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車削軸類工件時(shí)的精度分析
2018-05-15
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軸類工件在車削過(guò)程中，會(huì)遇到精度和表面粗糙度達(dá)不到要求等問(wèn)題。根據(jù)車削時(shí)的具體過(guò)程，進(jìn)行分析。
一、尺寸精度達(dá)不到要求的原因及其解決方法
1. 由于操作者不小心，測(cè)童時(shí)出差錯(cuò)，或者刻度盤(pán)搞錯(cuò)和使用不當(dāng)
所以在測(cè)量時(shí)，要認(rèn)真仔細(xì)，正確使用刻度盤(pán)是非常重要的，就中拖板手柄刻度盤(pán)來(lái)說(shuō)，各種型號(hào)車床的刻度盤(pán)是不相同的，每一小格刻度盤(pán)可用下面公式計(jì)算：
刻度轉(zhuǎn)一格車刀移動(dòng)距離=拖板絲杠距離/刻度盤(pán)總共刻線格數(shù)(mm)
知道每格刻度值以后，在使用時(shí)還要注意因?yàn)榻z杠與螺母之間有間隙，有時(shí)刻度盤(pán)雖然轉(zhuǎn)動(dòng)，但車刀不一定會(huì)移動(dòng)，等間隙轉(zhuǎn)完以后車刀才移動(dòng)。所以在使用時(shí)，如果刻度轉(zhuǎn)過(guò)格數(shù)過(guò)頭了，絕不允許只倒轉(zhuǎn)幾格，而是要倒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)以后，再重新對(duì)準(zhǔn)刻度。
2. 量具本身有誤差或使用時(shí)沒(méi)有放正
使用量具之前，須仔細(xì)檢查和調(diào)整，使用時(shí)要放正。
3. 由于溫度的變化，使工件尺寸改變
在切削時(shí)，切屑發(fā)生變形，切屑的各個(gè)分子彼此間相互移動(dòng)，而它們?cè)谝苿?dòng)時(shí)發(fā)生摩擦而產(chǎn)生了大量的熱。此外，由于切屑與車刀前面發(fā)生摩擦，車刀后面與工件表面發(fā)生摩擦也產(chǎn)生熱量，這些熱量就直接影響到刀具和工件上去。當(dāng)然，熱量是切屑(約占75%左右)，其次是車刀(約占20%)和工件(約占4%，還有1%在空氣中)。當(dāng)工件受熱后直徑就增大(約0.01～0.05毫米，鑄鐵變化比鋼料大)，冷卻后直徑收縮，造成了廢品。故不能在工件溫度很高時(shí)去測(cè)量。如果一定要側(cè)量，在車削時(shí)澆注足夠的切削液，不使工件溫度升高；其次用粗精車分開(kāi)的方法。
4. 毛坯余全不夠
毛坯本身彎曲沒(méi)有校直，以及中心孔打偏等原因造成。
二、幾何形狀精度和相互位置精度達(dá)不到要求的主要原因
1. 發(fā)生橢圓度的原因
a. 主軸軸頸的橢圓度是直接反映到工件上去的，如果是滑動(dòng)軸承，那么當(dāng)載荷大小及方向不變時(shí)，主軸頸在載荷作用下被壓在軸承表面的一定位置上(由于主軸與軸承之間有間隙)。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，主軸的中心位置變動(dòng)了，這樣主軸在旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中有兩個(gè)中心位置，車刀的背吃刀量有變化，而使工件產(chǎn)生橢圓度。軸承孔的橢圓度對(duì)工件沒(méi)有影響。
b. 毛坯余量不均勻，加上主軸與軸承之間有間隙，在切削過(guò)程中背吃刀量發(fā)生變化。
c. 前后中心孔不吻合(兩中心孔與工件中心成一角度)，中心孔與只接觸到一邊，磨損不均勻造成軸向竄動(dòng)而成橢圓
d. 前擺動(dòng)。
2. 產(chǎn)生母線不直(育曲、凸形、鞍形)和錐度的原因
a. 車床導(dǎo)軌與主軸中心線相互位置不正確，特別是在水平。如導(dǎo)軌彎曲，工件產(chǎn)生凸或凹形，導(dǎo)軌與主軸中心線不平行產(chǎn)生錐形等。
b. 前后中心線與床面導(dǎo)軌不平行，產(chǎn)生錐度。
c. 由于工件溫度升高，會(huì)使軸產(chǎn)生彎曲。例如，在重型車床加工長(zhǎng)軸時(shí)，溫度升高到一定時(shí)，工件會(huì)伸長(zhǎng)，但由于兩距離未變，結(jié)果工件由于無(wú)法在長(zhǎng)度方向伸長(zhǎng)而發(fā)生彎曲。因此，在車長(zhǎng)軸時(shí)，盡量降低溫度，同時(shí)還必須經(jīng)常退一下后。
d. 工件內(nèi)應(yīng)力的影響。工件內(nèi)部往往存在內(nèi)應(yīng)力，在切削過(guò)程中，由于表面層塑性變形，也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力在工件內(nèi)部呈平衡狀態(tài)，使工件保持一定形狀.但當(dāng)工件從夾具或車床上卸下時(shí)，就要產(chǎn)生變形.解決這個(gè)問(wèn)題，一般采用時(shí)效處理方法。
3. 引起徑向跳動(dòng)的原因
前項(xiàng)尖脈動(dòng)；中心孔不圓或有切屑等臟物；當(dāng)然有橢圓度的工件表面也會(huì)引起徑向跳動(dòng)。
三、表面粗糙度達(dá)不到要求的主要原因
1.車床剛性不足
如拖板塞鐵松動(dòng)、傳動(dòng)不平衡而引起振動(dòng).當(dāng)然，車床安裝不穩(wěn)固也會(huì)引起振動(dòng)，由于振動(dòng)而造成工件表面粗糙度降低.
