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振动攻牙轴向力与螺纹牙形精度

添加时间:2017-01-16 11:19:49    查看:

1、内螺纹精度测量方法

1.螺纹综合测量

普通螺纹量规可以用于对内螺纹进行综合测量。用它来控制内螺纹作用中径最小值,单一中径最大值。

攻牙机

由上可知,螺纹量规基本上体现了中径合格性的判断原则。由于螺纹量规检验属于模拟装配式的验收方法,不但方便、可靠,而且与普通螺纹的精度要求相当,因此已成为目前?#23548;?#29983;产中使用最普遍的验收方式。

内螺纹量规的名称、代号、功能、特征及使用规则见表 3.1。

 内螺纹量规的名称、代号、功能、特征及使用规则

2.螺纹单项精度检测

螺纹精度单项检验指标有五项:大径、小径、中径、螺距和牙型半角。精密螺纹对这五项指标都限定了公差?#27573;В?#36825;五项指标相互影响,决定了配合精度,例如,内螺纹的螺距误差较大时,只要增加中径的下限偏差,还是能同标准的外螺纹旋合在一起,这五项指标相互影响的结果产生一个螺纹作用中径。内螺纹的作用中径公差带只要在规定的?#27573;?#20869;,就能相互旋合,通常的螺纹精度检验也是检查螺纹作用中径,用止通规检查,为了提高螺纹配合质量,单项指标要在规定的公差?#27573;?#20869;,而且螺纹的牙型要整齐。

对于小直径内螺纹,小径的尺寸由底孔尺寸决定,大径的尺寸由?#23380;?#22823;径尺寸决定,中径尚不能检查,一般只检查螺距粗牙型半角误差,检查原理如图 3.10 所示。

内螺纹检查原理

3.螺纹配合间隙量的测量

内螺纹是一种较为复杂的几何实体,衡量其质量的指标主要有螺纹的精度和表面质量。从单项精度很难直观地看出加工螺纹质量的好坏。螺纹配合的好坏在于作用中径误差的大小,这里采用被加工螺纹与标准外螺纹配合时的间隙量间接?#20174;?#34987;加工内螺纹的作用中径误差。采用如图 3.11 所示的配合间隙量测量法。

 螺纹配合间隙量的测量

测量方法是:首先将攻完的螺纹孔清洗干净,并将?#23380;?#26059;入内螺纹孔中然后在?#23380;?#30340;一端施加载荷,使?#23380;?#20135;生偏移,根据偏移量的大小计算出螺纹的配合间隙。测量依据是,当水平载荷 P 逐渐增加时,?#23380;?#30340;偏移量呈非线性?#26412;?#19978;升;当 P 增大到一定值时,由于?#23380;?#19982;螺孔之间的间隙已经消除,此后,随着载荷 P 的增加,?#23380;?#19982;螺孔结合部和?#23380;?#26412;身将发生弹性变形,载荷与变形?#19978;?#24615;关系。将线性段直线?#26144;ぃ?#24182;与纵轴相交,用所得交点的纵坐标值作为衡量螺纹孔精度的综合指标。其加载曲线如图 3.12 所示,图中 K 点的纵坐标即为间隙量的值。

 

 振动攻牙轴向力与螺纹牙形精度

 

4、轴向力对牙形精度的影响

 

开始攻牙时,?#23380;?#20381;靠在工件上切出的 JI 螺纹侧面引导前进,如图3.13。普通攻牙属于连续切削,轴向力相对较大。因 JI 面太小,承受不了?#23380;?#23545;工件的轴向力而产生接触变形,使?#23380;?#30340;轴向前进量不足,各刃瓣滞后并在螺纹表面一侧切出阶台而造成“陷?#23567;?#29616;象。攻牙继续进行时,在由 KJ、GH、GF、CD 等侧?#23567;?#39030;?#26143;?#21066;时产生的轴向合力 Fa(-)和由 JI、EF、AB 等侧?#26143;?#21066;时产生的轴向合力Fa(+)未趋平衡以前,“陷?#23567;?#29616;象将继续产生,攻牙的“陷?#23567;?#29616;象直接影响螺纹一侧的正确成形,并使其光洁度下降。

