果,需要有塑料模具基础,4爪很常用,一般都是几块模板加在一起车,塑料模具螺纹知识必须掌握!难度较高!


3、刀具车工

加工铰刀,钻头,合金刀盘等刀具的刀干,这种车工是最简单,也是最好干,最累人的。通常都是大批量生产,最常用的就是双顶尖,车锥度,和流模量,要作到最快最简单,把刀具磨损降低到最小,因为这种车工加工的产品,硬度不比你的白钢刀低多少!你的合金刀子磨的好坏,完全影响到你的成绩!


4、大型设备车工

这种车工要有资深的技术,年轻人基本不敢车!用立车的时候教多。 例:车一根曲轴,你要先把图纸反复看n次,先车哪和后车哪,是丢磨量,还是直接加工到尺寸,螺纹是正的还是反的。


5、数控车工

这种车工最简单,也是最难的,首先你要会看图纸,编程,换算公式,刀具应用!只要将其车工理论掌握并有一定的数学,机械,cad知识学起来很快。


下面谈一下车工实操经验27条技巧


1、高速车削细长轴时应注意的问题

“车工怕车杆”。这句话反映出车削细长杆的难度。由于细长轴的特点和技术要求,在高速车削时,易产生振动、多棱、竹节、圆柱度差和弯曲等缺陷。要想顺利地把它车好,必须全面注意工艺中的问题。


(1)机床调整。车床主轴与尾座两中心线的连线与车床大导轨上下左右必须平行,允差应小于0.02mm。


(2)工件安装。在安装时,尽量不要产生过定位,用卡盘装夹一端时,不要超过10mm。


(3)刀具。采用Κr=75°~90°偏刀,注意副后角α′0≤4°~6°,千万不宜大。刀具安装时,应略高于中心。


(4)跟刀架、在安装好后必须进行修整。修整的方法,可采用研、铰、镗等方法,使跟刀架爪与工件接触的弧面R≥工件半径,千万不可小于工件半径,以防止多棱产生。在跟刀架爪调整时,使爪与工件接触即可,不要用力,以防竹节产生。


(5)辅助支承。工件的长径比大于40时,应在车削的过程中,增设辅助支承,以防止工件振动或因离心力的作用,将工件甩弯。切削过程中注意顶尖的调整,以刚顶上工件为宜,不宜紧,并随时进行调整,防止工件热胀变形弯曲。


2、反走刀车削细长杆时应注意的问题

车削细长杆的方法很多,一般是利用跟刀架进行正走刀或反走刀车削。但反走刀车削与正走刀车削相比,有许多优点,大多被采用。

在车削中容易出现两种问题,一种是多棱形,这主要是刀具后角大,跟刀架爪部的R与工件所车出的直径不符所致;另一种就是竹节问题,它是由在架子口跟好跟刀架后,在对刀、走刀到切削表面时,由切削深度由极小到突然增大,使切削力变化,工件产生向外让刀,直径突然变大,当跟刀架走上大直径时,车出的直径又变小了,如此循环,使加工出的工件为竹节形。

为了防止竹节形的产生,当车好B段架子口时,仔细跟好跟刀架,对刀后反走刀,当刀尖快到A点时,利用中拖板手柄,再吃深(0.04~0.08)mm,但要根据切削深度大小灵活掌握。


3、滚压调直法

在机械加工中,常采用滚压加工来提高工件表面硬度、抗疲劳强度和耐磨性,降低工件表面粗糙度,延长工件的使用寿命。同时,也可利用在滚压的过程中,金属在外力作用下塑性变形,使内应力改变来调直刚性较好的轴类和杆类工件。

在对工件进行滚压的过程中,被滚压工件在外力的作用下因表面层硬度不均而产生弯曲。弯曲的旋转中心高处,承受的滚压力大,而产生的塑性变形也大,这样使工件的弯曲程度更加增大。特别是在采用刚性滚压工具时,此现象更为突出。

滚压调直的方法是在对工件第一次滚压后,检查工件的径向跳动,凹处做上记号,用四爪卡盘把工件的凹处,调整到机床回转中心的高处来,与工件弯曲的大小成正比,再进行第二次滚压,然后用百分表和调整四爪卡盘的卡爪,把工件校正。再用百分表检查弯曲的情况,如还弯曲,再用上述的方法,调整工件,进行第三次滚压,直至达到工件要求的直度为止。第二次以后所走刀的长度,应根据具体情况,不必走完全程,而且要采用反走刀。

