螺紋振刀解決方案20121227

1、曹瑛瑾西安航空發(fā)動機集團公司 商泰機械公司 郵編710021內(nèi)容摘要：加工API螺紋過程中，通常出現(xiàn)螺紋振刀現(xiàn)象。本文對這一現(xiàn)象做了詳細的分析，通過調查研究，制定出解決該難題的方案，取得明顯的效果。關鍵詞： API螺紋 中心架 主軸轉速 進刀方式 刀桿直徑0 引言接頭類T1010391和10036395零件的難點在于API螺紋的加工，螺紋的質量影響緊密距的測量值。在API螺紋的檢測中，零件的合格與否，緊密距是極其重要的一項參數(shù)。API螺紋表面振刀，嚴重影響緊密距的測量。經(jīng)過返修后的零件，測量緊密距仍有可能不合格而被判為廢品的現(xiàn)象，嚴重影響產(chǎn)品的按時交付。 1 原因分析零件結構形狀 （見圖1：）

2、 從圖1可以看出零件長度為555mm,最大直徑為244mm,兩端螺紋最大中徑、長度分別為：180mm、135mm左右，屬于較難加工零件，加工時懸臂長，容易引起震動。圖1零件材料 零件材料牌號：DNM140, 屬于高強度無磁不銹鋼料。在國內(nèi)較為罕見，應用的領域沒有普通不銹鋼廣泛，國家標準和ISO都沒有收錄此類材料的相關信息，歐美等國有各自不同的牌號和標準。加工這種無磁不銹鋼，切削力大、切削溫度高、刀具磨損快、表面質量不易保證等，屬于難加工材料。2 解決措施設 備 一般情況下，加工設備的剛性也是產(chǎn)生切削震動的原因之一。加工此類零件往往采用數(shù)控車床，但車床的大小、定位精度以及幾何精度，適合不適合零件

3、加工，是我們工藝安排需要考慮的?，F(xiàn)場使用的設備型號為CKA6150數(shù)控臥式車床（加工范圍500×1500，精度：5um），從規(guī)格、精度上均可滿足加工，但在選擇機床時，針對該零件應選擇剛性好的設備。刀具材料 車削中刀具材料種類較多，有高速鋼、硬質合金、涂層硬質合金。此零件材料為無磁不銹鋼，目前選用的刀具材料為普通硬質合金?，F(xiàn)考慮此材料的切削力大、切削溫度高、刀具磨損快、表面質量不易保證等因素，改用涂層硬質合金刀具。（山高ER4API404、PVD鍍層材質）見圖2，通過實驗，該刀片大大提高材料的切削性能。 圖2進刀方式將螺紋半精加工的切削進刀方式由原先的徑向進刀（見圖4）改為沿齒側面交替

4、進刀（見圖5）。由于API螺紋螺距較大以及粗加工是切削量大，采用沿齒側面交替進刀的方式能有效的消除振動，齒間有足夠的空間使鐵屑向左右方向流出，切削刃承受的壓力小，使刀具切削狀態(tài)穩(wěn)定，切屑刃左右側面及后刀面磨損減少。有利于保證螺紋表面光潔度質量。 圖4 圖5主軸轉速在車削螺紋時，車床的主軸轉速將受到螺紋的螺距（或導程）大小，驅動電機的升降頻率特性及螺紋插補運算速度等多種因素影響，故對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，推薦有不同的主軸轉速選擇范圍，大多數(shù)車床的數(shù)控系統(tǒng)推薦車螺紋時的主軸轉速計算如公式：n1200/p-k（式中P是螺紋的螺距，K是保險系數(shù)，一般為：80）將主軸轉速由40n/min調整為：60n/mi

5、n。刀 桿產(chǎn)品長度及螺紋長度比較長，當加工到螺紋時，在切削力的作用下，零件會出現(xiàn)振動，加之刀具、刀桿不合適，從而使振刀現(xiàn)象加劇，很容易影響到螺紋的精度和粗糙度。對于如此長的螺紋僅刀片滿足切削性能是不夠的，刀桿也需要有一定的剛性，才能保證螺紋相關技術要求。以前加工螺紋是選用的刀桿，為普通刀桿（見圖3右），加工時螺紋振刀明顯。當采用山高刀桿（見圖3左），特點是采用高強度合金鋼制成，刀片帶有保護涂層、剛性足等優(yōu)點。加工時將刀桿伸出刀座的長度控制在不超過刀桿截面的1.5倍，以增加刀桿剛性，從而減少振動。 圖3：山高刀桿（左） 普通刀桿（右）中心架加工螺紋時 ，一般情況下采用中心架支撐， 但對于比較長的

6、零件，使用一個中心架往往會產(chǎn)生振動。因此，為最大限度減小振動，在零件適當?shù)奈恢迷僭黾?個中心架（如下圖）。當采用兩個中心架共同支撐零件，并且中心架的支撐部件全為尼龍棒，加工出的螺紋表面振刀現(xiàn)象明顯減輕許多。實踐表明一個中心架不如采用2個中心架，這樣既增加零件的剛性，又減少加工振動，從而減輕或者消除加工后螺紋表面的振紋?？梢哉f而改為兩個中心架支撐同一零件是有效的減輕螺紋振刀的方法。3 結束語 通過上述產(chǎn)生螺紋振刀現(xiàn)象的原因論分析與改進，有效的將加工時螺紋振刀這一現(xiàn)象得到控制。如今在數(shù)控車床（型號：CKA6150、系統(tǒng)：FANUC）加工后的接頭類零件兩端螺紋表面幾乎無振刀現(xiàn)象，改進后使每月產(chǎn)出量由15件增加為30件，有效的保證了產(chǎn)品的正常交付，給公司帶來了明顯的經(jīng)濟