精车螺纹是不淬火丝杆的后工序。精密丝杆螺纹精度的几个主要批标是螺距、中径、牙形半角以及表面光洁度等,都要在这道工序中得到保证。精车螺纹工序的误差分析是机械加工中工艺系统尺寸链及运动链综合分析的一个典型实例。
精密丝杆螺纹加工误差分析基础:螺线三角形与螺距误差:螺距误差可以通过螺纹在平面上的展开图----螺线三角形来表示。准确无误的螺纹表面,在螺线三角形中,应该反映出有一固定的斜边。
事实上加工后的螺纹表面,总是有误差的。实际螺线三角形的斜边,也不是一根理想的直线。如用丝杆动态测量记录器把精密丝杆螺线各点记录下来。就会发现它是由多种误差形式组成的。分析螺旋面的曲线,螺距误差大致可分为三种情况:1)局部性误差;2)周期性误差;3)渐进性误差。
机床主轴径向跳动及轴向窜动是破坏原定工艺系统理想运动的一项重要因素。和母丝杆轴向窜动相类似,主轴的轴和窜动,也会给被加工丝杆的螺距带来一定的周期性误差。所不同的是,只是母丝杆造成的周期性误差只有在i大于等于1时,才形成工件的内螺距误差,而主轴则不论传动比i等于什么数值,它都属于内螺距误差。
由于这一原因,对精密丝杆车床,必须来严格限制主轴的轴向窜动量在0.002MM以内。便是要取得好的效果,精密丝杆车床不论是主轴还是母丝杆,它们的轴和窜动,应该要控制在0.001MM。至于主轴的径向跳动,也会使被加工丝杆产生周期性误差。因此,主轴径向跳动对螺距误差的影响比其轴向窜动的影响小得多。但是由于精车外圆在尺寸及形状上的要求在机床标准中仍规定:精密车床主轴的径向跳动要限制在0.005MM以下。
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精密丝杆螺纹的旋风切削,某些精密丝杆工艺,由于其批量为中批即大批生产,螺纹的粗加工和半精加工都采用高速旋风切削一次解决。旋风切削是一种高速的切削方法。切削时,装有一组硬质合金螺纹刀具(一般为4把)的刀盘做高速旋转(主运动)工件慢速旋转,刀盘沿工件轴向移动(进给运动),工件每旋转一周,刀盘即轴向移动一个螺距。
因为工件套在刀盘以内,所以这种加工方法又称为内旋风切削法。一般采用一次走刀完成切削,当螺距大于6mm时,则采用2次或3次走刀。旋风切削螺纹精度比较低的原因,一方面因为旋风头的回转轴线与工作轴线有一交角,若采用直线刃刀具就会使螺纹的中心轴向截面牙形轮廓成为曲线;另一方面是因为旋风切削会产生过切现象,而将螺纹牙槽切大。
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