采用滚压调直,一般在对工件进行滚压的过程中完成,不仅不会损伤工件的表面,而且使工件外表面受到比较均匀的滚压,不会产生死弯,也易于操作。


4、丝杠挤压调直法

对于直径较大长度也较长,又存在几个弯的丝杠,采用挤压调直,效果很好。


(1)工作原理。采用调直工具,在外力的作用下,挤压丝杠牙底表面,使其表面产生塑性变形,向轴向延伸,改变丝杠内部应力状况,而使其变直。


(2)调直方法。先在车床上或平台上,测出丝杠弯曲的位置和方向,然后把弯曲的凹处向上,凸面向下与金属垫板接触。在凹处(200~300)mm范围内,用专用扁铲和用手锤打击丝杠牙底,使丝杠小径的金属变形,而达到调直的目的。在整个调直的过程中,检测弯曲情况,打击扁铲挤压交错进行,直到把丝杠调直。此种方法,简而易行,不仅适用于大小丝杠,而且也适用于轴类毛坯的调直,调直后也不易复原。


(3)应注意的问题。调直用的专用扁铲尺寸R,应大于丝杠牙底直径的一半,b小于牙底宽,α小于牙形角;与工件接触的R截面,应磨出圆弧;调直完后,应用锉刀将被挤压的牙底处修平。


5、橡胶螺纹的加工

由于橡胶的硬度很低,弹性模量只有2.35N,相当于碳钢的1/85000,在外力的作用下,极易变形,切削时很困难。特别是切削加工一些异形螺纹,更为困难。

为了解决橡胶螺纹的加工,在车床上安装一个可以任意调整螺旋角的磨头,或在螺纹精度要求不高的情况下,也可用风动磨头代替。砂轮采用直径Φ60mm~Φ80mm,粒度为60#~100#的白刚玉砂轮。砂轮安装后,采用金刚石笔将砂轮形状修整好,砂轮的形状是螺纹的法向截面形状。

螺纹导程小,车床铭牌有,可以直接扳动车床手柄获得。当车床铭牌上没有,必须计算出所需的挂轮。一般可查手册,也可用计算的方法,求出并制造所需的挂轮。

一般螺纹导程大于300mm时,必须降低主轴转速,以免因主轴转速高而影响螺纹磨削质量,同时也使操作紧张或损坏进刀箱的零件。减速的方法有:改变主、被动皮带轮直径;在车床外增加减速箱。

分头的方法,和车多头螺纹的方法一样。

在车床上采用磨削橡胶螺纹,是一种高效率、高质量的加工工艺,先后采用磨削的方法,加工导程为(1.5~1280)mm的单头和多头橡胶螺纹,其质量均符合要求。


6、台阶深孔车削的方法

在车床上车削长径比大于4的孔,由于刀杆的刚性差,切削时振动,影响切削效率和加工表面的质量,给车削带来了困难。特别是孔径较大而孔很深,并带有台阶的情况下,由于刀杆、机床刚性的影响,加工更为困难。为了提高工件加工质量与效率,设计制造专用工装,车削台阶深孔,效果很好。

先在车床上用卡盘和中心架安装好工件,用内孔刀加工工件两端的短孔,并各配一个套和专用刀杆。在车削中间长孔时,先将左端的支承套装人工件孔内,再将工件安装在车床上,把刀头伸出长度在刀杆上调整好,连同左端的支承套一起装入工件内孔,用刀垫调整好刀杆高低,将刀杆固定在车床方刀台上,使刀杆在套中能自如的滑动,便可使工件旋转,开始走刀切削,直到工件纵向深度为止。当工件车完后,再反向移动大拖板,连同右端的支承套和刀杆一起从工件中退出,即可卸下工件。加工第二件时,先安装好左端的支承套,装夹好工件,再将刀杆伸入到工件左端支承套内,装好右端支承套,即可开始第二个工件的车削。

工装的特点:两端用支承套支承刀杆,大大增加了刀杆的刚性,使切削无振动,保证了已加工表面的粗糙度;两端用支承套支承刀杆车削,保证了孔间的位置精度;操作简便,效率比传统的扩孔法提高5倍以上。


7、车削大型空心工件时调整中心架的方法

在车削长度、直径比较大的空心工件的内孔、端面时,需使用中心架。如果中心架调整得不好,工件的轴心线和机床的主轴心线不重合时,加工中就会产生端面洼心和鼓肚及孔的锥度误差。严重时,工件从卡盘中脱出,造成事故。

安装这类工件时,工件一端采用三爪卡盘或四爪卡盘,另一端放在中心架上。然后在工件的孔中塞紧一块木板或在工件端面用黄油贴上一张纸,将尾座顶尖的尖部靠在木板或纸面上,选用较低的主轴转速,使工件转一两周,这时木板或纸面上被顶尖划出一个圆圈,再调整中心架三个托,使圆圈的中心对正顶尖的尖部,这样基本上就使工件的中心线与机床主轴的轴心线基本重合。在半精加工后,如测量出端面平面度和孔圆柱度超差,再对中心架的三个托进行微量调整,予以消除。


