车削螺纹常见故障及解决方法毕业论文

1、郑州工业安全职业学院 毕业论文 题 目 车削螺纹常见故障及解决方法车削螺纹常见故障及解决方法 姓 名 _ _ 系 别_ _机电工程系_ 专 业 机电一体化_ _ 年 级_ 08-02 班_ 指 导教师 2011 年 5 月 30 日 毕业论文成绩评定表毕业论文成绩评定表 学 生 姓 名 学生所在系机电工程系 专业 班级 机电一体化 2 班 毕业论文 课题名称 车削螺纹常见故障及解决方法车削螺纹常见故障及解决方法 指导教师评语： 成 绩： 指导教师签名： 年 月 日 系学术委员会意见： 签名： 年 月 日 目目 录录 第一章绪论 .1 第一节 引言1 第二节 车削螺纹在机械加工中的作用和地位2

2、第三节 本文主要研究内容及章节安排2 第二章 车削螺纹常见故障及解决方法.4 第一节 啃刀4 第二节 乱扣6 第三节 螺距不正确的故障分析及解决方法7 第四节 中径不正确8 第五节 螺纹表面粗糙8 第六节 本章小结9 第三章 数控车床螺纹的加工.10 第一节 数控车床的编程要点10 第二节 数控车床加工螺纹的要点16 第三节 本章小结17 第四章 经济型数控机床实现螺纹车削操作.18 第一节 经济型车床和普通车床的区别18 第二节 经济型车床的工作原理18 第三节 经济型车床加工螺纹的注意事项18 第四节 本章小结18 第五章 总结与展望.19 参考文献.20 致 谢.21 车削螺纹常见故障及

3、解决方法车削螺纹常见故障及解决方法 摘摘要要 车削螺纹是车削加工中较为复杂的加工内容之一。在车削螺纹时产生的故障形 式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障时要具体 情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效的解决 方法。本文首先介绍了普通的车床加工螺纹的常见故障及解决方法，然后介绍了数 控车床加工螺纹和经济型车床加工螺纹，从不同角度探讨了车削螺纹的常见故障及 解决方法。 关键词关键词：车削螺纹，故障分析，解决方法车削螺纹，故障分析，解决方法，数控车床，经济型车床，数控车床，经济型车床 common fault of turning thread

4、 and the solving methods abstract turning thread is turning processing in one of complex processing content. produced in turning thread form varied, fault existing equipment of reason, also have knives, operators, etc, the reason of the failure in the exclusion to particular case is particular analy

5、sis, through various testing and diagnosis methods, find out specific factors, take effective solutions. this paper first introduced the ordinary lathe processing thread of the common fault and solutions, and then introduced the cnc lathe machining threads and economical lathe machining threads from

6、 different angles, discussed the common faults and turning thread solutions. key words: turning thread, failure analysis, solve method, numerical control lathe, economical lathe 目目 录录 第一章第一章 绪论绪论 第一节第一节 引言引言 车削加工是指，在车床上，工件作旋转的主运动，刀具作平面直线或曲线的进 给运动，完成机械零件切削加工的过程。它是机械加工中最基本最常用的加工方法， 各类车床约占金属切削机床总数的一半，所

7、以在机械加工中有重要的位置。车削适 用于加工回转零件，其切削过程连续平稳，车削加工的范围很广，可完成车外圆、 车端面、车内外圆锥面、切槽和切断、镗孔、切内槽、钻中心孔、钻孔、铰孔、车 内外螺纹、攻螺纹、车成形面、滚花等主要工作。 螺纹是在圆柱工件表面上，沿着螺旋线所形成的、具有相同剖面的连续凸起和 沟槽。在机械制造业中，螺纹无处不在，形状多种多样，由于螺纹常用于紧固、联 接及调节，又可用来传递动力，因此带螺纹的零件应用得十分广泛。螺纹的加工方 法也很多。在专业生产中，虽然广泛采用滚丝、扎丝等一系列先进工艺，但在一般 的机械加工厂中，用车削的方法加工螺纹仍是目前常用的加工方法之一。在普通车 床（

