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不锈钢螺纹数控切削加工中的问题及对策

        机加工行业里螺纹是最常见的几个特征,应用十分广泛,其加工工艺也是不胜枚举,常见的就有滚丝、搓丝,进行切削加工的就有车削、铣削、攻螺纹、套螺纹、螺纹磨削和研磨等等。下面我们主要就数控车削加工中对不锈钢螺纹的相关问题给大家进行解析。
       数控车削加工中,对于我们的加工对象,不同材质的其加工难度也参差不一,及时是不锈钢,不同种类的不锈钢由于机械性能和化学成分的不同,其数控切削的难度也不相同。有的不锈钢在切削加工时,很难达到满意的加工表面粗糙度;而有的不锈钢,虽容易达到要求的加工表面粗糙度,但在切削加工过程中刀具却特别容易磨损。各类不锈钢很难切削的主要原因有:热强度高,韧性大;加工硬化趋势强;切削的粘附性强、导热
差。
     
       下面就数控切削对不锈钢螺纹加工的各问题提出相应的对策为大家解析。
 
      1.螺纹粗糙度差的原因及对策
        数控切削后螺纹表面粗糙度太差,鱼鳞斑状波纹及啃刀现象是不锈钢螺纹车削中最常遇到的现象,产生这些现象的原因有:
  (1)螺纹车刀两侧刃后角太小,两侧刃与后面的螺纹表面相摩擦使加工表面恶化,加工时必须考虑螺纹旋转角对两侧刃实际后角的影响。
  (2)螺纹车刀的前角太小,刃口不够锋利,切屑不能顺利地被切断,而是部分地被挤压或撕裂下来,必定造成螺纹表面非常粗糙。当前角太大时,刀刃强度削弱且容易磨损、崩裂、扎刀,更容易引起振动而使螺纹表面产生波纹。因此,应根据不锈钢的不同材质选择适当的前角。车削耐浓硫酸用不锈钢螺纹时,应比车削2Cr13不锈钢螺纹采用较小的前角,车刀两侧切削刃上应带有很窄的刃带以避免刃口迅速被磨损。切削2Cr13、1Cr17、4Cr13时,切削刃应尽可能锋利,否则就不容易达到所需的良好的表面粗糙度。
  (3)螺纹刀刀片磨钝,实际上的前角、后角由大变小,切屑在形成过程中挤压严重,使切削过程中切削力增加振动加剧,加工表面恶化严重。因此,车削不锈钢螺纹时,必须随时保持刀刃的锋利,及时更换刀头。
  (4)螺纹车刀固定不牢、刀头伸出过长、刀杆刚性不够,或者是机床精度差、主轴松动、刀架部分松动等因素都会引起振动,使螺纹表面产生波纹。因此,在操作时必须注意操作机床、刀具及工件,使系统有足够的刚性。安装车刀时,除了保证安装牢固、不能有任何松动以外,车刀刀尖应略高于工件中心0.2~0.5mm,绝不能低于中心,以免扎刀。
  (5)车削螺纹时应避免采用直进法,由于左右两侧的切屑接触长度长,容易产生振动,使刀尖承受的负荷加大,引起振动和增加排屑时的阻力,把加工表面划伤。因此,对于不锈钢螺纹的加工最好选用交叉式车削螺纹的方法。这种方法采用交替侧向进给,尤其对于大螺距螺纹、粘性材料的切削,是解决振动问题的最有效措施。由于左右交叉使用切削刃,故磨损均匀,还能延长刀具的使用寿命。
  (6)数控切削螺纹的过程中切削用量的匹配程度直接影响加工的效率。切削量过小将会使刀具加剧磨损,过大则将使刀具产生崩碎,因此进刀数和每刀进给量会对车削螺纹产生决定性的影响。为了获得最佳刀具寿命,工件直径不应大于螺纹大径0.14mm,应当避免少于0.05mm的每刀进给量。加工的总切削量应设定在0.1mm左右,第一次的切深应是刀尖半径(R)的150~200(百分号),最大不能超过0.5mm,对于奥氏体不锈钢应避免少于0.08mm的每刀进给量,内螺纹用刀尖半径小的普通刃刀片,随着刀深的缩小切削次数可能相应地增加。
 
       2.数控加工螺纹尺寸不稳定的原因及对策
  螺纹加工后,用螺纹环规测量外螺纹“通端”进不去或者出现前后松紧不一致以及“止端”部分通过等现象。产生这些弊病的原因:
  (1)螺纹牙形不对。即使螺纹中径已经达到规定尺寸,螺纹环规、塞规仍可能拧不动。
  (2)螺纹倒牙。用螺纹量规测量时,往往会出现受方向性限制的现象,也就是从一端拧过较紧,而从另一端拧过较松,甚至出现“通端”通不过而“止端”反而通过的现象。
  (3)内螺纹底径车的太小,或外螺纹底径过大,也会使得螺纹规拧不进去,这是由于车刀磨损变钝,切削过程中有挤压现象,使螺纹的外径或内径挤压出毛刺的结果。
  (4)车削直径较小的内螺纹时,因车刀刀杆受尺寸的限制刚性较差,车削过程中容易产生“让刀”,以至四部尺寸较大造成局部超差。
  (5)车削细长螺杆时,由于工件的刚性较差,车削过程中产生变形,造成螺纹上的尺寸误差。
  (6)车削薄壁工件的内、外螺纹时,工件因受力和切削温度的影响,产生局部变形,也会产生螺纹的局部超差。
因此,要解决“螺纹量规进不去”的问题,必须针对上述原因采取相应的措施,主要是从正确安装及工件装卡合适等方面着手。
 
       3.冷却润滑液在数控切削螺纹中的微妙作用
  合理地使用润滑液能改善切削条件达到事半功倍的效果。在数控切削不锈钢螺纹时应注意:要了解冷却润滑液的特殊要求
  (1)由于不锈钢的韧性大、切削不易被分离,故要求冷却液要有较高的冷却性能,以带走大量的热量。
  (2)由于粘性大、熔着性大,在切削螺纹过程中容易产生积屑瘤,故应使冷却液具有较高的润滑性能。
  (3)要求冷却液有较好的渗透性,可在切削中渗入到金属区的微细隙线中,使切屑容易断离。
  (4)还要有一定的洗涤功能
 
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