8、巧取折断在中心孔内的中心钻尖

在钻中心孔时,由于车床尾座的中心与工件旋转中心不一致,或用力过大、工件材料塑性高和切屑堵塞等原因,常造成中心钻折断在中心孔内,不易取出。

如采用扩大中心孔的方法来取,那么中心孔就会改变原来的尺寸,达不到质量要求。这时,只要用一段磨尖的钢丝,把尖部插入中心孔内钻尖的容屑槽内,拨动几下,钻尖一活动,就用磁铁或磁力表座一吸,折断在中心孔内的中心钻尖就取出来了。


9、车削细长轴时的缺陷消除方法

(1)鼓肚形。即车削以后,工件两头直径小,中间直径大。这种缺陷产生的原因,是由于细长轴刚性差,跟刀架的支承爪与工件表面接触不实,磨损产生了间隙,当车削到中间部分时,由于径向力的作用,车刀将工件的旋转中心压向主轴旋转中心的右侧,使切削深度减小,而工件两端的刚性较好,切削深度基本上无变化。由于中部产生“让刀”而使细长轴成鼓肚形。

消除的方法。在跟跟刀架爪时,一定要仔细,使爪面与工件表面接触实,不得有间隙。车刀的主偏角应选为75°~90°,以减小径向力。跟刀架爪,应选耐磨性较好的铸铁。


(2)竹节形。形状如竹节状,其节距大约等于跟刀架支承爪与车刀刀尖间的距离,并且是循环出现。这种缺陷产生的原因,由于车床大拖板和中拖板的间隙过大,毛坯料弯曲旋转时引起离心力和在跟刀架支承基准接刀处,产生接刀时的“让刀”,使车出的一段直径略大于基准一段,继续走刀车削,跟刀架支承爪接触到工件直径大的一段,使工件的旋转中心压向车刀一边,车削出的工件直径减小。这样,跟刀架先后循环支承在工件不同直径,使工件离开和靠近车刀,而形成有规律的竹节形。还有在走刀中跟跟刀架爪,用力过大,使工件的旋转中心压向车刀这边,造成车出的直径变小,继续走刀,如此循环,也形成竹节。

消除的方法。调整机床各部间隙,增强机床刚性。在跟刀架爪时,做到爪面既要与工件接触实,又不要用力大。在接刀处多切深(0.05~0.1)mm,以消除走刀时的“让刀”现象,切深的大小,要掌握机床的规律,灵活掌握。


10、反转滚花

传统的正转滚花,在滚压的过程中切屑易进人工件和滚花之间,造成工件受力过大产生花纹乱扣及重影等。如果将主轴反转,就可以有效地防止上述弊病,滚压出纹路清楚的花纹来。


11、钻小中心孔时防止中心钻折断的方法

在车床上钻直径小于1.5mm的中心孔时,中心钻极易折断。除钻时小心和勤排屑外,就是钻孔时,不要锁紧尾座,让尾座的自重与机床导轨的摩擦力来进行钻孔。当钻削的阻力过大时,尾座会自行后退,而保护了中心钻。


12、车小偏心工件的套

用套来装夹工件车偏心,其装夹效率比用四爪卡盘高6~8倍。

已知偏心距e与工件外圆直径Φ2,即可求出夹具套的内径Φ1,Φ1=2e+Φ2。加工夹具套内径Φ1时,一定要注意内孔精度,以免影响工件的偏心距尺寸精度。


13、旋轴的方法

螺旋输送机构,在输送粒状材料的工厂应用较多。该机构中的螺旋轴在制造时,它的螺旋片是用钢板焊接成的。这种螺旋板的齿形高、底径小、外径与轴颈必须同轴。要达到这一要求,必须用车床车削螺旋轴的外径。

这种轴一般都长,在加工外径时,由于螺距大、齿深、齿薄、刚性差,又是断续切削,齿部受切削冲击而产生振动,使其不能正常切削,而且还损坏刀具。为了解决这一问题,不得不降低切削速度、减小切削深度和进给量,这样使工效大幅度地降低。

  为了提高工效和质量,就采取简单易行的车削螺纹的方法,按螺旋轴的螺距挂好挂轮,利用大丝杠带动大拖板走刀来车削。当车完第一刀后,记住中拖板刻度,大拖板返回后,用小刀架往前移(0.5~0.7)mm,再开始走第二刀,这样一直到把外圆车好。

用此方法车削出的螺旋轴齿顶平整,基本上消除了断续切削,加工效率比原来提高近10倍。


14、车床铭牌以外螺纹的加工

在众多的机械传动中,多头蜗杆、多头螺杆、多头螺旋花键、变导程蜗杆、双导程变齿厚蜗杆、斜齿轮啮合蜗杆等的螺距、导程在车床上铭牌查不到,给加工带来困难。现介绍一种在车床铭牌上查不到所需螺距(或导程)的一种解决方法,可以省去作挂轮的麻烦。