8、如 ca6140）上能车削公制、英制、模数和径节制四种标准螺纹等，无论车削哪 一种螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运动关系：即主轴每转一转（即工 件转一转） ，刀具应均匀地移动一个（工件的）导程的距离。它们的运动关系是这 样保证的：主轴带着工件一起转动，主轴的运动经挂轮传到进给箱；由进给箱经变 速后（主要是为了获得各种螺距）再传给丝杆；由丝杆和溜板箱上的开合螺母配合 带动刀架作直线移动，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， 造成由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，

9、影响正常生产，这时应及时加以解决。车削螺纹时常见故障及解决方法如下： 本章首先简单介绍了车削螺纹的相关概念及实际操作中可能会遇到的问题，然 后阐述了车削螺纹在机械加工中的地位，最后描述了论文研究的背景、研究工作和 论文内容的安排。 第二节第二节 车削螺纹在机械加工中的作用和地位车削螺纹在机械加工中的作用和地位 随着机械工业的发展，不管是普通车床的螺纹加工，还是数控加工，螺纹加工 是个切削的重要环节。对于小直径的螺纹，可以用丝锥攻的，但是大直径大导程的 螺纹，就得采用螺纹车刀车削了。螺纹加工过程中难免会碰到许多问题，如何解决， 才能把它做好！。 在车床上车削螺纹可采用成形车刀或螺纹梳刀。用成形车

10、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 89 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。 第三节第三节 本文主要研究内容及章节安排本文主要研究内容及章节安排 本文主要围绕车削螺纹时的常见故障及解决方法进行研究。首先以普通车床为 例，介绍车削螺纹时的常见故障及解决方法，然后分别介绍了数控车床加工螺纹和 经济型车床加工螺纹的实现方法及注意事项，多角度探讨车削螺纹时的常见故障及 解决方法。

11、全文共分为五章，内容安排如下： 第一章为绪论。首先简单介绍车削螺纹的相关概念及实际操作中可能会遇到的 问题，然后阐述了车削螺纹在机械加工中的地位，最后描述了论文研究的背景、研 究工作和论文内容的安排。 第二章以普通车床为例，介绍车削螺纹中的常见故障及解决方法。分别介绍啃 刀、乱扣、螺距不正确、中径不正确和螺纹表面粗糙等常见故障现象，并分析了其 产生的原因及解决方法。 第三章介绍数控车床加工螺纹的情况。根据数控车床的特点，本章主要介绍了 数控车床车削螺纹时的编程要点和加工要点。 第四章介绍由普通车床改造的具有数控功能的经济型车床的改造方法及其在车 削螺纹时的工作原理以及要注意的事项。 第五章，对

12、全文进行总结，分析了各个章节所介绍的内容，并针对螺纹加工的 研究工作提出了新的构想和展望。 第二章第二章 车削螺纹常见故障及解决方法车削螺纹常见故障及解决方法 以普通车床为例，介绍了车削螺纹中的常见故障及解决方法。分别介绍了啃刀、 乱扣、螺距不正确、中径不正确和螺纹表面粗糙等常见故障现象，并分析了其产生 的原因及解决方法。 第一节第一节 啃刀啃刀 啃刀是在车削螺纹时常见的故障之一，而产生这些故障的原因通常有三种：装 刀偏差、工件装夹不牢或车刀磨损过大。在本节中分析了啃刀故障产生的原因及相 应的解决方法。 第一种故障情况是装刀偏差对螺纹精度的影响及解决方法。在车削加工的过程 中，车刀的安装应严格

13、按照要求操作，因为螺纹车刀的安装是否正确对螺纹精度会 产生一定影响。如果装刀有偏差，即使螺纹车刀刀具十分准确，加工后的螺纹牙形 角仍会产生偏差，因此，在安装车刀时应用样板校正螺纹车刀刀尖的位置，刀尖高 度必须对准工作旋转中心。如果过高，则吃刀到一定深度时，车刀的后刀面顶住工 件，增大摩擦力，甚至把工件顶弯，造成啃刀现象；如果过低，则切屑不易排出， 车刀径向力的方向是工件中心，加上横进丝杆与母间隙过大，致使吃刀深度不断自 动趋向加深，从而把工件抬起，出现啃刀。此时，应及时调整车刀高度，使其刀尖 与工件的轴线等高（可利用尾座顶尖对刀） 。在粗车和半精车时，刀尖位置比工件 的中心高出 1d 左右（d

