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图文并茂▌深度解析螺纹磨削,再也难不住


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一:介绍螺纹磨

螺纹磨概述

螺纹磨削时,工件每转一转,机床的传动链保证砂轮沿工件轴向准确而均匀地移动一个导程。


螺纹磨床
螺纹磨削按砂轮截面形状不同分单线砂轮和多线砂轮磨削两种。单线砂轮磨削能达到的螺距精度为5~6级,表面粗糙度为Ra1.25~0.08µm,砂轮修整较方便。这种方法适于磨削精密丝杠、螺纹量规、蜗杆、小批量的螺纹工件和铲磨精密滚刀。多线砂轮(切削技术网站注:又称复线砂轮)磨削又分纵磨法和切入磨法两种。纵磨法的砂轮宽度小于被磨螺纹长度,砂轮纵向移动一次或数次行程即可反螺纹磨到最后尺寸。切入磨法的砂轮宽度大于被磨螺纹长度,砂轮径向切入工件表面,工件约转1.25转就可磨好,生产率较高,但精度稍低,砂轮修整比较复杂。切入磨法适于铲磨批量较大的丝锥和磨削某些紧固用的螺纹。磨具磨床磨削微信专业!深度!

磨具磨床磨削:定义:螺纹磨床,是指用成形砂轮作为磨具加工精密螺纹的螺纹加工机床


1特点


  • ●采用的电子齿轮箱扩大了导程范围并易于编程。

  • ●头架主轴上配有18000线角度编码器,工作台上装有光栅尺,实现闭环控制。

  • ●砂轮主轴结构采用进口高精度滚动轴承支承形式。主轴调速采用进变频器,以实现无级调速。

  • ●机床的母丝杠和横进给丝杠均采用高精度滚珠丝杠,丝杠的支承轴承及头架主轴轴承均采用进口轴承。 ●通过数控系统工件可实现轴向和径向自动分度。

  • ●采用全封闭罩壳,静电空气净化器,工作环境良好。

  • 2用途

  • 螺纹磨床主要用于机器制造业的生产车间和工具车间,以刀具厂和量具厂中生产螺纹加工工具和螺纹量具的车间中用得最多



  • 3种类

  • 万能螺纹磨床  机床布局与外圆磨床类似。工作台在床身上移动,作纵向进给运动(见机床)。砂轮架作横向进给(见图)为磨削不同导程角的工件,砂轮轴能在垂直面内转一定角度。为消除双向磨削时的换向间隙,在传动链中设有间隙消除机构。机床有铲磨机构和螺距累积误差校正机构。机床可用单线砂轮和多线砂轮磨削各种精密螺纹(如外螺纹、内螺纹、锥螺纹和多头螺纹等)。机床用途广泛,可用于加工螺纹量规、螺纹滚压轮、滚珠丝杠、滚珠螺母、蜗杆、丝锥、滚刀、螺纹铣刀和其他螺纹件,使用适当的附件还可磨削环形沟槽、齿条和搓丝板等。这种机床结构复杂,附件多,主要用于工具车间。磨具磨床磨削微信专业!深度!


二、内外螺纹磨的加工区别


一般螺纹磨床不易直接磨制,这可以说是机械磨削方法的固有弱点。那又为什么精密外螺纹可直接磨削而精密内螺纹又不易直接磨削呢?结合下列图例可予说明:


1、为了达到一定的生产率和表面粗糙度指标,砂轮承担磨削的部位要有一定的线速度。按螺纹量具的尺寸精度和表面粗糙度要求,一般线速度需达到25m/s左右。磨削外螺纹时容易做到,可取用直径较大的薄片砂轮(常用直径为400mm左右)。这样,磨头转速不.需太高,转轴也可用得较粗以具有一定的刚度,保证能平稳地运转。见图1-1,砂轮高速转动,工件低速转动同时作轴向移动,以形成螺纹。要提高到47800r/min。这样高的转速,还只能配以较细的转轴,要保持一定的运转精度已经很不容易,再加上转轴刚度较差,承受磨削力作用时易于变形和产生振摆,要加工到环规所要求的尺寸精度和表面粗糙度,就比较困难。专家微信号:2105551090

