数控车床螺纹加工常见故障与排除
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摘 要：数控车床在目前的加工领域应用十分普遍，通过数控编程来完成相应的加工动作，对于提升整体产品加工质量和效率具有重要作用。在数控车床加工中，螺纹是常见的加工工艺之一，本文主要就螺纹加工原理进行介绍，并探究数控车床螺纹加工故障和排除方法进行分析，为提升螺纹加工质量，做好故障应对提供一些参考。
关键词：数控车床;螺纹加工;常见故障;排除
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.006
1 螺纹加工原理
螺纹主要指的是圆柱面或是圆锥面上沿着螺旋线形成的一种具有同样的剖面姓张的连续沟槽，这些螺纹零件主要是应用在螺钉制作中的，用来实现有效的连接、紧固和传动。在螺纹的生产加工中有很多方法应用，在数控车床上进行螺纹加工，需要车床通过三爪卡盘加紧圆柱形工件，带动其旋转运动，车床进给机构又带动车刀沿着圆柱轴线方向进行匀速直线运动，刀具的刀尖在工件表面上进行切削，就能完成沟槽的工艺。不管是加工哪一种类型的螺纹，车床的主轴和刀具之间都需要保证相对运动，也及时主轴每转动一周，刀具也应该均匀的一定一个导程的距离。相应的车床主轴转动和进给运动之间，一般不存在机械方面的联系，为了实现有效的螺纹加工，需要给进给私服电机的脉冲数和主轴运动速度相对应，在主轴转动中，和其相连的脉冲编码器不断发出脉冲传播给数控装置，按照相应的插补计算情况，控制进给坐标轴伺服系统，这样就能实现进给量和主轴转速能够保持一定的比例，就能保证相应的螺纹生产目标实现。
2 数控车床螺纹加工故障和排除方法
2.1 乱牙现象和解决方法
在利用数控车床进行螺纹工件的加工中，假使主轴的角位移和Z轴之间的进给不能保持同步关系，就会导致乱牙现象发生。这种故障出现的主要原因可能有以下几点：
第一，主轴编码器每转脉冲数设置出现问题;
第二，主轴编码器的电源供电功率不足;
第三，主轴编码器反馈电缆自身可靠性不足，受到一些外部煩扰因素影响;
第四，机械联接出现松动现象;
第五，主轴编码器自身出现质量问题。
故障分析：在一些经济性主轴变频控制数控车床应用中，会外置光电编码器并配合机床实施螺纹加工。相关的进给电机使用步进电机无编码器，根据相关的故障原因分析得出乱牙问题出现可能是光电编码器和CNC装置连接不畅，光电编码器自身损坏，编码器和弹性联轴件的连接出现松动现象等造成的。
故障解决措施：针对这种乱牙现象，可以通过拆除光电编码器来进行检查，判断光电编码器是否正常，但是这种方法相对比较繁琐，需要对于机床外罩和主轴周围的机械部件进行拆除，所以可以考虑从电气和信号连接线等方面进行检查。
首先对于光电编码器和CNC装置之间的连接线和电源进行检查，在主轴通电旋转后用示波器进行光电编码器进行检测，得出相应的波形图，通过分析波形图来判断光电编码器是否存在问题。
其次，在波形信号表明光电编码器受到外部干扰影响的情况下，打开急停按钮后，发现光电编码器输出DC5V，此时可以考虑使用相关的主轴盘动，如果示波器显示正常，则表明这种情况下引起的螺纹加工乱牙现象主要是电气干扰引起的，而主轴调速所使用的变频器则是主要的干扰源。
2.2 加工不执行问题和解决方法
在数控车床螺纹加工中，相关的数控系统执行相关的加工程序的工程中，会出现停滞螺纹加工，且没有相应的报警信号，这种状况出现一般是因为CNC装置找不到主轴同步脉冲造成的。分析这类故障的主要原因包括以下几点：
第一，主轴编码器的零脉冲故障，根部无法及时发出零脉冲;
第二，主轴编码器自身出现电缆故障问题;
第三，CMC系统零脉冲检测电路故障;
第四，CMC设定了检测主轴速度的信号，但是主轴速度达到信号未输出或是信号检测不到。
故障解决措施：针对加工不执行的问题，采用的解决措施主要是想对于主轴编码器反馈的信号电缆进行检查，判断编码器电缆是否存在断路情况，如果存在则需要进行及时更换。如果没有，可以使用示波器检查主轴编码器Z脉冲有没有正常发出，如果没有正常发出，则需要对于主轴编码器进行及时更换，如果发出脉冲，则可以使用交换的方法，判断相关的系统板是否存在故障和问题，进而进行进一步的部件更换。
2.3 加工精度不足合计解决办法
在数控车床的螺纹加工中，可能会出现车刀刃口打磨不光滑、切削液不合理、切削速度和工件材料不匹配等原因造成整体螺纹加工的精度不足问题，这种情况出现的主要原因有以下几点：
第一，电动机的动态响应速度比较缓慢;
第二，主轴和脉冲编码器没有实现刚性联结;
第三，主轴和进给伺服参数设置存在问题;
第四，编码器联结出现松动。
故障解决措施：针对加工螺纹的精度问题，要合理使用伺服电机，一般要选用高精度的路沃恩快速电机。要做好伺服电机冒充编码器的安装检查工作，保证紧固性，并做好相关伺服参数的调整，保证整体加工条件优化。
3 总结
数控车床螺纹加工是目前螺纹加工的主要场所和技术方法，在进行加工的过程中可能会出现一些故障问题，影响螺纹工件的加工质量，对此，需要针对相关的编码器进行有效的检查，做好设备安装调试工作等，保证最佳的加工状态。
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