14、 表示被加工工件直径） 。 第二种故障情况是工件装夹不牢带来的影响。与车刀的位置一样，工件的装夹 也非常重要，尤其是针对工件刚性过大时，工件的装夹一定要牢固。如果工件本身 的刚性不能承受车削时的切削力，就会产生过大的挠度，改变车刀与工件的中心高 度（工件被抬高了） ，形成切削深度突增，出现啃刀。此时应把工件装夹牢固，可 使用尾座顶尖等，以增加工件刚性。 第三种故障状况是车刀磨损过大对车削螺纹的影响及相应的解决方法。引起切 削力增大，顶弯工件，出现啃刀，这就说明，螺纹车刀的准备是进行螺纹车削的基 础。螺纹车刀的材料的选择工作一般包括车刀材料的选择和刀具刃磨等几个方面的 内容，在进行车刀准备时应该

15、注意以下几个放卖弄的问题。 首先是螺纹车刀材料的选择。用作螺纹车刀的材料，常规有高速钢和硬质合金 两种，车刀材料的选择是否合理，对车削效率和加工质量有较大的影响。高速钢螺 纹车刀，由于刃磨比较方便，容易得到锋利的刃口，而且具有韧性好、刀尖不易爆 裂的优点，在车削塑性材料螺纹工件时，应选用高速钢螺纹车刀。它的缺点是高温 下容易磨损，在车削脆性材料螺纹时（如铸铁、铸铜等） ，应尽可能不采用高速螺 纹车刀，而采用耐磨和耐高温性能较优越的硬质合金螺纹车刀。 其次是刀尖角的刃磨与测量。螺纹刀尖角的精度直接决定螺纹的牙型角，必须 正确刃磨，这与保证螺纹精度有很大关系。为了保证磨出准确的刀尖角，在刃磨时 应

16、用角度样板来测量，测量时把刀尖角和角度样板对准光源，观察两者之间的缝隙， 并以此为依据进行修魔，直到无缝隙为止。为了便于刃磨和装刀，还要求刃磨外螺 纹车刀时，刀尖角对分线应与刀杆基本平行，内螺纹车刀刀尖角平分线必须与刀杆 垂直。刃磨时可先把车刀的一侧刀刃磨好，使之符合要求后，再以此为基准刃磨另 一侧刃。 再次，要注意两侧刃后角的刃磨。在刃磨螺纹车刀时，如果车刀两侧刃后角按 一般外圆车刀刃磨，就会使车刀在车削时不能顺利切入工件，在顺刀方向的螺纹牙 形侧面上将会产生严重摩擦造成伤痕，影响正常车削；如果把后角磨得过大，又会 降低螺纹车刀的强度，切削时易磨损，并产生振动。在刃磨两侧后角时，应注意螺 纹

17、旋升角对螺纹加工质量的影响，在刃磨螺纹车刀时，顺走刀方向应加上螺旋升角， 背走刀方向减去螺旋升角。三角螺纹的升角较小，但在车矩形、梯形和螺距较大的 螺纹时，升角的影响大，须予考虑。 最后，还应注意前角对牙形角的影响。车削螺纹时，车刀前角将影响螺纹的牙 形角，前角越大，牙形角的误差也就越大，因此为了保证车削螺纹时牙形角的准确， 适当修正牙形角非常必要。 第二节第二节 乱扣乱扣 车削螺纹出现乱扣故障的主要原因是当丝杠转一转时，工件未转过整数转而造 成的。由此种原因造成的乱扣故障分为两种情况，以下针对两种情况出现车削乱扣 故障进行分析，并采取相应的解决措施。 第一种情况是当车床丝杆螺距与工件螺距比值

