摘要：对数控车床螺纹加工的常见故障问题进行研究和分析，针对发生故障的原因提出相应的解决办法。实践证明，只有掌握了数控车床螺纹加工常见故障问题的原因，找出排除的方法，才能有效的提高螺纹加工质量。
关键词：数控车床；螺纹加工；常见故障问题；解决办法
机械制造业在不断的进步和发展，在零件有螺纹的现象比较常见，通过数控车床切削加工螺纹是一种比较常见的方式。但是在实际的加工中，因为受到多种因素的影响，尤其是数控车床的影响，使螺纹零件出现各种加工质量问题，比如结距不准、螺牙不完整、螺纹乱牙等问题。如果机床的维修人员可以掌握数控车床螺纹加工常见故障问题的原因，找出排除的方法，就可以有效的解决此类故障问题。本文根据维修实践，对数控车床螺纹加工的常见故障问题进行研究和分析，针对发生故障的原因提出相应的解决办法，望可以对日后同行业的遇到此类故障问题提供解决办法。
1 数控车床螺纹加工的实际故障维修
1.1 维修数控车床螺纹加工的乱牙故障
一台数控车床其安装了FANUC 0i 系统，在应用G92命令对轴类零件的螺纹进行车削，在螺纹起始段发生乱牙现象[1]。从理论上分析，在加工螺纹的过程中，数控车床，应用Z轴进给、主轴旋转运动配合进行直线运动，关键是要确保Z轴进给、主轴旋转运动同步进行。因为大多数数控车床的主轴调速装置都是应用变频器，不同的负载，有不同的主轴启动时间、转速、启动速度等，而且也不稳定，致使在螺纹切削起始段，进给轴和主轴很难同步，引发螺纹乱牙[2]。根据此类故障，排除工艺、编程两个方面。编程方面在应用主轴M03正转指令后，在G92螺纹加工指令增加暂停G04指令，主要是等待主轴的转速稳定，然后再螺纹加工；工艺方面是对螺纹的加工起始点进行更改，前导距离大概设置3-5mm，在保证工件和刀具接触时，其主轴转速已稳定。应用以上两种方法可以确保螺纹车削不出现乱牙故障[3]。
1.2 维修数控车床对螺纹车削指令的不执行故障
一台数控车床装置了华中世纪星数控系统，在自动加工的时候没有对螺纹车削程序进行执行，但是程序没有错误[4]。从理论上分析，在加工螺纹的时候，数控车床是通过Z轴进给、主轴旋转运动配合进行直线运动，主轴旋转运动的测量时利用主轴编码器。该台机床，其主轴可以正常的旋转和变速，然而机床显示屏没有正常显示出主轴转速，在对线路连接的检查中发现其主轴驱动器和主轴编码器连接不良，在重新连接后，该台机床可以将螺纹加工程序正常执行[5]。
2 数控车床螺纹加工的常见故障问题原因和解决办法
2.1 参数问题故障和排除办法
数控机床正常工作的基础是必须设置合适的、正确的参数。参数设置不合理就会很难讲机床的预定功能实现。为了确保螺纹车削加工不发生故障，需要检查其参数，其中包括线性加速时间常数、线性减速时间常数、设置快速移动速度、螺纹指数加速时间常数、螺纹指数减速时间常数、传动比、步距角、电子齿轮比等其参数设置的匹配性和正确性。比如数控FANUC0iTD系统中，和螺纹车削联系的参数PRM24#2，其参数可以设置是1或者0，若该参数值是0，Z轴在进给时不会对主轴速度到达的信号进行检测，若该参数值是1，Z轴在进给时会对主轴速度到达的信号进行检测[6]。为了确保螺纹切削时不发生乱牙故障，需要设置该参数值为1。
2.2 编程操作问题故障和排除办法
