黄玉同 黄文静
中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司
【摘要】本文主要介绍外螺纹加工的常见问题和螺纹收尾加工毛刺的去除,及对应问题的解决方法,规范外螺纹加工操作流程。提高零件质量和生产效率;
关键词:螺纹毛刺 螺纹倒角 光整加工
1 普通螺纹车削加工特点
螺纹数控加工不同于轮廓加工,其特点表现为:螺纹加工属于成型加工,同时参加的切削刃较长,易出现啃刀、扎刀现象,一般均需多刀切削完成;螺纹加工的牙型及牙型角基本由刀具形状保证,因此刀具的形状与正确的安装直接影响螺纹牙型质量。
2 普通螺纹毛刺产生的原因及部位
在螺纹加工时,在螺纹部位头、尾处因不足以形成一个完整牙形而产生螺纹毛刺,一般约有1/3倍螺距的长度,毛刺一般会由于切削力、残余应力的影响而发生弯曲变形。
3 普通螺纹加工刀具推荐选择
螺纹加工推荐刀具为成型螺纹刀片,以硬质合金材料为主,具体分为钨钴类硬质合金(YG)、钨钴钛类(YT)和通用硬质合金类(YW)三大类。YG硬质合金类适合加工有色金属材料,YT类硬质合金适合加工碳钢或合金类材料,二YW类硬质合金可加工铸铁、有色金属和钢类等。
4 普通螺纹切削刀片分类及选择
1) 60oV牙型刀片:如图所示,这种刀片适用于各种不同的螺距,可以减少刀具库存数量。但螺纹切削时不能切削牙顶,螺纹切削前需将螺纹外径切削刀正确直径,牙底和牙侧通过刀片成形。该类型刀片由于切削压力降低适用于加工螺纹过程中振动较大时。加工后的外螺纹牙型会产生毛刺和尖边,需要单独去除。
2)全牙型刀片:螺纹切削时可切削处包括牙顶在内的整个螺纹牙型,现场也称为为带修光刃刀片。使用这种刀片切制外螺纹时能够很好的控制螺纹的几何特性。因为牙底与牙顶之间的距离能够很好的控制,随着刀片同时加工出牙底和牙顶,进而可去除螺纹牙形毛刺,但这种刀片只能切削一种螺距且切削压力较大。
全牙型刀片的修光刃作用为去除螺纹尖边形成的毛刺及加工过程中产生的积屑瘤,起到螺纹尖边毛刺的去除作用。加工时推荐选用标准带有螺纹修光刃刀片。带有螺纹修光刃刀片在切削时受螺纹外径尺寸影响较大,实际操作时螺纹外径加工需留余量0.05mm。
5 普通螺纹加工流程、加工参数推荐及常见问题解决
5.1 普通外螺纹加工方法
1)直进法
车削时,螺纹车刀沿X方向间歇进给切削至牙底槽处,同时达到所要求的尺寸和表面粗糙度,这种方法称为直进法。直进法车螺纹可以得到比较准确的牙型,但是车刀刀尖全参加切削,切削力较大,而且排屑困难。因此在切削时,两侧切削刃易磨损,螺纹不易车光,容易产生“扎刀”现象,螺纹中径误差大,螺纹牙型容易受刀具挤压变形产生毛刺。
2)斜进法
车削时,螺纹车刀沿牙型角斜向间歇进给车削至牙底槽处,同时达到所要求的尺寸和表面粗糙度,这种方法叫斜进法。由于斜进法为单侧刃加工,切削刃容易磨损,使加工的螺纹面不直,另外刀尖角易发生变形,而造成牙型精度误差过大。但由于其为单侧刃工作,刀具负载较小,排屑容易,并且背吃刀量为递减式。斜进法适合螺纹的粗加工,加工后必须用左右切削法精车螺纹才能使螺纹两侧都获得较高的表面粗糙度。
5.2 螺纹加工流程
5.2.1螺纹外径和螺纹退刀槽加工
1)粗加工轮廓外径留加工余量0.1mm~0.15mm;
2)加工螺纹退刀槽并留加工余量0.1mm~0.15mm;
3)使用后角较大(让开倒角位置)的精车刀加工螺纹外径、螺纹倒角及螺纹退刀槽至尺寸。
5.2.2.螺纹粗加工
1)根据机床型号选择相应程序编程;
2)根据加工工件材料确定机床主轴转速;
5.2.3螺纹精加工
螺纹加工后按螺纹全牙型重新走刀,加工螺纹及退刀槽和倒角,消除加工过程中因螺纹形变出现的毛刺尖边等缺陷。
5.2.4螺纹加工后的检验
普通螺纹的检查一般包括螺距、螺纹大径、螺纹中径、螺纹收尾尖边等,目前公司检测方式分为单项检查和综合检查。单项检查是用量具对上述螺纹几何参数中的某一项进行分项检查,如投影检查螺纹牙型、螺纹角度样板检查牙型、螺纹千分尺测量螺纹中径、三针测量螺纹中径、通用量具检查螺纹外径等。综合测量是指对螺纹各项几何参数进行综合测量,如螺纹环规等。
5.3螺纹切削用量推荐
6 堵头、螺塞、螺堵等螺纹收尾处毛刺的光整加工
外螺纹去毛刺主要用以下方式:
1.用软布包住夹持端后,将零件装在钻床上,用砂布及抛光纸对螺纹表面及首尾进行抛光处理。
2.零件进行光整机修整,用φ1mm镐球和等边三角型4.5mm棕钢玉石,比例按20:1配制,装约2/3桶,每桶放一零件(防止因放零件多而互相碰撞损伤零件),滚磨后用压缩空气吹干,正常清洗零件即可。
7 毛刺的检查
7.1零件的清洁
当检查毛刺时,零件的清洁是非常重要的。如果不进行清洁,加工零件上的污染物将增加毛刺检验的难度。当有脏物或者其它污染物时,毛刺很可能被忽略或产生疑惑。在检查零件毛刺之前,应按照有关要求正确清洗。
7.2检视的方向
当从一个单一方向检视时,本可容易被发现的毛刺可能被忽视。当检查毛刺时,较好的方法是从不同的方向和角度去检视零件。一般而言,不应该垂直向下检视零件,而应该以与要检查的边界或者表面成30°60°的视线来检视零件。
7.3合适的光源
对毛刺准确的视觉判定需要合适和充足的光源。相似于零件检视的视线要求,光线也应该与要检查的表面成30°60°的角度。所使用的光源的强度、类别、颜色和角度应该根据零件的尺寸、形状、材料和细节来进行规定。
7.4合适的仪器
使用10倍的放大镜检查毛刺。
如果一个疑似毛刺在最大为10倍的放大镜下是可见的,并且它可能断裂松动,则判定该处为毛刺,必须去除。当判定毛刺出现争议时,应用20倍放大镜进行判定。
7.5毛刺检查方法
参考文献
【1】《机械加工工艺手册》 机械工业出版社, 2003年;
【2】《数控编程与操作技术》,冶金工业出版社,2008年;
【3】《数控机床刀具及其应用》 化学工业出版社,2005年;