18、不成整倍数时。如果在退刀时， 采用打开开合螺母，将大拖板摇至起始位置，那么，再次闭合开合螺母时，就会发 生车刀刀尖不在前一刀所车出的螺旋槽内，以致出现“乱扣” 。解决方法是采用正 反车法来退刀，即在弟一次行程结束时，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 杆和刀架之间的传动没有分离过，车刀始终在原来的螺旋槽中，就不会出现“乱扣” 。 第二种情况是对于车削车床丝杆螺距与工件螺距比值成整倍数时的螺纹。工件 和丝杆都在旋转，提起开合螺母后，至少要等丝杆转过一转，才能重新合上开合螺 母，这样当丝杆转过一转时，工件转了整数转，车刀就

19、能进入前一刀车出的螺旋槽 内，就不会出现“乱扣” ，这样就可以采用打开开合螺母，手动退刀，这样退刀快， 有利于提高生产率和保持丝杆精度，同时操作也较安全。 第三节第三节 螺距不正确的故障分析及解决方法螺距不正确的故障分析及解决方法 螺纹全长不正确：原因是挂轮搭配不当或进给箱手柄位置不对，可重新检查进 给箱手柄位置或验算挂轮。 局部不正确：原因是由于车床丝杆本身的螺距局部误差（一般由磨损引起） 。 可更换丝杆或局部修复。 螺纹全长螺距不均匀：原因是（1）丝杆的轴向窜动；（2）主轴的轴向窜动； （3）溜板箱的开合螺母与丝杆不同轴而造成啮合不良；（4）溜板箱燕尾导轨磨损 而造成开合螺母闭合时不稳定；

20、（5）挂轮间隙过大等。通过检测；（1）如果是丝 杆轴向窜动造成的，可对车床丝杆与进给箱连接处的调整圆螺母进行调整，以消除 连接处推力球轴承轴向间隙；（2）如果是主轴轴向窜动引起的，可调整主轴后调 整螺母，以消除后推力球轴承的轴向间隙；（3）如果是溜板箱的开合螺母与丝杆 不同轴而造成啮合不良引起的，可修整开合螺母并调整开合螺母间隙；（4）如果 是燕尾导轨磨损，可配刮燕尾导轨及镶条，以达到正确的配合要求；（5）如果是 挂轮间隙过大，可采用重新调整挂轮间隙。 出现“竹节纹”：原因是从主轴到丝杆之间的齿轮传动有周期性误差引起的。 如挂轮箱内的齿轮，进给箱内齿轮由于本身制造误差、局部磨损或齿轮在轴上安装

21、 偏心等造成旋转精度低，从而引起丝杆旋转周期性不均匀，带动刀具移动的周期性 的不均匀，导致“竹节纹”的出现。可以修换有误差或磨损的齿轮。 第四节第四节 中径不正确中径不正确 故障分析及解决方法：原因是吃刀太大，刻度盘不准，而又未及时测量所造成。 解决方法是精车时要详细检查刻度盘是否松动，精车余量要适当，车刀刃口要锋利 第五节第五节 螺纹表面粗糙螺纹表面粗糙 本章首先表面粗糙值大的原因：一是刀尖产生积屑瘤，车刀刃口磨得不光洁， 冷却液不适当；二是刀柄刚性不够，切削用量和工件材料不适合以及切削过程产生 振动；三是车刀纵向前角太大，中滑板丝杆螺母间隙大产生扎刀；四是高速钢切削 螺纹时，切削厚度太小或

22、切屑向倾斜方向推出，拉毛已加工牙侧的表面；五是工件 刚性差，且切削用量过大；六是车面粗糙。 解决方法是：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；用高速钢刀切削时，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，最后一刀的切屑度一般要 大于 0.1mm，并使切屑沿垂直方向排出，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

23、粗糙度小 23 档次，砂轮刃磨车刀完后要用油石研磨。总的来说就是，正确修正砂轮或用油 石精研刀具；选择适当切削用量和冷却液；调整车床大拖板压板、中、小拖板燕尾 导轨的镶条等，保证各导轨间隙的准确性，防止切削时产生振动；减小车刀纵向前 角，调整中拖板丝杆螺母间隙，防止出现扎刀现象。总之，车削螺纹时产生的故障 形式多种多样，既有设备的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除故障时要具 体情况具体分析，通过各种检测和诊断手段，找出具体的影响因素，采取有效的解 决方法。 第六节第六节 本章小结本章小结 本章主要介绍了车削螺纹中的常见故障及解决方法。分别介绍了啃刀、乱扣、 螺距不正确、中径不正确和螺纹表面