例如,进口铣床上与斜齿轮啮合的蜗杆,其法向模数为3.175,圆周模数为3.184,在车床上找不到3.184模数,要加工就得计算与制作挂轮。经过计算与分析,把模数螺距换算成米制螺距,即3.184×3.1416=10.003mm,这样就可以按螺距1Omm加工。

在设备大修和维修中,大都以米制来测量螺纹的螺距,这样就会出现非标准螺距。实际上螺纹分普通、英寸制、模数、径节和非标准螺纹,它们的螺距可以互相转换。如9.4248mm、12.5664mm、12.7mm、25.4mm和7.9756mm等,均可按其他种类螺纹处理,其结果是P=9.4248mm、P=12.5664mm,分别为模数3和模数4。

又如12.7mm、25.4mm,分别为2牙/英寸和1牙/英寸的英制螺纹。P=7.9756mm则为DP=10的径节螺纹。


15、镗削大长内锥孔的工装

在车床上加工直径较大、长度较长的内锥孔时,如采用一般的车削方法,由于刀杆刚性差,车削时振动,切削用量很小,甚至无法切削。多次成功地加工出合乎要求的大型内孔或内锥孔。

加工时,工件一端用卡盘夹住,另一端用中心架支承。在车床主轴孔内放一反顶尖,将刀杆一端用钢球定位,另一端用连接套和紧固螺钉把刀杆固定在车床尾座套筒上,使其在工件旋转时,刀杆不转动。刀盘在刀杆上由于键的作用,只能作轴向滑动。铁丝的一端固定在刀盘上,另一端固定在车床大拖板上,当大拖板进行纵向走刀时,拉动刀盘作轴向移动,完成进给运动,进行切削。

在刀杆安装前,必须把车床尾座放在大拖板前面,以利于大拖板拉动铁丝带动刀盘移动,进给量的大小,可调整进刀箱手柄获得。加工锥孔时,可偏移尾座,使刀杆轴线与工件轴线线在水平方向偏移一个斜角。刀盘返回时,用手推刀盘即可。

此工装在车床上加工大型内孔,操作十分方便,而且结构也简单,刀杆的刚性好。


16、改变挂轮箱主动轮齿数,增加车蜗杆螺纹的范围

将C620-1车床挂轮箱主动轮的齿数32,增加到48齿,则铭牌上没有的模数螺纹也能加工了。如果把主动轮32齿改为64齿,这时车蜗杆可以不受主轴速比的限制,采用低速精车,有利于改善螺纹表面粗糙度。


17、降低细长轴(杆)表面粗糙度的方法

在车床上降低细长轴(杆)表面粗糙度的工艺方法,一种是采用单轮珩磨法;另一种是采用滚压法。这是在车床上利用简单的工具和工艺解决粗糙度要求低的行之有效的措施和没有磨床进行磨削问题。

在车床上精加工细长轴(杆)后,如粗糙度还未达到图纸要求,可采用单轮珩磨法,对工件表面进行再加工,能使工件表面粗粗度由Ra6.3μm降低到砌(1.6~0.2)μm。珩磨轮轴线与车床主轴轴线夹角一般为28°~30°为好。夹角大效率高,粗糙度大,夹角小效率低,粗糙低。珩磨轮速度一般为(30~60)m/min,进给量为(0.5~2)mm/r,粗珩时选大值。珩磨轮对工件的压力为(150~200)N。对于刚性差的工件,应使用跟刀架。珩磨轮的粒度一般为100#~180#,如粗糙度要达到Ra0.2,珩磨轮的粒度应为W40~W280珩磨时用的润滑液,应用加入5%~10%油酸的煤油或柴油。在没有条件时,也可用普通乳化液来进行珩磨过程的清洗与润滑。

细长轴(杆)的滚压加工,可以高效率的降低表面粗糙度的同时,提高表面硬度和耐磨性。由于工件刚性差,滚压时必须使用跟刀架,使用的方法与粗车细长轴相同,即把跟刀架放在滚压工具的前面,这样避免跟刀架爪拉伤工件表面。刚性或弹性滚压工具均可以对细长轴(杆)滚压。滚压次数一般不超过两次。滚压速度为(20~30)m/min,进给量为(0.1~0.2)mm/r。采用机油润滑,也可用乳化液润滑。


18、用铜棒校正工件的方法

工件的校正,也称为找正,是车削工件前检查工件的安装是否处于正确位置的方法。校正的目的,粗车时是为了保证工件余量基本一致;半精车和精车时,是为了保证待加工表面与已加工表面相对位置符合要求。迅速而正确地校正是保证产品质量、缩短辅助时间的重要措施。

