Почему возникают дефекты резьбы при нарезании резьбы бесшовных стальных трубных фитингов и каковы пути решения

Во-первых, каковы причины дефектов резьбы бесшовных стальных трубных фитингов??

При обработке резьбы бесшовных стальных трубных фитингов к дефектам резьбы относятся такие дефекты, как сколы, заусенцы, отслоение поверхности зуба и повреждение гребня/корня зуба. Их формирование тесно связано с характеристиками материала, состоянием инструмента, технологическими параметрами и режимом работы. В частности, их можно разделить на следующие пять категорий:

1. Потенциальные проблемы с производительностью, присущие самому материалу бесшовных стальных трубных фитингов.

(1) Несоответствующая твердость материала: когда твердость основы стальной трубы слишком высока, сопротивление резанию во время обработки резьбы велико, что легко приводит к ускоренному износу инструмента и выкрашиванию профиля резьбы; когда твердость слишком низкая, материал имеет чрезмерную пластичность, что легко вызывает прихватывание инструмента во время обработки, а поверхность зуба резьбы рвется, образуя заусенцы и неравномерные повреждения.

(2) Внутренние дефекты качества материала. Стальные трубы могут иметь внутренние проблемы, такие как включения, сегрегация и пористость. При обработке резьбы участки включений из-за неравномерной прочности склонны к сдиранию зубьев под действием сил резания; участки пористости могут напрямую разрушаться во время формирования резьбы, что приводит к гниению зубов.

(3) Плохое состояние поверхности. Остаточные загрязнения, такие как ржавчина, окалина и масло, на обработанной поверхности стальной трубы ускоряют износ инструмента во время обработки резьбы и застревают в зазоре зуба, вызывая царапины и повреждение поверхности зуба, косвенно приводя к гниению зубьев.

2. Выбор и состояние инструмента для обработки бесшовной арматуры стальных труб.

(1) Неправильный выбор инструмента: материал резьбонарезного инструмента может не соответствовать стальной трубе; недостаточная твердость инструмента может привести к сколам при резке, приводящим к повреждению зубьев резьбы; неправильный угол и точность шага зубьев инструмента могут не соответствовать требованиям и параметрам резьбы заготовки, вызывая помехи при обработке и повреждая профиль зуба.

(2) Износ и повреждение инструмента. Длительное использование инструмента приводит к затуплению и износу режущей кромки, препятствуя плавному резанию материала и вместо этого вызывая сжатие и разрыв поверхности резьбы, что приводит к неровным и поврежденным профилям зубьев. Такие дефекты, как сколы и трещины на кромке инструмента, оставляют прямые следы повреждений на резьбе во время обработки.

(3) Неправильная установка инструмента: Если осевая линия инструмента не совпадает с осевой линией заготовки во время установки или если инструмент не надежно закреплен, вибрация во время обработки вызывает неравномерную глубину резьбы, сколы кромок и образование поврежденных зубьев.

3. Необоснованное задание параметров обработки бесшовных стальных трубных фитингов.

(1) Отклонение параметров резания. Чрезмерная скорость резания приводит к увеличению трения между инструментом и заготовкой, повышению температуры резания и увеличению термической деформации материала, что приводит к разрушению профиля резьбы из-за сжатия. Недостаточная скорость резания приводит к низкой эффективности обработки, прилипанию материала к инструменту и разрыву поверхности зуба. Чрезмерная скорость подачи приводит к тому, что величина отдельного резания превышает допуск инструмента, что легко приводит к поломке инструмента и чрезмерному нарезанию профиля резьбы, что приводит к растрескиванию. Недостаточная скорость подачи требует многократного прохода, что увеличивает совокупную погрешность, снижает точность профиля резьбы и увеличивает риск поломки.

(2) Дефекты в процессах предварительной обработки и формовки резьбы: невыполнение сплющивания или снятия фаски на торцевой поверхности стальной трубы перед обработкой резьбы приводит к неравномерному усилию на инструмент во время ввода, что приводит к растрескиванию на начальном конце профиля резьбы. Чрезмерное давление на резьбонакатное колесо при накатывании резьбы приводит к тому, что пластическая деформация материала превышает предел, что приводит к разрушению профиля резьбы из-за сжатия. Недостаточное давление приводит к неполному формованию резьбы, а поверхность зуба склонна к образованию вмятин и поломке.

(3) Недостаточное охлаждение и смазка. Неиспользование СОЖ во время обработки или неправильный выбор смазки приводит к чрезмерно высоким температурам резания, прилипанию материала к инструменту, ускоренному износу инструмента и повреждению профиля резьбы. Недостаточная скорость потока или неправильное положение распыления СОЖ не позволяет эффективно покрыть зону резания, что приводит к неэффективному охлаждению и смазке.

