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振動攻牙軸向力與螺紋牙形精度

添加時間:2017-1-16 11:19:49    查看:

1、內螺紋精度測量方法

1.螺紋綜合測量

普通螺紋量規可以用于對內螺紋進行綜合測量。用它來控制內螺紋作用中徑最小值,單一中徑最大值。

攻牙機

由上可知,螺紋量規基本上體現了中徑合格性的判斷原則。由于螺紋量規檢驗屬于模擬裝配式的驗收方法,不但方便、可靠,而且與普通螺紋的精度要求相當,因此已成為目前實際生產中使用最普遍的驗收方式。

內螺紋量規的名稱、代號、功能、特征及使用規則見表 3.1。

 內螺紋量規的名稱、代號、功能、特征及使用規則

2.螺紋單項精度檢測

螺紋精度單項檢驗指標有五項:大徑、小徑、中徑、螺距和牙型半角。精密螺紋對這五項指標都限定了公差范圍,這五項指標相互影響,決定了配合精度,例如,內螺紋的螺距誤差較大時,只要增加中徑的下限偏差,還是能同標準的外螺紋旋合在一起,這五項指標相互影響的結果產生一個螺紋作用中徑。內螺紋的作用中徑公差帶只要在規定的范圍內,就能相互旋合,通常的螺紋精度檢驗也是檢查螺紋作用中徑,用止通規檢查,為了提高螺紋配合質量,單項指標要在規定的公差范圍內,而且螺紋的牙型要整齊。

對于小直徑內螺紋,小徑的尺寸由底孔尺寸決定,大徑的尺寸由絲錐大徑尺寸決定,中徑尚不能檢查,一般只檢查螺距粗牙型半角誤差,檢查原理如圖 3.10 所示。

內螺紋檢查原理

3.螺紋配合間隙量的測量

內螺紋是一種較為復雜的幾何實體,衡量其質量的指標主要有螺紋的精度和表面質量。從單項精度很難直觀地看出加工螺紋質量的好壞。螺紋配合的好壞在于作用中徑誤差的大小,這里采用被加工螺紋與標準外螺紋配合時的間隙量間接反映被加工內螺紋的作用中徑誤差。采用如圖 3.11 所示的配合間隙量測量法。

 螺紋配合間隙量的測量

測量方法是:首先將攻完的螺紋孔清洗干凈,并將絲錐旋入內螺紋孔中然后在絲錐的一端施加載荷,使絲錐產生偏移,根據偏移量的大小計算出螺紋的配合間隙。測量依據是,當水平載荷 P 逐漸增加時,絲錐的偏移量呈非線性急劇上升;當 P 增大到一定值時,由于絲錐與螺孔之間的間隙已經消除,此后,隨著載荷 P 的增加,絲錐與螺孔結合部和絲錐本身將發生彈性變形,載荷與變形成線性關系。將線性段直線延長,并與縱軸相交,用所得交點的縱坐標值作為衡量螺紋孔精度的綜合指標。其加載曲線如圖 3.12 所示,圖中 K 點的縱坐標即為間隙量的值。

 

 振動攻牙軸向力與螺紋牙形精度

 

4、軸向力對牙形精度的影響

 

開始攻牙時,絲錐依靠在工件上切出的 JI 螺紋側面引導前進,如圖3.13。普通攻牙屬于連續切削,軸向力相對較大。因 JI 面太小,承受不了絲錐對工件的軸向力而產生接觸變形,使絲錐的軸向前進量不足,各刃瓣滯后并在螺紋表面一側切出階臺而造成“陷切”現象。攻牙繼續進行時,在由 KJ、GH、GF、CD 等側刃、頂刃切削時產生的軸向合力 Fa(-)和由 JI、EF、AB 等側刃切削時產生的軸向合力Fa(+)未趨平衡以前,“陷切”現象將繼續產生,攻牙的“陷切”現象直接影響螺紋一側的正確成形,并使其光潔度下降。

 軸向力對牙形精度的影響

振動攻牙時,由于屬于漸進式切削,在每一個周期內的凈切削量比較小,軸向進給很小,軸向力比起普通方法的連續攻牙也要小。從而減小了攻牙中的‘陷切“現象,提高了牙形精度,降低了螺紋表面粗糙度。

根據理論分析和試驗驗證,軸向力對攻牙的影響主要有以下三個方面:

1)軸向力的增加使摩擦扭矩增加,絲錐對工件的擠壓作用增強,加上被加工材料的回彈,使得工件內部應力增加、產生缺陷,在反復的擠壓過程中,使工件螺紋表面粗糙度變差,尤其是螺紋牙頂金屬容易被撕裂脫落。

2)絲錐開始進入底孔時,只有少數幾個齒承受軸向力,因此,每個齒分擔的軸向力增加,使齒形歪向一邊,造成牙型半角誤差增大。在顯微鏡下觀察螺紋全長,入口處的螺紋質量一般都較差,隨著絲錐的切入,承受軸向力的齒數增加,每個齒承受的軸向力減小,因而牙型隨孔深的增加而逐漸趨于整齊。

3)內螺紋的每個齒槽都由絲錐上的刀齒一層一層將其切除,后一個刀齒總是在前一個刀齒的切削痕跡上進行再切削的。在沒有軸向力干擾的條件下,絲錐每轉一轉,在軸向進給一個螺距的距離;當存在軸向力時,后一刀齒在軸向力的作用下,偏離前一刀齒的痕跡,導致螺紋型面的階梯狀,表面粗糙度變差,刀齒的軌跡偏離正確型面,牙型半角誤差增大。當后一刀齒偏離過大時,刀齒的切削厚度增加,造成切削力的突然增加,容易產生崩刃和絲錐扭斷。

如圖 3.13 所示,攻牙時也存在著徑向力,普通攻牙時,徑向力的不平衡,導致絲錐的軸線相對于孔的軸線將產生偏移,使被加工的螺紋孔擴大。振動攻牙時,只要選擇合適的攻牙頻率和其它工藝參數,則可以減小徑向力不平衡所造成的精度降低。

 

5、振動攻牙徑向力對螺紋孔徑的影響

 作用在絲錐各切削刃瓣上的徑向力示意圖如圖 3.14 所示。在絲錐正常工作的條件下,由于同時工作的絲錐各切削牙切削寬度不等,使前面切削牙的切削面積大于后面切削牙的切削面積(參照圖 3.13),所以,作用在絲錐各刃瓣上的徑向力不等,也使徑向合力不等于零(FrΣ≠0),如圖 3.14 所示。因此,在攻牙時,絲錐將偏向徑向力小的一邊,絲錐的軸線相對于孔的軸線將產生偏移,導致被加工的螺孔擴大。當絲錐的切削錐長度較短,即導角較大時,各刃瓣上切削牙的切削寬度差別愈大,中徑擴大的可能性愈大。

 各切削刃瓣上的徑向力示意圖

采用振動攻牙加工的方法屬于脈動切削。雖然也會出現普通攻牙時類似的徑向合力不為零的的情況,但由于振動攻牙每個周期的進給量很小,各刃瓣所受的徑向力很小,所以各個刃瓣所受徑向力的合力就會很小,這是絲錐軸線偏離底孔軸線量很小的原因之一。另外,同樣由于振動攻牙每個周期切削金屬量很小的原因,在一個切削周期的結束階段,當徑向力的合力出現不平衡的趨向,這時,絲錐就會產生與切削運動相反的后退運動。下一個周期絲錐進入切削區,由于校正齒的作用,此時的絲錐的軸線已經調整到和底孔軸線相一致,或者偏移量很小。這是振動攻牙減小擴孔量的另一個原因。

 

 

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