用铜棒校正工件的方法,是在将工件外圆和端面粗车后再安装工件时进行的一种快速校正的方法。在车床方刀台上装夹一铜棒或铝棒,将工件轻微夹持在三爪卡盘上,开动车床用100r/min左右的转速旋转,使铜棒接触工件端面或外圆,并用手摇动拖板施加一定压力,使工件表面与铜棒完全接触为止,再慢慢将铜棒脱离工件,再停车夹紧工件,工件就校正了。

此种校正方法,迅速准确,并能达到一定的精度。如果工件夹持合理(小于10mm),工件表面光滑,一般轴类径向跳动和盘类工件端面跳动不大于0.02mm。


19、在车床上校直细长杆的方法

细长杆在车削前必须先校直,否则会造成加工余量不均匀而车不圆,或因弯曲离心大而增加杆的弯曲度,无法车削。在车床上进行细长杆校直,可采用以下方法。


(1)采用锤击方法。先将细长杆的一端用三爪卡盘夹住约10mm,一端顶尖支承。用较低的速度使工作旋转,用粉笔在工件画出高点后,停车。左手拿一块凹形的铁块,使凹面靠在工件高点的反面,右手拿手锤打击工件的高点。打击力的大小与工件弯曲的情况成正比。这样反复几次,工件就校直了。这种方法适用杆细而长时。


(2)用杠杆撬压法。细长杆在车床安装好后,开车使工件旋转,用一根长300mm的木棍搭在中拖板和方刀台上,摇动中拖板,使木棍压向工件弯曲部分。继续移动中拖板,跟紧尾座顶尖,以防工件脱出,待工件继续旋转几秒钟,再将中拖板慢慢退出,并适当松退尾座顶尖,视工件是否校直。如还弯曲,再继续按上述方法进行,直到校直为止。此方法适工件较短的情况下。


(3)用反击法。在细长杆较长、直径相对大一些的情况下,先把两端的中心孔钻好,用主轴顶尖和车床尾座顶尖将它顶起来。然后,用手使工件转动,找出工件上的高点,并用粉笔画上记号。这时,用一块约25mm厚40mm宽,比车床大导轨宽长的铁块或比较大的木块,横放在大导轨上,在上面放一个头部不是60°尖形而是V型或凹弧型的螺纹千斤顶,支承在工件变曲的高点,稍微用力支起一些,左手用手握住工件,右手用手锤的圆头打击工件的弯曲的低点。打击的次数、力度和在工件的长度,与弯曲的大小成正比。这样校直的工件,还不易恢复弯曲。

除上述在车床上校直细长杆的方法外,还可以采用在机床外目测,在平台上目测用上述方法校直。


20、车深孔中内球面的车刀

车削塑料,尼龙和有机玻璃等材料时,要求内孔圆柱面与深孔中的内球面连接点,必须十分光滑无台阶,这就给加工带来难度。为此,在车削内孔和内球面时,必须在一次精车走刀中完成。

为了加工好此工件内孔,先制作内孔车刀。刀片的材质为工具钢或合金工具钢,淬火为HRC(60~62)。制作的方法:先在车床车削一个刀坯,热处理淬火,磨两端面,用刀片内孔与心轴安装,在外圆磨或工具磨磨外圆和后角至要求,再按刀片形状把多余的部分磨去,以防车孔时反面碍事,无法进行车削。然后把刀片用螺钉固定在刀杆上,使刀片的前刀面接近于刀杆中心,以免刀杆下部碍事,这样也可使刀杆横截面大一些,有利于提高刀杆刚性。

车削内孔时,先用钻头钻孔,用内孔刀粗车内孔。精车时,刀具安装在车床方刀台上,并使刀刃和工件旋转中心等高。先用此刀半精车内孔,孔深基本达到要求。精车内孔圆柱部分后,在同一次走刀把孔深处内球面也车成。这时,内孔全部车完。此种刀具与操作方法,使内孔与内球面无接刀痕,十分圆滑。


21、车削平面螺纹

所谓平面螺纹,就是在圆柱或圆盘端面上加工的螺纹

在普通车床上车削平面螺纹,一般采用光杠传动,使中拖板丝杠转动,驱动车床中拖板横向移动走刀来车削。这就要求工件每转一转,中拖板横向移动工件上一个螺距。

在工件螺距要求不严格时,可用工件平面螺纹的螺距,除以车床增大螺距的倍数(如C620-1车床可增大2、8、32倍),用所得的商,选择车床铭牌相近似的横向进给量,并按要求扳好进刀箱手柄,再把主轴箱上增大螺距手柄扳到增大螺距位置上,并把主轴箱上变速手柄扳到要求的位置上,安装好刀具,就可进行平面螺纹的车削。

在工件螺距要求严格时,就必须配换挂轮箱挂轮。在计算挂轮前,按上述的方法,选一个近似的横走刀量,并扳好进刀箱、增大螺距和变速手柄,进行横向走刀。然后用主轴的整数(5转以上)去除横拖板所移动的距离,所得的商是车床的实际螺距。一般的情况下,不会与工件要求螺距相等,这就必须计算更换挂轮箱挂轮。