 轴向力对牙形精度的影响

振动攻牙时,由于属于渐进式切削,在每一个周期内的净切削量比较小,轴向进给很小,轴向力比起普通方法的连续攻牙也要小。从而减小了攻牙?#26800;摹?#38519;?#23567;?#29616;象,提高了牙形精度,降低了螺纹表面粗糙度。

根据理论分析和试验验证,轴向力对攻牙的影响主要有以下三个方面:

1)轴向力的增加使摩擦扭矩增加,?#23380;?#23545;工件的挤压作用增强,加上被加工材料的回弹,使得工件内部应力增加、产生缺陷,在反复的挤压过程中,使工件螺纹表面粗糙度变差,尤其是螺纹牙顶金属容易被撕裂脱落。

2)?#23380;?#24320;始进入底孔时,只有少数几个齿承受轴向力,因此,每个齿?#20540;?#30340;轴向力增加,使齿形歪向一边,造成牙型半角误差增大。在显微镜下观察螺纹全长,入口处的螺纹质量一般都较差,随着?#23380;?#30340;切入,承受轴向力的齿数增加,每个齿承受的轴向力减小,因而牙型随孔深的增加而逐渐趋于整齐。

3)内螺纹的每个齿槽?#21152;傷孔?#19978;的刀齿一层一层将其切除,后一个刀齿总是在前一个刀齿的切削痕迹上进行再切削的。在没有轴向力干扰的条件下,?#23380;睹孔?#19968;转,在轴向进给一个螺距的距离;当存在轴向力时,后一刀齿在轴向力的作用下,偏离前一刀齿的痕迹,导致螺纹型面的阶梯状,表面粗糙度变差,刀齿的轨迹偏离正确型面,牙型半角误差增大。当后一刀齿偏离过大时,刀齿的切削厚度增加,造成切削力的突然增加,容易产生崩刃和?#23380;?#25197;断。

如图 3.13 所示,攻牙时也存在着径向力,普通攻牙时,径向力的不平衡,导?#28388;孔?#30340;轴线相对于孔的轴线将产生偏移,使被加工的螺纹孔扩大。振动攻牙时,只要选择合适的攻牙频率和其它工艺参数,则可以减小径向力不平衡所造成的精度降低。

 

5、振动攻牙径向力对螺纹孔径的影响

 作用在?#23380;?#21508;切削刃瓣上的径向力示意图如图 3.14 所示。在?#23380;?#27491;常工作的条件下,由于同时工作的?#23380;?#21508;切削牙切削宽度不等,使前面切削牙的切削面积大于后面切削牙的切削面积(参照图 3.13),所以,作用在?#23380;?#21508;刃瓣上的径向力不等,也使径向合力不等于零(FrΣ≠0),如图 3.14 所示。因此,在攻牙时,?#23380;?#23558;偏向径向力小的一边,?#23380;?#30340;轴线相对于孔的轴线将产生偏移,导致被加工的螺孔扩大。当?#23380;?#30340;切削锥长度较短,即导角较大时,各刃瓣上切削牙的切削宽度差别愈大,中径扩大的可能性愈大。

 各切削刃瓣上的径向力示意图

采用振动攻牙加工的方法属于脉动切削。虽然?#19981;?#20986;现普通攻牙时类似的径向合力不为零的的情况,但由于振动攻牙每个周期的进给量很小,各刃瓣所受的径向力很小,所以各个刃瓣所受径向力的合力就会很小,这是?#23380;?#36724;线偏离底孔轴线量很小的原因之一。另外,同样由于振动攻牙每个周期切削金属量很小的原因,在一个切削周期的结束阶段,当径向力的合力出现不平衡的趋向,这时,?#23380;?#23601;会产生与切削运动相反的后退运动。下一个周期?#23380;?#36827;入切削区,由于校正齿的作用,此时的?#23380;?#30340;轴线已经调整到和底孔轴线相一致,或者偏移量很小。这是振动攻牙减小扩孔量的另一个原因。

 

 

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