絲錐磨削時(shí)中徑誤差的產(chǎn)生和消除方法
絲錐中徑誤差是絲錐生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的一個(gè)問題，它對(duì)質(zhì)量有嚴(yán)重的影響。由于螺紋的接觸面主要在螺紋的單側(cè)齒面上及中徑尺寸上，中徑產(chǎn)生誤差將造成螺紋齒厚的變化以及結(jié)合強(qiáng)度的減弱，會(huì)加快齒面磨損，影響絲錐的相鄰和局部螺距累積誤差，造成旋轉(zhuǎn)力矩不均，影響傳動(dòng)和位移精度。可見絲錐中徑產(chǎn)生誤差引起的后果是非常嚴(yán)重的。
如何滿足絲錐的精度要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量，消除中徑誤差、排除螺紋磨床出現(xiàn)的故障是絲錐螺紋磨工序中經(jīng)常遇到的一個(gè)難題。
螺紋的中徑精度可分為：中徑尺寸公差；中徑圓度；中徑錐度。中徑尺寸誤差產(chǎn)生的主要原因是砂輪架快速進(jìn)給重復(fù)定位精度不好以及橫進(jìn)刀手輪重復(fù)定位精度不穩(wěn)定。這個(gè)問題好判斷，檢修相對(duì)容易。中徑錐度誤差的產(chǎn)生主要針對(duì)于加工絲杠等較長(zhǎng)螺紋產(chǎn)生的誤差，對(duì)生產(chǎn)絲錐來說，可以不用考慮。這里主要討論絲錐中徑圓度超差問題。中徑圓度超差，即常說的“活扁”。我廠有兩臺(tái)英制7901型螺紋磨床，多年來都不同程度地存在著“活扁”一直沒有解決。下面就通過理論和實(shí)際工作中的經(jīng)驗(yàn)對(duì)可能造成中徑圓度超差的影響因素以及修理中解決的辦法作簡(jiǎn)要介紹。
1 頭架主軸旋轉(zhuǎn)精度超差這是由于頭架主軸與軸承間的配合間隙過大所致。這項(xiàng)精度的超差將1:1 地直接反映到加工的絲錐中徑上。對(duì)于我廠螺紋磨床的頭架主軸來說，有一類是頭架頂尖不轉(zhuǎn)，俗稱“死頂尖”。故不存在這一問題。但另一類螺紋磨床為頭架頂尖與主軸一起回轉(zhuǎn)的活頂尖形式，這類機(jī)床頭架主軸的徑向跳動(dòng)不應(yīng)超過0.01mm，如果超過0.01mm，則說明旋轉(zhuǎn)精度超差。對(duì)于滾動(dòng)軸承形式的，需要更換軸承、配磨隔墊；對(duì)于滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)形式的，則需要調(diào)整軸瓦，重新研磨，以達(dá)到頭架主軸的精度要求。
2 頂尖錐面的跳動(dòng)超差這指的是前后頂尖錐面不圓。既包括頂絲錐的60°錐面，又包括裝于工件主軸和尾座套筒的莫氏錐面。這項(xiàng)精度要求錐面跳動(dòng)應(yīng)在0.005mm以內(nèi)，否則需要更換及修磨。
對(duì)于頭架主軸為“活頂尖”結(jié)構(gòu)的螺紋磨床，頭架頂尖跳動(dòng)對(duì)絲錐的影響比尾座頂尖跳動(dòng)對(duì)絲錐的影響要大。為了消除頭架頂尖旋轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的綜合誤差，這類螺紋磨床都有頭架頂尖自磨裝置。例如Y7520WMM582、蘇制MM5K822B 型等，經(jīng)過自磨后的頂尖跳動(dòng)能達(dá)到0.003mm以內(nèi)。英國(guó)79系列的螺紋磨床由于未帶自磨頂尖的附件，故經(jīng)常出現(xiàn)中徑圓度超差的問題。所以，如為7901配上一套自磨頂尖裝置，估計(jì)將很大地改善“活扁”這一難題。
3 絲錐中心孔的錐面不圓這是由于前序中心孔未打好，這也是經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)問題。解決辦法就是修磨中心孔，并保持與頂尖接觸面積在80%左右。
4 頭架撥盤安裝有偏差如果撥桿上的螺釘將絲錐方尾夾固得太緊，會(huì)造成撥盤上的誤差傳入螺紋。解決辦法是校正撥盤的偏差，使撥桿上的螺釘同絲錐方尾有微量間隙。
5 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)這時(shí)檢查滾柱框是否保證每只滾柱都能平穩(wěn)地滾動(dòng)。另外床身導(dǎo)軌的局部磨損，造成幾何精度喪失，也將使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。下面分析導(dǎo)軌三項(xiàng)誤差對(duì)絲錐加工精度的影響：1) 縱向?qū)к壴诖怪逼矫鎯?nèi)的直線度對(duì)絲錐中徑尺寸的影響由圖1可看出，由于導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差，使絲錐中心比砂輪中心低?值，此時(shí)絲錐半徑增量?r 可用下式算出：