4. Факторы эксплуатации и оборудования, влияющие на бесшовную стальную трубную арматуру.

(1) Неправильная работа: недостаточная точность настройки инструмента оператором приводит к отклонению исходного положения резьбы, неравномерной глубине резьбы и неравномерному напряжению, что приводит к повреждению резьбы. Несвоевременная очистка стружки в процессе обработки приводит к скоплению стружки в канавках резьбы, которая затем сдавливается инструментом, царапая и повреждая профиль резьбы. Ненадежный зажим заготовки вызывает вибрацию и смещение во время обработки, что приводит к снижению точности резьбы и повреждению профиля резьбы.

(2) Плохая производительность оборудования. Плохая стабильность скорости шпинделя и недостаточная точность системы подачи станка приводят к колебаниям скорости резания и подачи, что приводит к неконтролируемому шагу и точности профиля резьбы, а также к склонности к дефектам резьбы; износ патрона и приспособлений станка не позволяет им надежно зажимать заготовку, что приводит к раскачиванию заготовки во время обработки и, как следствие, к вибрационным повреждениям; Износ компонентов трансмиссии, таких как направляющие и ходовые винты, снижает точность перемещения, вызывая отклонение траектории инструмента и повреждение профиля резьбы.

5. Проблемы с зажимом и позиционированием заготовок в бесшовных стальных трубных фитингах.

(1) Неправильный метод зажима: недостаточная площадь контакта между зажимным инструментом и заготовкой или необоснованное положение зажима приводит к неравномерному напряжению на заготовке, вызывая деформацию и дефекты резьбы после обработки; чрезмерное усилие зажима вызывает локальную пластическую деформацию заготовки, сдавливающую канавку резьбы и образующую неравномерные повреждения; недостаточная сила зажима приводит к расшатыванию заготовки и вибрации во время обработки, что приводит к дефектам резьбы.

(2) Недостаточная точность позиционирования: неправильный выбор точки отсчета позиционирования заготовки или плохая точность позиционирующего устройства приводят к несовпадению между осевой линией заготовки и осевой линией шпинделя станка, что приводит к наклонному профилю резьбы, неравномерному напряжению и растрескиванию кромок во время обработки.

Во-вторых, каковы целевые решения проблем с дефектами резьбы в бесшовных стальных трубных фитингах?

На основе приведенного выше анализа причин необходимо разработать решения по пяти направлениям: контроль материала, оптимизация инструмента, корректировка процесса, рабочие процедуры и техническое обслуживание оборудования, чтобы обеспечить стабильную и точную обработку резьбы и избежать поломки резьбы:

1. Строго контролировать качество материала и состояние поверхности бесшовных стальных трубных фитингов.

(1) Выбор материала и предварительная обработка фитингов из бесшовных стальных труб: выбирайте бесшовные стальные трубы соответствующей твердости в соответствии с требованиями к обработке резьбы. Стальные трубы повышенной твердости подвергать термообработке для снижения твердости; нормализовать стальные трубы с низкой твердостью для повышения твердости и прочности; проводить неразрушающий контроль стальных труб перед обработкой для удаления неквалифицированных заготовок с внутренними дефектами, такими как включения и пористость.

(2) Очистка поверхности бесшовных фитингов из стальных труб. Удалите ржавчину, окалину, масло и другие загрязнения с поверхности стальной трубы с помощью механического шлифования, пескоструйной обработки или химической очистки. Перед нарезанием резьбы выровняйте торцевую поверхность стальной трубы, удалите заусенцы и снимите фаску, чтобы облегчить резку.

2. Оптимизация инструментов для обработки бесшовных стальных трубных фитингов: выбор, использование и установка.

(1) Рациональный выбор инструмента: выберите подходящие инструменты в зависимости от материала стальной трубы; Убедитесь, что угол резьбы, шаг и класс точности инструмента соответствуют параметрам резьбы заготовки.

(2) Улучшенное техническое обслуживание и управление инструментом: регулярно проверяйте состояние инструмента и своевременно заменяйте затупившиеся, изношенные или сколотые инструменты; перед использованием заточите режущую кромку новых инструментов, чтобы обеспечить остроту режущей кромки; при хранении инструментов проводите антикоррозионную обработку, чтобы избежать повреждения кромок; установить цикл замены инструмента в зависимости от количества обрабатываемых деталей, чтобы избежать превышения срока службы инструмента.

(3) Стандартизировать установку инструмента: при установке инструментов убедитесь, что осевая линия инструмента совпадает с осевой линией заготовки с погрешностью в пределах 0,02 мм; Надежно зажимайте инструменты, чтобы избежать ослабления или вибрации во время обработки; регулярно калибровать точность установки инструмента и оперативно корректировать при обнаружении отклонений.