24、粗糙等常见故障现象，并分析了其产生的原因 及解决方法。这点常见故障及其解决方法，不仅适用于不同车床，而且适用于数控 车床和由普通车床改造的具有数控功能的经济型车床。 第三章第三章 数控车床螺纹的加工数控车床螺纹的加工 在数控车床上，螺纹的切削是一步重要的环节。经常由于加工方法不对或编程 指令选用不同，造成螺纹不能正常加工或加工误差较大。我们在编程方法上，操作 加工过程中要仔细分析，力求保证零件的加工质量。本章介绍了数控车床加工螺纹 的情况。根据数控车床的特点，本章主要介绍了数控车床车削螺纹时的编程要点和 加工要点。 第一节第一节 数控车床的编程要点数控车床的编程要点 首先是合理选择主轴转速。

25、1）因受正常进给速度（mm/min） 、升/降频特性、定位脉冲等因素的影响，为 保证正常切削螺纹，一般宜选择较低的主轴转速。 2）当编码器所规定的允许工作转速超过机床所规定主轴的最大转速时，或螺 纹加工程序段中的导入长度、切出长度两者考虑比较充裕时，可适当提高 螺纹加工的主轴转速。 3）一般情况下，应按其机床或数控系统说明书中规定的计算式进行确定，其 计算式多为： n 螺 n允/ p（r/min） 式中：n 允编码器允许的最高工作转速（r/min） p 工件螺纹的螺距（或导程，mm） 其次是，合理选择导入与切出长度 螺纹大径尺寸 20 1）通常情况下，建议取其导入长度 l135p（螺距或导程）

26、 ，切出长度 l22p（无退刀槽除外） 。 2）任何情况下，都不允许导入长度取零值。 3）在工艺允许的条件下，加工大螺距或多线螺纹，及主轴转速较高时，宜取 较大值。 再次是确定各参数值。 1）螺纹牙型高度（螺纹总切深） 实际车削时，由于螺纹车刀刀尖半径的影响，普通螺纹的实际切深与牙型 理论高度存在一定差值： h=0.886p h=h-2（h/8）-0.6495p h 螺纹原始三角形高度（mm） h 螺纹实际牙型高度（mm） p 螺距（mm） 2）螺纹起点与螺纹终点径向尺寸的确定 第一点要注意的是，螺纹加工中，径向起点（编程大经）的确定决定于螺 纹大径，例如加工 m201.5-6g 外螺纹，自

27、gb197-81 知： 基本偏差 es = - 0.038mm 公差 td = 0.28mm -0.038 mm -0.318mm 所以螺纹大径应在此范围内选取，并在加工螺纹前由外圆车削来保证。 径向终点（编程小径）的确定决定于螺纹小径。螺纹小径的确定应考虑满 足螺纹中径公差要求，可用下式计算： d 小径=d-1.75h+2r+es-td2/2 式中： d螺纹公称直径（mm） h螺纹原始三角形高度（mm） r牙底圆弧半径（mm） （设牙底由单一圆弧形状构成） es螺纹中径基本偏差（mm） td2螺纹中径公差（mm） 3）分层切削深度 一般螺纹要经过多次切削才能完成，每次进给的背吃刀量用螺纹深度

28、减精 加工背吃刀量所得的差按递减规律分配，常用进给次数和切削深度可参考 有关技术手册或通过试切削来确定。 最后是要选用合适的编程指令。 在目前的数控车床中，螺纹切削一般有两种加工方法：直进式切削方法和斜进 式切削方法。以 fanuc 0i mate-tb 数控系统为例，分析两种方法的指令使用及 加工误差。 （1） 直进式切削 指令格式：g32 x(u)_z(w)_f_ x（u）、z（w）螺纹终点坐标值 f螺纹导程值（或螺距） g32 编程切削深度分配方式一般为常量值，双刃切削，其每次切削深度一般由 编程人员编程给出，如图 1 所示： 刀尖 编程举例：例如加工 m201.5-6g 的螺纹（如图