要提高到47800r/min。这样高的转速,还只能配以较细的转轴,要保持一定的运转精度已经很不容易,再加上转轴刚度较差,承受磨削力作用时易于变形和产生振摆,要加工到环规所要求的尺寸精度和表面粗糙度,就比较困难。


2、磨削内螺纹所用砂轮直径较小,极易磨钝和磨损。特别是小螺距螺纹的牙底窄,砂轮要经常整修才能保证牙形精度。操作时准确修整砂轮和重新对牙等都是比较复杂的技术。磨削外螺纹时因砂轮直径较大,相对来说磨钝和磨损都较缓慢,即使要整修砂轮和重新对牙等,操作技术上也较易解决。


3、磨m1螺纹时为了减小螺纹干涉影响,获得精确的牙形,砂轮转A需按螺旋角大小偏斜一定角度。磨削外螺纹,结构布局上容易做到,但磨削内螺纹时情况就不一样。特别在磨削直径较小、厚度与直径比值较大或螺旋角较大的工件时(如大螺距或多头螺纹),见图1-2,将会发生砂轮轴与工件人口处相碰。为了减少相碰的机会,转轴直径要取得更小,这样刚度又成问题。有些情况下不论转轴直径取得多小,入口处相碰会是不可避免。

如果按图采用砂轮转轴与工件轴线平行的磨削方式,这时可免除人口处相碰,也能磨削出内螺纹,但因存在螺纹干涉,将磨不出精确的螺纹牙形。磨削梯形及方牙内螺纹时,通常即使能把砂轮转轴偏斜一定角度,由于螺纹干涉影响较大,对某些小直径螺纹,常常不能直接磨削达到精密内螺纹所要求的几何精度和尺寸精度.磨具磨床磨削微信专业!深度!


从以上三点可知,用机械磨I1淬硬精密内螺纹会受到某些技术条件的限制.通常对于小直径环规,为了达到精度要求,不得不采用效率较低的研磨方法来弥补不足.当然一些技术和设备条件较好的单位,制造环规的最后一道工序也有直接采用磨削的,但一般仍局限在直径大于25mm的规格。而且对于硬质合金环规,即使是直径较大,由于砂轮容易磨损等原因,仍然不能直接磨削而成.


除上述典型工艺外,也有一些单位采取临时性应急措施制造环规。如调质精车不淬硬;直接车侧,表面镀铬;选择热处理变形小的材料,先调质车制,再精铰淬硬;用扩张式结构的环规等。这些方法一般都加工不到国家标准要求,共同缺点是精度差、不耐用。


要克服机械工业中的这一薄弱环节,使环规制造,从而也是使其他精密淬硬内螺纹工件的加工技术摆脱现状,能适应生产发展的需要,必m研究新的方法。电火花加工精密螺纹工艺正是在这样的生产发展形势的基础上发明出来的,螺纹中径尺寸精度能掌握在0. 004mm,表面粗糙度达到R.0. 32-0. 055m,基本上能够解决各类工厂对环规多品种、多规格的需求,而且可立足于本单位自行配套生产。不仅如此,还能够方便地加工各种使用寿命比淬硬钢长20-30倍的硬质合金环规:因此,也就为在工业生产中推广采用硬质合金螺纹量规创造了良好的条件。


三、磨削螺纹常遇见的问题及应对措施

提示:

①质量问题:表面烧伤 主要原因是由于磨削时磨削液供给不充足 磨削过程中,除了在砂轮与工件接触处正确喷注足够的磨削液外,还可采取下列措施:(1)使用较软和粒度较粗的砂轮;(2)降低砂轮转速,增加工件速度;(3)用油作为磨削液,其中硫化油效果较好;(4)减少背吃刀量;(5)砂轮用钝后,要及时修整,并注意校平衡 ②质量问题 专家微信号:2105551090