3. Научно установить параметры обработки бесшовных стальных трубных фитингов.

(1) Калибровка параметров резки: Определите разумные параметры резки на основе материала стальной трубы, типа инструмента и характеристик резьбы: при обработке углеродистой стали скорость резания обычно составляет 10–20 м/мин, а скорость подачи – 0,1–0,3 мм/об; при обработке нержавеющей стали скорость резания снижается до 5-10м/мин, а подача - 0,05-0,2мм/об; при накатывании резьбы скорость накатного колеса контролируется на уровне 300-500 об/мин, а давление регулируется в зависимости от пластичности материала, чтобы обеспечить полное формирование резьбы без чрезмерного выдавливания.

(2) Оптимизация процессов предварительной обработки и формовки: перед обработкой резьбы торцевую поверхность заготовки необходимо выровнять и снять фаску так, чтобы глубина фаски ≥ высоты профиля резьбы; перед накаткой резьбы убедитесь, что поверхность резьбонакатного колеса гладкая и не изношена, отрегулируйте расстояние между резьбонакатными колесами и убедитесь в точности диаметра и профиля шага резьбы; при точении резьбы используйте метод «многократной подачи, постепенной формовки», чтобы уменьшить объем резания за проход и избежать перегрузки инструмента и образования сколов.

(3) Улучшите меры по охлаждению и смазке: выберите подходящее охлаждающее и смазочное средство в соответствии с материалом стальной трубы; убедитесь, что охлаждающий и смазочный агент чистый, не содержит примесей и имеет достаточный поток, а положение распыления направлено на зону резания, чтобы обеспечить достаточное охлаждение и смазку, снизить температуру резания, а также уменьшить прилипание и износ инструмента.

4. Стандартизировать процесс эксплуатации бесшовных стальных трубных фитингов и улучшить навыки эксплуатации.

(1) Улучшить обучение операторов: обучить операторов освоить точные методы настройки инструмента, чтобы обеспечить точное начальное положение резьбы и постоянную глубину профиля резьбы; требовать от операторов своевременной очистки стружки в процессе обработки во избежание скопления стружки и повреждения резьбы; стандартизировать процесс зажима заготовки, чтобы обеспечить надежный зажим и равномерное распределение силы.

(2) Разработать стандартизированные рабочие процедуры: составить карты процессов обработки резьбы, четко определяя ключевую информацию, такую ​​как выбор инструмента, параметры резания, требования к охлаждению и смазке, а также методы зажима. Операторы должны строго следовать технологическим картам. Создайте механизм контроля работы, регулярно проверяя точность настройки и качество крепления инструмента операторами, а также оперативно исправляя любые нестандартные операции.

5. Улучшить обслуживание оборудования и прецизионную калибровку бесшовных стальных трубных фитингов.

(1) Регулярно обслуживайте обрабатывающее оборудование: регулярно проверяйте стабильность скорости шпинделя станка и точность системы подачи; откалибровать параллельность и перпендикулярность шпинделя и направляющих; регулярно очищать и смазывать патроны и приспособления станка, заменять изношенные кулачки и позиционирующие элементы, чтобы обеспечить надежный зажим заготовки и точное позиционирование; проверьте износ компонентов трансмиссии станка и своевременно отрегулируйте или замените их, чтобы обеспечить точность движения оборудования.

(2) Прецизионные испытания и калибровка оборудования. Регулярно используйте циферблатные индикаторы, микрометры и другие инструменты для проверки точности позиционирования станка и точности повторяемости, чтобы убедиться, что погрешность находится в допустимом диапазоне; Для специализированного оборудования, такого как резьбонакатные станки и нарезные станки, регулярно калибруйте точность установки и траекторию движения резьбонакатных колес и метчиков, чтобы избежать повреждения резьбы из-за проблем с точностью оборудования.

6. Усиление контроля качества и замкнутого цикла управления бесшовными стальными трубными фитингами.

(1) Проверка процесса: во время обработки используйте калибры для колец резьбы и калибры-пробки для проверки точности резьбы в режиме реального времени, наблюдайте за состоянием поверхности резьбы и быстро останавливайте машину для настройки параметров процесса, замены инструментов или корректировки методов зажима, если обнаружены дефекты, такие как кариес. Выборочный контроль основных размеров резьбы проводится для обеспечения соответствия проектным требованиям.

(2) Управление с обратной связью: анализ причин разрушения зубьев в трубопроводной арматуре, запись такой информации, как партия материала, тип инструмента, параметры процесса и операторы, а также создание журнала дефектов. При повторяющихся проблемах с кариесом оптимизируйте планы процессов, обновляйте операционные процедуры и формируйте механизм обратной связи по качеству для постоянного улучшения качества обработки.