29、2 所示），用 g32 直进式切 削编程（每次切削深度为 0.4mm）: t0303 s300 m3 o0002 图 2 2 图 1 1 g0 x19.905 z5. g0 u-0.4 m98 p05 0002 g32 w-27.f1.5 g0 x17.855 z5. g0 u4. g32 w-27. f1.5 w27. g0 x100 . u-4. z100. m99 m30 直进式切削方法，由于两侧刃同时工作，切削力比较大，而且排削困难，因此 在切削时，两切削刃容易磨损。在切削螺距较大的螺纹时，由于切削深度较大，刀 刃磨损较快，从而造成螺纹中径产生误差；但是其加工的牙形精度较高，因此一般

30、多用于小螺距螺纹加工。由于刀刃容易磨损，因此加工中要勤测量。 （2） 斜进式切削 指令格式：g76 p(m)(r)(a)q(dmin)r(d) g76 x(u)z(w)r(i)p(k)q(d)f(l) m：精加工重复次数（199） r：倒角量（0.01l9.9l，l 为螺距） a：刀尖角度 dmin：最小切深（用半径值指定） d：精加工余量 i：螺纹半径差，如果 i=0，可以进行普通直螺纹切削。 k：螺纹高，此值用半径规定。 d：第一刀切削深度（半径值） l：导程 g76 编程切削深度分配方式一般为递减式，其切削为单刃切削，其切削深度有 控制系统来计算给出，如图 3 所示： 刀尖 螺纹小径 第

31、1刀 第2刀 第3刀 第n刀 编制图 2 螺纹程序： t0303 s300 m3 g0 x25. z5. 图 3 3 g76 p021260 q100 r50 g76 x17.855 z-22. r0 p975 q200 f1.5 g28 u0 w0 m30 斜进式切削方法，由于为单侧刃加工，加工刀刃容易损伤和磨损，使加工的螺 纹面不直，刀尖角发生变化，而造成牙形精度较差。但由于其为单侧刃工作，刀具 负载较小，排屑容易，并且切削深度为递减式。因此，此加工方法一般适用于大螺 距螺纹加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工况较好，在螺纹精度要求不高 的情况下，此加工方法更为容易。在加工较高精度螺纹

32、时，可采用两刀加工完成， 既先用 g76 加工方法进行粗车，然后用 g32 加工方法精车。但要注意刀具起始点 要准确，不然容易乱扣，造成零件报废。 第二节第二节 数控车床加工螺纹的要点数控车床加工螺纹的要点 首先是车削螺纹对螺纹车刀几何参数及装夹刀具都有严格的要求刀具的进給后 角、纵向前角、刀尖角、牙形角等参数要求较高。在装夹上，要避免产生螺纹牙形 半角不对称的情况。 然后是切削液的使用车削螺纹时，恰当地使用切削液，可提高生产率和零件质 量，切削液的主要作用如下: 1）能降低切削时产生的热量，减少由于温升引起的加工误差。 2）能在金属表面形成薄膜，减少刀具与工件的摩擦，并可冲走铁屑，从而降 低

33、表面粗糙度值，减少刀具磨损。 3）切削液进入金属缝隙，能帮助刀具顺利切削。 第三节第三节 本章小结本章小结 本章依据数控车床加工螺纹由于加工方法不对或编程指令选用不同，造成螺纹 不能正常加工或加工误差较大的特点，本章主要介绍了数控车床车削螺纹时的编程 要点和加工要点。 第四章第四章 经济型数控车床实现螺纹车削操作经济型数控车床实现螺纹车削操作 本章主要介绍由普通车床改造的具有数控功能的经济型车床的改造方法及其在 车削螺纹时的工作原理以及要注意的事项。首先介绍了经济型车床和普通车床在实 现螺纹加工时的区别和联系，然后介绍了经济型车床的工作原理，最后介绍了经济 型车床加工螺纹时为了预防常见故障而应

