簡述數控車床螺紋加工的常見故障及排除

王闖

摘要：數控車床與傳統車床相比，不僅加工精度高，自動化程度高，而且生產效率高，能夠通過多坐標聯動的方式對一些復雜形狀的零件進行加工。但數控車床本身屬于高精密設備，在進行螺紋加工的過程中，受各種因素的影響，可能出現一些故障和問題，需要技術人員及時進行排除。

關鍵詞：數控車床；螺紋加工；常見故障；排除

中圖分類號：TG519 文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487 （2018） 01-0116-02

1 扎刀故障

導致扎刀故障的原因有很多，需要針對不同的故障原因，采取不同的應對策略：一是對于車刀前角過大的情況，應該適當縮減車刀前角，利用數控車床絲桿間隙的自動補償功能，對機床X軸絲桿間隙進行補償；二是對于車刀安裝高度不合理的問題，應該根據數控車床的相關技術規范，對車刀高度進行適當調整，確保刀尖能夠與工件軸線保持等高，在粗車與半精車的過程中，需要確保刀尖位置較工件中心位置高出被加工工件直徑的1%左右；三是工件裝夾不牢靠，其本身剛度無法承受加工時的切削力，較大的撓度導致車刀與工件中心高度改變，可以通過尾座頂尖等方式，確保工件裝夾牢固，提升其剛性；四是車刀磨損嚴重，需要及時對車刀進行修磨或者更換。

2 亂牙故障

在利用數控車床進行螺紋加工時，如果主軸角位移與Z軸進給之間不同步，則會引發亂牙故障。以安裝有FaNUC Oi系統的數控車床為例，因其采用了變頻器作為主軸調速裝置，針對不同負載，主軸會出現不同的啟動時間、啟動速度以及轉速，可能導致其在起始階段無法實現與進給的同步，繼而引發亂牙現象。

對于亂牙故障的排除，可以從編程和工藝2個方面分析：一是編程方面，可以在主軸正轉指令和螺紋加工指令之間，增加相應的暫停指令，等待主軸轉速穩定，然后再進行螺紋加工，保證加工效果；二是工藝方面，可以適當改變螺紋加工起始點，設置3～5 mm左右的前導距離，確保刀具與工件接觸時主軸轉速已經穩定[1]。

3 加工精度不足

螺紋加工對于精度有著較高的要求，對螺紋加工精度不足的原因進行分析，可能是車刀刃口不光滑、切削液使用不當，或者切削速度與工件材質不匹配，也可能是電動機動態響應速度慢，或者主軸與進給伺服參數設置不當、脈沖編碼器連接松動等。

在對故障進行排除時，一是應該做好加工前的檢查工作，確保車刀完整，安裝牢固，切削液選擇恰當，并根據待加工工件的材質，設置好車床切削速度；二是應該對伺服電機進行優化選擇；三是應該保證主軸與脈沖編碼器的剛性鏈接，按照1：1的比例進行安裝；四是需要對設置在伺服電動機上的脈沖編碼器進行檢查，做好固定工作；五是做好伺服參數調整，尤其需要對其中的積分增益、比例增益和加減速時間常數等進行調整。

4 編程故障

若編程人員在對數控車床系統進行編程時，沒有設置正確的程序，必然會對后期輸出參數產生影響，繼而導致螺紋加工中的相關指令無法正常實施。同樣，如果車刀安裝位置出現偏差，則會導致車刀中心線無法與零件中線保持垂直位置關系。

而技術人員想要從根源上對編程故障進行排除，需要積極參與相應的技能培訓，不斷提升自身的專業素養和編程水平，同時依照相關規范提供的編程操作流程，嚴格進行編程操作，確保編程效果。

5 表面粗糙

導致螺紋表面粗糙的原因：一是在長期加工過程中，切削下的金屬碎屑在刀尖聚集形成積屑瘤；二是刀柄本身剛度不足，在切削加工時振動幅度過大；三是高速切削過程中，切削厚度不足或者切屑向著傾斜方向排出，將已經加工完成的牙側表面拉毛；四是工件本身剛性較差，切削用量偏大；五是車刀表面粗糙度相對較差。

對于螺紋表面粗糙故障的排除，同樣需要針對不同的原因，采取不同的應對措施：一是應該做好車刀檢查工作，清除表面存在的雜質，同時在以高速鋼車刀進行切削加工時，應該適當降低切削速度，做好切削液選擇，盡量避免出現積屑瘤；二是可以通過適當增加刀柄截面，減少刀柄伸出長度的方式，提升其剛性，對其振動幅度進行控制；三是在進行螺紋加工時，最后一刀的切削厚度通常應該超過0.1mm，確保切屑能夠沿垂直軸線方向排出；四是應該根據工件本身的材質，設置好切削用量，避免出現切削用量過大或者過小的問題；五是應該根據待加工工件的材質，對切削刀具進行選擇，確保刀具切削刃口的表面粗糙度較工件本身的表面粗糙度低2～3個檔次[2]。

6 結束語

總而言之，雖然數控車床在工件加工方面具有非常顯著的優點，但其在使用過程中，依然會受到各種因素的影響而出現相應故障，需要操作人員與技術人員做好故障現象分析，結合數控車床的工作原理，找出可能引發故障現象的原因。

參考文獻

[1] 胡仁平.數控車床螺紋加工故障診斷與維修[J].科技創新與應用，2012 （33）：94.

[2] 丁宇，數控車床加工螺紋常見故障及解決方法[J].現代制造技術與裝備，2017 （2）：113-114.

[3] 汪小寶.數控車床螺紋加工原理及故障分析[J].科技風，2012 （6）：109.