石墨电极锥螺纹的加工

2023-01-10 09:31:41    730次浏览

1石墨电极加工中的质量问题

石墨电极加工质量差主要表现在以下三个方面：1）电极锥孔螺纹加工精度不达标。不能保证任何电极都能与同规格的接头可靠连接（即保持互换性）；2）电极体的外回轴与接头孔的轴线不同心。3） 电极上、下端面不平行或电极本体主干中心线与一端面不垂直。上下电极连接后，轴线出现“扭曲”，垂直度无法保证，端面一侧压接紧密，另一侧有间隙。

特别是由于工作原理的不同，“美式”车床容易产生2）和3）现象，而“日式”车床主要集中在圆锥螺纹孔的加工上。下面主要分析“日系”车床存在的问题。

“日本”车床锥孔螺纹加工过程中常见的质量问题有：

1） 所谓“一好三坏”和“三好一坏”在“十”方向上的扁平化；

2） 螺纹孔为椭圆形（即扁平）；

3） 在圆锥形孔的整个圆周上有一个小缺陷；

4） 细线形，严重者可导致“花牙”；

5） 锥孔和孔底螺纹一端正常，另一端螺纹顶部不完整；

6） 齿型异常。接头与电极孔旋合后，螺纹齿表面出现周期性亮点（俗称“西瓜皮”）；

7） “螺纹孔”中的凸气体

2原因分析

石墨电极的加工质量在很大程度上取决于机床的性能。机器本身的各种问题都可能导致加工产品质量不合格。以下是螺纹加工机本身的一些常见问题。

2.1鞍座

1） 调整不当，托辊过高或过低。在电极外圈加工尺寸相同的前提下，如果托辊过高，会导致电极加工端头抬高，相当于螺纹加工中加大取X的深度，加工后的电极螺纹孔会变大；反之，如果托辊较低，电极加工端会下沉，加工的电极螺纹孔也会较大。同时，由于电极轴线与实际旋转中心线不一致，也会影响端面的平面度控制。

2） 托轮转动不灵活。轴承损坏，或托辊与支架一侧摩擦。

3） 蜗轮磨损或损坏，轴承后两侧（或一侧）下沉。在电极旋转过程中，由于螺孔的形状和鞍形支架上电极外表面的形状（特别是单边下沉），加工的螺纹孔呈椭圆形。如果拧紧接头，齿面甚至出现“抛物线”痕迹。

2.2滚珠丝杠副

1） 维修供给系统的间隙。

2） 螺距误差的变化。长期使用后，由于机械磨损的客观存在，机械传动部件和导向副的间隙必然增大，滚珠丝杠的补偿值也必然发生变化。一旦磨损或维修不及时进行人工补偿，原始位置精度就不在出厂状态，这就大大降低了加工精度。加工过程中，两轴丝杠间隙超过内控标准，可能导致螺孔（即组合度）变大或变小；

如果2轴丝杠间隙超过内控标准，会造成螺纹廓形异常等严重后果。

2.3机床导轨

1） 正常磨损。在长期使用过程中，由于两个接触面的摩擦程度不同，摩擦副表面会产生不同程度的磨损，影响加工精度和生产效率。

2） 接触面灰尘严重。车床保养、润滑不到位。

2.4卡盘

1） 钳口夹不紧。三只爪子不在同心圆上，卡盘积满灰尘。

2） 气压不够。压缩空气含水量高，压力低。在螺纹加工过程中，卡爪不夹紧电极，导致电极纵向偏离初始位置或电极速度滞后于行程X。

2.5飞片本体及轴承座

1） 主轴锥孔与梳齿XX手柄连接不可靠。可能是材料和锥度不匹配，更换v型手柄操作不当。

在切削过程中，XX梳齿的主轴锥孔和手柄在离心力的作用下会径向膨胀。随着转速的增加，膨胀系数增大，配合面间的接触和应力状态非常复杂。当主轴锥孔和X手柄使用相同材料时，前者的膨胀量总是大于后者，从而降低了连接的可靠性；如果主轴锥孔和梳齿XX手柄的材料性能不匹配，后果会更严重。在普通转速下，上述变化一般可以忽略不计，但当转速较高时，离心力引起的径向膨胀会降低连接面间的接触应力，导致XX梳齿柄相对于主轴锥孔的位置发生变化，导致X刀具弯曲在径向切削力的作用下，直接影响到加工精度和螺纹表面粗糙度。

主轴锥孔与梳齿XX手柄的径向间隙随转速的增加呈平方关系增大，且这种变化在整个接触锥表面不均匀；另外，飞x体锥柄较长，难以实现全长无缝配合。梳齿XX手柄大端间隙大于其他零件，径向间隙以喇叭口形式变化。随着转速的增加，喇叭口的变化趋势更加明显。在这个空间内的风干不仅会引起X形刀具的径向跳动，而且会影响X齿轮系统的动平衡，而且主轴与梳齿XX手柄的连接会松动，使XX梳柄在轴向夹紧力的作用下向主轴后端移动，导致X手柄轴向定位误差。因此，一般只需要与前部接触70%，而后部往往有一定的间隙。

如果主轴与x手柄之间的间隙因增大过盈量而偏移，以保证主轴锥孔与梳齿XX手柄高速可靠接触，过大的过盈量需要拉动x机构产生较大的张力，这对x的更换非常不利，也会导致主轴端部膨胀，对主轴前轴承产生不利影响。

2） 梳齿x主轴轴承调整不合理。主轴部件的主要性能指标是旋转精度、刚度和速度适应性。特别需要指出的是，旋转精度取决于主轴和轴承的制造和装配质量。如果间隙过大，轴将移动；如果间隙太小，轴承将受热。

3） 平面x固定不牢。

2.6切割

3） 目前，电极锥孔螺纹的刀具（x梳）主要由高速钢、45钢镶嵌硬质合金或全硬质合金等制成，相比之下，高速钢x梳的耐久性较差。

1） X刀具磨削后的变形：镶嵌硬质合金梳X的磨削一般采用人造金刚石砂轮对硬质合金部分进行磨削，然后用普通砂轮对整个表面进行磨削。由于45ᦇ钢镶嵌硬质合金梳齿x硬质合金部分的膨胀率低于x架，在磨削过程中，如果进给深度、切削速度和x行程量控制不当，x梳齿经4-5次磨削后会发生变形，并用塞规检测加工好的电极螺纹孔，“凸面”x齿明显损坏，观察理论锥度和实际锥度日

3） 梳齿X与飞X机身不匹配，动平衡差。

2.7电极体

在加工过程中，电极跳脱严重。这主要是由于石墨化不足和重量轻。

2.8其他

1） 插入（塞铁）。主要是磨损或变形，导致松动或爬行。

2） 压板（钩铁）。磨损后，工艺产生抖动。

3。解决

1） 利用数控系统的误差补偿功能，在一定范围内补偿伺服进给系统的螺距误差和螺距误差。

2） 机床应定期检查，导轨等摩擦副应采用手工刮削修复，以保持应有的精度。

3） 定期检查梳齿x主轴轴承的工作状态和润滑情况，调整轴承间隙，根据季节变化合理选用润滑脂。

4） 严格过程控制，做好首电极质检人员复检确认制度，增加操作人员自检频次。