车削时,最好采用弹性刀杆,刀头的几何参数与车圆柱螺纹相同,只不过刀头车内圆一侧的副后角必须磨出双重后角,以防止车削中此部分碍事。采用车床主轴正反车走刀和使刀具返回。吃刀的方法有两种:一是用车床小刀架吃刀与退刀,小千分箍记数;二是大拖板前面的大导轨上安装磁力表架和百分表,用以控制大拖板的位置和吃刀量,并用大拖板吃刀与退刀。

在车削平面螺纹的过程中,除方牙螺纹外,车削其它牙型的螺纹,也需要像车削圆柱螺纹那样进行“赶刀”,来精车牙型的两侧面。其“赶刀”的方法也有以下两种:一是采用大拖板吃刀与退刀,将小刀架逆时针旋转90°并固定,“赶刀”时摇动小刀架手柄即可:二是采用大拖板或小刀架吃刀与退刀,要“赶刀”时,把刀头置于工件之外,在走刀中将主轴停下,但必须无反转,这时将脱落蜗杆手柄落下,把中拖板的手柄旋转需要“赶刀”的数值,再提脱落蜗杆手柄即可。用此方法“赶刀”,必须消除传动链的间隙,就是需要往哪个方向“赶刀”,中拖板必须往同一方向走刀。“赶刀”以后,再使刀头逐步切入工件。


22、磨刀有什么诀窍,高速钢梯形螺纹车刀如何磨才好?

螺纹车削主要多动手,多跟老师傅学,这样才能进步的快。

螺纹是在圆柱或圆锥表面上,沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。螺纹在各种机器中应用非常广泛,如在车床方刀架上用4个螺钉实现对车刀的装夹,在车床丝杠与开合螺母之间利用螺纹传递动力。加工螺纹的方法有很多种,而在一般的机械加工中通常采用车螺纹的方法(车工的基本技能之一)。在卧式车床上加工螺纹时,必须保证工件与刀具之间的运动关系,即主轴每转一圈(工件转一圈),刀具均匀地移动一个螺距(或导程)。它们的运动关系是这样保证的:主轴带动工件一起转动,主轴的运动经挂轮箱传到进给箱,由进给箱经变速后再传给丝杠,由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合带动刀架及车刀作直线移动,这样工件的转动和刀具的移动都是通过主轴的带动来实现的,从而保证了工件和刀具之间严格的运动关系。在实际车削螺纹时,由于各种原因,造成主轴到刀具之间的运动在某一环节出现问题,引起车削螺纹时产生故障,影响正常生产,这时应及时解决。


23、牙型角不正确

1)刀尖角不正确

刃磨车刀时刀尖角不正确,即车刀两切削刃在基面上投影之间的夹角与加工螺纹的牙型角不一致,导致加工出的螺纹角度不正确。解决方法:刃磨车刀时必须使用角度尺或样板来检测,得到正确的牙型角,其方法为:将样板或角度尺与车刀前面平行,再用透光法检查。常用的公制螺纹牙型角:三角形螺纹60°,梯形螺纹30°,蜗杆40°。


2)径向前角未修正

为了使车刀排屑顺利,减小表面粗糙度,减少积屑瘤现象,经常磨有径向前角,这样就引起车刀两侧切削不与工件轴向重合,使得车出工件的螺纹牙型角大于车刀的刀尖角,径向前角越大,牙型角的误差也越大。同时使车削出的螺纹牙型在轴向剖面内不是直线,而是曲线,影响螺纹副的配合质量。解决方法:在刃磨有较大径向前角的螺纹车刀车螺纹时,刀尖角必须通过车刀两刃夹角进行修正,尤其加工精度较高的螺纹,其修正计算方法为:

tanεr=cosrp·tanα

式中,εr为车刀两刃夹角;rp为径向前角;α为牙型角。


3)高速钢切削时牙型角过大

在高速切削螺纹时,由于车刀对工件的挤压力产生挤压变形,会使加工出的牙型扩大,同时使工件胀大,所以在刃磨车刀时,两刃夹角应适当减小30′。另外,车削外螺纹前工件大径一般比公称尺寸小(约0.13p)。


