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车削蜗杆对产生振纹的原因及控制方法


      车削蜗杆时,由于机床间隙、刀具刃磨及切削用量等方面的原因,而产生振纹,从而影响加工质量,本文从常见的几方面对产生振纹的原因及控制方法进行了阐述。
  
  1机床运动部分间隙的影响及控制
  
  (1)机床主轴间隙过大:机床在长期使用过程中,机床主轴轴承的内圈发生磨损,而产生间隙,使机床主轴跳动,在切削力作用下主轴间隙发生变化而产生振纹。
  
  CA6140车床主轴前、后轴支撑采用的是双列短圆柱滚子轴承,其内圈内锥孔与主轴轴颈处锥面配合,当轴承磨损致使其径向间隙增大,则可以通过调整主轴轴颈相对内圈间的轴向位置来调整主轴的间隙,提高主轴的旋转精度、刚度和抗振性,以减小蜗杆车削过程中对表面粗糙度的影响。
  
  (2)床鞍与床身导轨的配合间隙过大:车削蜗杆过程中,在切削力作用机床床鞍在平移过程中发生窜动,而在蜗杆表面产生振纹。
  
  如果在车削蜗杆过程中,床鞍发生窜动,应调整床鞍下方的调整垫铁,使床鞍与导轨之间的配合间隙减小,以增大床鞍移动时的摩擦力,减少床鞍窜动的可能性。注意,调整此间隙时不能调整的过紧,以用手能够平稳摇动床鞍为宜,此时能有效提高床鞍与床身导轨之间的联接刚性,减小由于床鞍窜动而引起的振纹。
  
  (3)中、小滑板丝杠与丝杠螺母配合间隙大:在蜗杆车削时,出现时而车削时而不切削的现象(断续状态),这是由于丝杠与丝杠螺母间存在间隙产生让刀,如果这种现象不及时消除,易引发振动从而导致振纹的出现。
  
  在车削蜗杆前应调整中、小滑板的丝杠与丝杠螺母的间隙,调整时以转动滑板每圈有0.5mm的间隙量为宜,同时调整滑板的镶条,以增强滑板与导轨的联接刚度,调整量为以手动转动手柄能够感觉到间隙量的存在为宜。
  
  通过对机床主轴、床鞍与导轨间隙及中、小滑板的间隙调,可以有效的提高机床运动部分的刚性及运动精度,能够有效的减小蜗杆车削加工中产生振纹的情况。
  
  2工件系统刚性的影响及控制
  
  由于蜗杆的导程大、牙槽深,切削面积大,则要求工件安装在机床上要有足够的刚性,来抵抗切削力的作用,否则,在切削过程中由于工件系统刚性差,易产生振动,而在蜗杆表面出现振纹。因此在蜗杆粗加工过程中常采用一夹一顶的方式来装夹工件,以保证工件系统具有足够的刚性,防止工件发生旋转和振动。同轴度要求较高的蜗杆轴若选择两顶尖装夹时,在切削过程中注意背吃量要很小,以防止工件在切削力作用工件系统发生振动或变形、脱落。
  
  3刀具刃磨与安装的影响及控制
  
  在车削轴向直廓蜗杆时,由于蜗杆的导程角大,蜗杆刀具安装到机床上后,参与切削的刀具各角度由原来的静止角度转变为工作角度,各切削刃的前角和后角发生变化,如果在刀具刃磨时没有充分考虑蜗杆导程角的影响,则在切削蜗杆的过程中,蜗杆刀具的后刀面与蜗杆齿壁将发生巨烈摩擦,而产生振动,在蜗杆齿壁上出现振纹。
  
  为防止在蜗杆车削出现刀具与蜗杆齿壁发生摩擦的现象,在刀具刃磨时即要保证各切削刃平直、锋利,同时也应考虑导程角(Ψ)的影响。因此,在刀具刃磨时,应使进给方向的后角增大,加上一个导程角(Ψ),即进给方向后角变为(3°~5°)+Ψ,以减小进给后面与蜗杆齿壁的摩擦,防止出现振动;为提高蜗杆刀具的刚性,减小蜗杆背离进给方向后刀面与蜗杆齿壁发生摩擦,而在背离进给方向的后角应减去一个蜗杆的导程角(Ψ),即背离进给方向后角变为(3°~5°)-Ψ。
  
  蜗杆车刀在车削过程中,由于工件切削面的变化,导致工件基面也发生了变化,为保证各切削刃的前角都为正值,则应在背离进给方向切削刃的前刀面上修磨出一个前角,其前角大小应为(15°~20°)+Ψ;而在进给方向切削刃的前刀面上修磨出一个(15°~20°)-Ψ的前角,从而保证了切削过程中,各切削刃的前角均为正值,使切削顺畅,不易产生振动,从而减小振纹产生的可能性。

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