34、注意的事项。 第一节第一节 经济型车床和普通车床的区别经济型车床和普通车床的区别 在普通车床上，无论车削那一段螺纹，车床主轴与刀具之间必须保持严格的运 动关系：即主轴每转一转，刀具应均匀地移动一个导程的距离。它们的运动关系是 这样保证的：主轴带着工件一起转动，主轴的运动经挂轮传到进给箱；由进给箱变 速后（主要是为了获得各种螺距）再传给丝杠；由丝杠和溜板箱上的开合螺母配合 带动刀架作直线运动，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。普通车床改造成经济型数控车床后， 由于主运动和进给运动采用不同的电动机驱动，彼此间无机械传动联系，要经过螺 纹

35、或丝杠，必须配置主轴脉冲发生器（也叫主轴编码器）作为车床主轴位置信号的 反馈元件，与车床主轴同步转动，发出主轴转角位置变化信号，输送到计算机。 第二节第二节 经济型车床的工作原理经济型车床的工作原理 主轴脉冲编码器的安装，通常采用同轴安装或异轴安装两种方式。同轴安装的 结构简单，缺点是安装后不能加工穿出车床主轴孔的零件，限制了零件的加工长度， 因此，宜采用异轴安装。异轴安装改造时通常主轴末端或挂论家处加装主轴编码器。 如 ca6140 型车床主传动系统改造时，主轴通过主轴箱中 58/58 和 33/33 二级齿轮 （实现传动比 1:1）把动力传递给原有 ca6140 车床的挂轮轴 x，拆除挂轮

36、留出空间， 安装主轴编码器，主轴编码器 6 通过支架 5 固定，如图 2 所示。改造后主轴编码器 转速与主轴转速一致，主轴转一周，光电码盘转一转，通过反馈给系统控制纵向进 给轴与主轴同步性，从而加工出理想螺距的螺纹。 第三节第三节 经济型车床加工螺纹的注意事项经济型车床加工螺纹的注意事项 尽管从经济型车床的原理上来说经济型车床加工螺纹有原理性保障，但是微机 如何控制不同螺距的螺纹加工仍是经济型数控车床改造的技术难点，在加工螺纹时， 要满足以下几点要求： 1)螺纹加工一般要经过几次切削才能完成，为防止乱扣，每次循环加工的初始 进刀位置不同； 2）切制多头螺纹时能正确分度； 3）主轴每转一圈，车刀

37、能精确纵向移动一个螺距，否则就会产生螺距误差。 根据编码方式的不同，主轴编码器可以分为增量式和绝对式，目前国内常用的 为增量式。主轴编码器发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经广 电隔离电路以及 i/o 接口送给微机。根据光电码盘上刻线条数可分为 1024 线、 2048 线等，常用的为 1024 线即可满足要求。即主轴一转，能发出 1024 个脉冲，将 这个脉冲送到步进电机，使步进电机转动，刀架跟着移动，加工出螺纹。在机床微 机数控装置中，是把主轴编码器发出的脉冲加到计数器的通道 0 计数输入端，在加 工螺纹时，把 ctc 通道 0 设置成计数工作状态，对应于一定的螺距，用程序设

38、置一 定的时间常数。如经济型数控车床纵向进给系统脉冲当量为 0.01mm 时，加入要加 工螺距是 1.28mm 的螺纹，步进电机只需要 128 个脉冲，要把主轴编码器发出的 1024 个脉冲变成步进电机所需要的 128 个脉冲，要将 ctc 通道 0 的时间常数设置成 1024/128=8=08h（十六进制数）就可以了。每输入 16 个脉冲，ctc 通道 0 减法计数 器减至“0” ，ctc 向 cpu 发出一次中断请求，cpu 响应中断，执行中断服务程序， 即进行一次插补运算，输出一个脉冲给步进电动机。这样，主轴一转，进给电机均 匀地得到 128 个脉冲，加工出螺距是 1.28mm 的螺纹。 第四节第四节 本章小结本章小结 普通机床改造成经济型数控机床时，主传动系统基本不变，保留原机床的主轴 手动变速，根据机床主轴箱具体传动结构，编码器与主轴异轴链接的改造方法，既 能使编码器主轴与车窗主轴按 1:1