2=(R+r+?r)2-(R+r)2≈2(R+r)?r
設(shè)砂輪半徑R=200mm，絲錐中心比砂輪中心低?=0.05mm，絲錐半徑r=10mm
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則：?r=
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0.052
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=0.000 005 9mm
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2(200+10)
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可見，導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度對(duì)絲錐中徑精度的影響極小。
2) 縱向?qū)к壴谒狡矫鎯?nèi)的直線度對(duì)絲錐加工精度的影響這項(xiàng)誤差對(duì)絲錐加工精度有直接的影響。若V型導(dǎo)軌中間相對(duì)砂輪架凹時(shí)，則磨出的絲錐中徑呈鼓形；反之則磨成馬鞍形。
3) 兩導(dǎo)軌平行度對(duì)絲錐中徑精度的影響設(shè)V導(dǎo)軌沒有誤差，平導(dǎo)軌縱向有傾斜。如圖2所示，工作臺(tái)沿床身導(dǎo)軌移到某一位置，傾角為a，絲錐中心由O點(diǎn)移到O1點(diǎn)，造成半徑誤差為
設(shè)H=300mm，l中心=300mm，?=0.05mm
則d=300×(0.05/300)=0.05mm。
可見兩導(dǎo)軌的平行度對(duì)絲錐中徑精度的影響是相當(dāng)大的。同時(shí)，7901型之所以比79型“活扁”的程度要嚴(yán)重，正是由于床頭部分設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)所致。7901型經(jīng)過公制改進(jìn)，導(dǎo)軌面到頂尖中心高H增加約20mm，由式d=H·?/l中心可知，H與d成正比關(guān)系。所以，從導(dǎo)軌磨損方面來說，7901型比79型更容易出現(xiàn)絲錐中徑圓度誤差。
6 尾座的影響尾座經(jīng)過長(zhǎng)期使用，套筒與尾座殼體的配合間隙會(huì)因磨損而增大，造成磨削過程讓刀，從而產(chǎn)生中徑誤差。經(jīng)過修理后的套筒與尾座殼體間的間隙應(yīng)在0.008mm以內(nèi)。另外，還要使尾座套筒軸心線與工作臺(tái)移動(dòng)的平行度允差為0.02/100mm。
7 工作臺(tái)絲杠、絲母的同軸度及與工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向平行度超差由于絲杠、絲母不同軸，造成傳動(dòng)的忽快忽慢。又因與縱向?qū)к壊黄叫校瑢?dǎo)軌阻力時(shí)大時(shí)小，工作臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過程中微量變動(dòng)，造成周期性誤差。
8 傳動(dòng)鏈誤差的影響頭架主軸箱內(nèi)各傳動(dòng)零件如齒輪、萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)等的磨損引起的運(yùn)動(dòng)誤差和安裝時(shí)的偏心誤差，將能夠造成絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度不均勻，影響絲錐的中徑精度。
在實(shí)際工作中，出現(xiàn)誤差很多時(shí)候是幾種因素共同影響的結(jié)果。例如，解決7901“活扁”問題就是如此。影響的因素雖然很多，但在修理中只要仔細(xì)地一項(xiàng)一項(xiàng)找，一項(xiàng)一項(xiàng)排除，最終是一定能夠解決的。
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