4)车刀安装不正确

车刀安装不正确即车刀两切削刃的对称中心线与工件轴线不垂直,造成加工出的牙型角倾斜(俗称倒牙)。

解决方法:用角度尺或样板来安装车刀,使对称中线与工件轴线垂直,并且刀尖与工件中心等高。


5)刀具磨损

刀具磨损后没有及时刃磨,造成加工出的牙型角两侧不是直线而是曲线或“烂牙”。

解决方法:合理选用切削用量,车刀磨损后及时刃磨。


6)螺距(或导程)不正确

A螺纹全长不正确。螺纹全长不正确的原因是交换齿轮计算或组装错误,进给箱、溜板箱有关手柄位置扳错,可重新检查进给箱手柄位置或验算挂轮。

B螺纹局部不正确。螺纹局部不正确的原因是车床丝杠和主轴的窜动过大,溜板箱手轮转动不平衡,开合螺母间隙过大。

解决方法: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的轴向间隙;如果是主轴轴向窜动引起的,可调整主轴后调整螺母,以消除推力球轴承的轴向间隙;如果是溜板箱的开合螺母与丝杠不同轴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;如果是溜板箱转动不平衡,可将溜板箱手轮拉出使之与转动轴脱开均匀转动。

C车削过程中开合螺母自动抬起引起螺距不正确。

解决方法:调整开合螺母镶条适当减小间隙,控制开合螺母传动时抬起,或用重物挂在开合螺母手柄上防止中途抬起。


24、表面粗糙度值大

表面粗糙度值大的原因:

一是刀尖产生积屑瘤;

二是刀柄刚性不够,切削时产生振动;

三是车刀径向前角太大,中滑板丝杠螺母间隙过大产生扎刀;

四是高速钢切削螺纹时,切削厚度太小或切屑向倾斜方向排出,拉毛已加工牙侧的表面;

五是工件刚性差,且切削用量过大;

六是车刀表面粗糙。


解决方法:

第一,如果是积屑瘤引起的,应适当调整切削速度,避开积屑瘤产生的范围(5~80m/min);用高速钢车刀切削时,适当降低切削速度,并正确选择切削液;用硬质合金车螺纹时,应适当提高切削速度。

第二,增加刀柄的截面积并减小刀柄伸出的长度,以增加车刀的刚性,避免振动。

第三,减小车刀径向前角,调整中滑板丝杠螺母,使其间隙尽可能最小。

第四,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,以免切屑接触已加工表面。

第五,选择合理的切削用量。

第六,刀具切削刃口的表面粗糙度要比螺纹加工表面的粗糙度小2~3档次,砂轮刃磨车刀完后要用油石研磨。


25、乱牙

乱牙的原因是当丝杠转一转时,工件未转过丝杠转数整数倍而造成的,即工件转数不是丝杠转数的整数倍。

常用预防乱牙的方法首先是开倒顺车,即在一次行程结束时,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,就不会产生乱牙。其次,当进刀纵向行程完成后,提起开合螺母脱离传动链退回,刀尖位置产生位移,应重新对刀。


26、中径不正确

中径不正确的原因是车刀切削深度不正确,以顶径为基准控制切削深度,忽略了顶径误差的影响;刻度盘使用不当;车削时未及时测量。解决方法:精车时,检查刻度盘是否松动,并且要正确使用,精车余量应适当,要及时测量中径尺寸,考虑顶径的影响,调整切削深度。


27、扎刀或顶弯工件

扎刀或顶弯工件的原因:车刀刀尖低于工件(机床)中心;车刀前角太大,中滑板丝杠间隙较大;工件刚性差,而切削用量选择太大。解决方法:第一,安装车刀时,刀尖要对准工件中心,或略高些。第二,减小车刀前角,减小径向力,调整中滑板丝杠间隙。第三,根据工件刚性来选择合理的切削用量;增加工件的刚性,增加车刀刚性。


总之,车削螺纹时产生的故障形式是多种多样的,既有设备原因,也有刀具、测量、操作等原因,排除故障时要具体情况具体分析,通过各种检测方法和诊断手段,找出具体的影响因素,采取有效、合理的解决方法。


刀具专家教你如何解决不锈钢材料加工

不锈钢材料难加工的原因


  1、高温强度高,加工硬化倾向大

  与一般钢相比,不锈钢的强度、硬度并不高,但由于含大量的Cr、Ni、Mn等元素,塑性与韧性好,高温强度高,加工硬化倾向大,因此,切削负荷重。此外,奥氏体不锈钢在切削过程中,内部还会析出一些碳化物,加重了对刀具的擦伤作用


  2、切削力大

  不锈钢在切削过程中塑性变形大,尤其是奥氏体不锈钢(其伸长率超过45钢的1.5倍以上),使得切削力增加


  3、切屑与刀具粘结现象严重

  切削过程中容易生成积屑瘤,既影响加工表面粗糙度,又容易造成刀具表面剥落


  4、切屑不易卷曲与折断

  对封闭及半封闭容屑的刀具,易产生切屑堵塞现象,使加工表面粗糙度增大及刀具崩刃


  5、线膨胀系数大

  约为碳素钢线膨胀系数的一倍半,在切削温度的作用下,工件容易产生热变形而影响尺寸精度


  6、导热系数小

  一般约为中碳钢导热系数的1/4~1/2,切削温度高,刀具磨损快





刀具材料的选择


  1.应选用硬度高、韧性及耐热性好,且与不锈钢化学亲合性小的刀具材料


  2.采用高速钢时,宜选用W2Mo9Cr4VCo8,W6Mo5Cr4V2Al, W10Mo4Cr4V3Al等高性能的高速钢


  3.采用硬质合金时,不宜采用YT类合金,最好采用含Ta(Nb)的YW或YG钨钴类(ISO的M、K类)合金。如YS2、YG3X、YG8W、YG6A、YG6X、YG643、YG813、YW3Y、YG8N等