1①质量问题:表面烧伤


主要原因是由于磨削时磨削液供给不充足

磨削过程中,除了在砂轮与工件接触处正确喷注足够的磨削液外,还可采取下列措施:

(1)使用较软和粒度较粗的砂轮;(2)降低砂轮转速,增加工件速度;(3)用油作为磨削液,其中硫化油效果较好;(4)减少背吃刀量;(5)砂轮用钝后,要及时修整,并注意校平衡磨具磨床磨削微信专业!深度!

2②质量问题:表面有波纹


表面出现波纹的主要原因有:

(1)砂轮平衡得不好;

(2)磨头主轴有偏斜;

(3)前后顶尖位置不当,两者同心性误差大,顶紧工件刚性不够;

(4)传动齿轮精度不高;

(5)电动机有振动;

(6)基础承受力不够,或者地脚螺栓已松开;

(7)工件外圆偏摆大,或者精磨时背吃刀量太大

根据工件表面出现波纹原因,采取适当措施,加以改进

3③质量问题:表面发暗

工件表面发暗的主要原因,是工件和砂轮的圆周速度太低,磨削中砂轮与工件之间产生挤压而代替了磨削

需要提高工件和砂轮的圆周速度


4④质量问题:表面撕伤


主要是因为磨削液太脏,带有切屑等杂质,这些杂质从冷却系统带入砂轮与工件之间,就使工件表面受伤磨削液要定期更换

5⑤质量问题:螺纹螺距误差超差

一般是由于以下原因引起的:

(1)磨床头架主轴的回转精度差,造成径向跳动大和轴向窜动大。尤其是轴向窜动影响较大,会直接地反映在螺纹螺距上

(2)头架主轴上各传动元件(如齿轮、蜗轮等)的运动误差和安装误差大

(3)母丝杠的径向跳动和轴向窜动量大。轴向窜动将1:1地反映在工件上;径向跳动的影响与丝杠的牙型半角有关,牙型半角越小,影响越小

(4)丝杠螺母系统精度低,受本身的制造误差的影响

(5)中心孔质量差,造成装夹基准不稳定,磨削过程中工件有跳动现象

(6)使用专用装置(工具)磨螺纹时,专用装置制造精度差

(7)交换齿轮本身的齿距累积误差大和安装交换齿轮方法不正确

(8)磨削多线螺纹时分线不准确

(9)原材料中的局部缺陷(如硬点、软点等)或其他偶然不稳定因素



根据出现问题的原因,采取改进措施,进行解决原因(1)~(7)在磨削螺纹时容易造成周期性螺距误差△P1(图a),而原因(9)容易造成局部性螺距误差△P2(图b

a)周期性螺距误差

b)局部螺距误差


6⑥质量问题:螺纹中径超差




加工基准没找正好,工件中径对中心线超差

应仔细找正基准

磨削热变形的影响

磨床起动后,由静止状态进入运转状态,电动机、液压系统、各零部件都会产生热量,经过一段时间的运转,热变形情况就会稳定和受热。从实践中测试证明,在磨床起动70 min后,温升达到13~ 15℃即不再升高(允许温升为20℃),热变形对砂轮架进退重复精度的影响约在磨床开动90min后才能稳定下来,显然,在热稳定前进行精磨是不容易控制尺寸精度的

为此,对精密螺纹工件的精磨放在磨床开动1.5~ 2h后进行,是有利于解决和改善螺纹中径超差问题的

磨床精度的影响

磨床导轨的几何精度和接触斑点、纵向工作台纵向运动精度、丝杠和螺母配合间隙等都会对螺纹中径造成影响,所以,应注意对螺纹磨床的维修和调整,使各部件运动平稳,振动小

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