螺纹加工通常会因为操作原因、编程原因发生误差。比如车刀没有正确安装、程序不正确等发生的故障。不正确的程序主要是在螺纹加工指令中没有给定正确的参数值，比如在螺纹加工指令的F值必须设置是螺纹的导程，不然就会出错。车刀不正确的安装即工件轴线车刀的两切稍刃其对称中心线不垂直[7]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不正确的刀具安装在加工时会使螺纹牙型角发生倾斜，在安装时需要采取对策确保工件轴线和对称中心线垂直，使工件和刀尖的中心高度相同。排除此类故障的办法就是要对编程操作工作人员加强其技能培训，使其操作水平、编程水平、工艺水平得以提高。要求其严格按照编程说明书、操作规程进行操作和编程机床。
2.3 主轴编码问题故障和排除办法
出现此类问题故障主要是因为主轴编码器损坏，编码器的信号线被干扰，系统和编码器连接错误、接触不良、断开等。解决这类故障需要根据编码器信号是否最终向数控系统反馈而进行[8]。比如重新连接牢固、更新编码器、焊接不良、测量编码器信号使其万用表是否断开、利用屏蔽信号线、排除干扰源等。
2.4 驱动器或系统问题故障和排除办法
驱动器或系统问题故障发生的主要原因是驱动器或者系统失步导致的。排除该类故障需要利用驱动器或者系统上的冲脉数或者百分表进行判断，让程序空运行，对刀架在返回加工起始点之后的百分百有没有变动进行观察，假若没有发生变动，则需要在对参数进行检查。
2.5 传动链机械问题故障和排除办法
导致传动链机械发生问题故障的原因有很多，比如刀架、轴承、丝杆、电动机等定位精度、安装误差等。由于传动链机械问题故障发生螺纹加工误差的因素一般都具有隐蔽性，发现和检测的难度比较大[9]。解决该类问题故障主要是需要检测器定位精度有没有合格，其参数补偿值有没有降丝杆间隙消除，阻尼盘、电动轴承有没有问题，滚珠、丝杆轴承有没有问题，加载后刀架定位精度是否松动，夹具、刀架、主轴的安装是否正确，刀补值、刀具对刀有没有正确等。
3 结语
机械制造中，数控车床螺纹加工是被广泛采用的一种加工工艺，它经济性好。加工效率高。加工过程中，比较常见螺纹加工质量问题。为快速诊断和有效排除故障，其维修人员必须先诊断数控机床故障，结合维修原则和思路，首先机械然后再电气，对参数设置、系统连接、编程操作、机械传动链、驱动器、主轴编码器等因素进行检查，逐项解决，先易后难。
参考文献：
[1]马淑红.数控车床螺纹加工原理及故障分析[J].北华航天工业学院学报，2010，03（09）：30-31.
[2]王春霞，戴怡，董学文.数控车床螺纹加工故障树分析[J].天津职业技术师范大学学报，2012，01（06）：22-25.
[3]汪小宝.数控车床螺纹加工原理及故障分析[J].科技风，2012，06（05）：109.
[4]董海云.数控车床四工位刀架的工作调试与典型故障维修[J].科技传播，2012，15（03）：116-117.
[5]陈世清.数控车床加工螺纹常见故障及解决方法[J].科学咨询（科技•管理），2012，07（07）：74-75.
[6]盖立武，郭聪聪，朱学超.数控车床加工中常见问题的分析与解决[J].煤矿机械，2014，11（05）：154-156.
[7]李清江.华中数控车床加工螺纹编程与精度的研究[J].CAD/CAM与制造业信息化，2014，05（08）：78-81.
[8]梁安定.数控车床四工位刀架维修实例与分析[J].黑龙江科技信息，2014，23（04）：24.
[9]王小媚.浅谈数控车床综合故障诊断与维修[J].科技风，2016，07（02）：165+167.
论文作者:陈一硕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
标签：螺纹论文; 加工论文; 主轴论文; 故障论文; 数控车床论文; 编码器论文; 参数论文; 《电力设备》2017年第5期论文;