  4.涂层硬质合金可采用CA15、CA25、YBM151、YBM251、YBM351、YBG202、YBG252、YBG302、CN251、YB425、ZC05、ZC07、ZM10等


  5.金属陶瓷可采用YNG151;涂层金属陶瓷可采用YNG151C


特殊材料零件的深孔螺纹加工

对特殊材料零件进行深孔螺纹加工是比较困难的。例如,在一个钛合金零件上进行深孔攻丝是非常具有挑战性的。如果在一个接近完工的零件上,由于丝锥破损产生的刮削作用而导致零件报废,这是非常不经济的。因此,为避免刮削,要求使用正确的刀具和攻丝技术。


首先需要定义什么是深孔,为什么它需要特殊的考虑。在钻削中,那些孔深大于3倍孔径的孔称为深孔。而深孔攻丝意味着攻丝深度大于丝锥直径的1.5倍以上。如当用一只直径为1/4″的丝锥加工深度为3/8″的螺纹时,这种情况通常称为深孔攻丝。


加工一个深孔螺纹,意味着刀具与工件之间需长时间的接触。同时,在加工过程中会产生更多的切削热和更大的切削力。因此在特殊材料(如钛金属类零件)的小深孔中进行攻丝容易产生刀具破损和螺纹的不一致性。为解决这个问题,可以采用两种方案:(1)增大攻丝前孔的直径;(2)使用专为深孔攻丝设计的丝锥。


1、增大攻丝前孔的直径


合适的螺纹底孔对于螺纹加工是十分重要的。一个尺寸稍大的螺纹底孔能有效降低攻丝过程中产生的切削热和切削力。但它也会减小螺纹的接触率。


国家标准和技术委员会规定:在深孔中,允许在孔壁上只攻出螺纹全高的50%。这一点在对特殊材料和难加工材料的小孔攻丝时尤其重要。因为尽管由于孔壁上螺纹高度的减少导致螺纹接触率下降,但由于螺纹长度的增加,因此仍可保持螺纹可靠的连接。


螺纹底孔的直径增量主要取决于所要求的螺纹接触率和每英寸的螺纹头数。根据上述两值,利用经验公式可计算出正确的螺纹底孔直径。


2、切削参数


由于钛金属零件难于加工,因此需要对切削参数和刀具几何尺寸做充分考虑。


切削速度

由于钛合金具有大的弹性和变形率,因此需要采有相对较小的切削速度。在加工钛合金零件的小孔时,推荐采用的圆周切削速度为10~14英寸/分。我们不推荐采用更小的速度,因为那样会导致工件的冷作硬化。另外,也需注意刀具破损而导致切削热。


容屑槽

在深孔攻丝时,需减少丝锥槽数,使每个槽的容屑空间增大。这样,当丝锥退刀时,可以带走更多的铁屑,减小由于铁屑堵塞而造成刀具破损的机会。但另一方面,丝锥容屑槽的加大使得芯部直径减小,因此,丝锥强度受到影响。所以这也会影响切削速度。另外,螺旋槽丝锥比直槽丝锥更易排屑。


前角和后角

小前角可提高切削刃强度,从而增加刀具寿命;而大前角有利于切削长切屑的金属。因此在对钛合金加工时,需综合考虑这两个方面的因素,选用合适的前角。


大后角可以减小刀具和切屑之间的摩擦。因此有时要求丝锥后角为40°。在加工钛金属时,在丝锥上磨出大的后角,有利于排屑。另外,全磨制丝锥和刃背铲磨的丝锥也有利于攻丝。


冷却液

当加工特殊材料时,必须保证切削液到达切削刃。为改进冷却液的流量,推荐在丝锥的刃背上开冷却槽。如果直径足够大的话,可考虑采用内冷却丝锥。


3、应用实例


某飞机零件制造商需在一个零件上进行深孔攻丝。该零件材料为7级钛合金。加工中,圆周切削速度为13英寸/分,同时采用冷却液。


为保证零件精度,操作者在丝锥磨钝前要及时更换。当丝锥磨损时,切削过程中产生的声音会发生变化。通过听这些声音,在加工前,操作者能确定在丝锥磨损前所能加工的螺纹孔数。


该厂在每一个攻丝设备上,都有2个攻丝工位,装有相同的丝锥。当其中一只丝锥磨损时,可以方便及时地更换。