2.車刀剛性不足引起振動(dòng)
所以盡可能選用粗刀桿，減少車刀伸出一長(zhǎng)度；工件剛性不足也會(huì)引起振動(dòng)，故在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)要應(yīng)用中心架，或用一夾一頂來(lái)代替兩裝夾。
3.車刀切削部分幾何參數(shù)不正確
根據(jù)工件材料的可切削特性選用合理、合適的切削角度，降低表面粗糙度。
4.由于積屑瘤的產(chǎn)生，使工件表面粗糙度降低積屑瘤非常牢固
切削時(shí)由于積屑瘤的參與，使工件表面出現(xiàn)拉毛或一道道劃溝痕的現(xiàn)象，車削時(shí)應(yīng)盡量避免其產(chǎn)生。結(jié)合上述原因分析，加工中應(yīng)做到早知道早預(yù)防，把問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)，提高工件精度，滿足設(shè)計(jì)要求。
一、尺寸精度達(dá)不到要求的原因及其解決方法
1. 由于操作者不小心，測(cè)童時(shí)出差錯(cuò)，或者刻度盤(pán)搞錯(cuò)和使用不當(dāng)
所以在測(cè)量時(shí)，要認(rèn)真仔細(xì)，正確使用刻度盤(pán)是非常重要的，就中拖板手柄刻度盤(pán)來(lái)說(shuō)，各種型號(hào)車床的刻度盤(pán)是不相同的，每一小格刻度盤(pán)可用下面公式計(jì)算：
刻度轉(zhuǎn)一格車刀移動(dòng)距離=拖板絲杠距離/刻度盤(pán)總共刻線格數(shù)(mm)
知道每格刻度值以后，在使用時(shí)還要注意因?yàn)榻z杠與螺母之間有間隙，有時(shí)刻度盤(pán)雖然轉(zhuǎn)動(dòng)，但車刀不一定會(huì)移動(dòng)，等間隙轉(zhuǎn)完以后車刀才移動(dòng)。所以在使用時(shí)，如果刻度轉(zhuǎn)過(guò)格數(shù)過(guò)頭了，絕不允許只倒轉(zhuǎn)幾格，而是要倒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)以后，再重新對(duì)準(zhǔn)刻度。
2. 量具本身有誤差或使用時(shí)沒(méi)有放正
使用量具之前，須仔細(xì)檢查和調(diào)整，使用時(shí)要放正。
3. 由于溫度的變化，使工件尺寸改變
在切削時(shí)，切屑發(fā)生變形，切屑的各個(gè)分子彼此間相互移動(dòng)，而它們?cè)谝苿?dòng)時(shí)發(fā)生摩擦而產(chǎn)生了大量的熱。此外，由于切屑與車刀前面發(fā)生摩擦，車刀后面與工件表面發(fā)生摩擦也產(chǎn)生熱量，這些熱量就直接影響到刀具和工件上去。當(dāng)然，熱量是切屑(約占75%左右)，其次是車刀(約占20%)和工件(約占4%，還有1%在空氣中)。當(dāng)工件受熱后直徑就增大(約0.01～0.05毫米，鑄鐵變化比鋼料大)，冷卻后直徑收縮，造成了廢品。故不能在工件溫度很高時(shí)去測(cè)量。如果一定要側(cè)量，在車削時(shí)澆注足夠的切削液，不使工件溫度升高；其次用粗精車分開(kāi)的方法。
4. 毛坯余全不夠
毛坯本身彎曲沒(méi)有校直，以及中心孔打偏等原因造成。
二、幾何形狀精度和相互位置精度達(dá)不到要求的主要原因
1. 發(fā)生橢圓度的原因
a. 主軸軸頸的橢圓度是直接反映到工件上去的，如果是滑動(dòng)軸承，那么當(dāng)載荷大小及方向不變時(shí)，主軸頸在載荷作用下被壓在軸承表面的一定位置上(由于主軸與軸承之間有間隙)。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，主軸的中心位置變動(dòng)了，這樣主軸在旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中有兩個(gè)中心位置，車刀的背吃刀量有變化，而使工件產(chǎn)生橢圓度。軸承孔的橢圓度對(duì)工件沒(méi)有影響。
b. 毛坯余量不均勻，加上主軸與軸承之間有間隙，在切削過(guò)程中背吃刀量發(fā)生變化。
c. 前后中心孔不吻合(兩中心孔與工件中心成一角度)，中心孔與只接觸到一邊，磨損不均勻造成軸向竄動(dòng)而成橢圓
d. 前擺動(dòng)。
2. 產(chǎn)生母線不直(育曲、凸形、鞍形)和錐度的原因
a. 車床導(dǎo)軌與主軸中心線相互位置不正確，特別是在水平。如導(dǎo)軌彎曲，工件產(chǎn)生凸或凹形，導(dǎo)軌與主軸中心線不平行產(chǎn)生錐形等。
b. 前后中心線與床面導(dǎo)軌不平行，產(chǎn)生錐度。
c. 由于工件溫度升高，會(huì)使軸產(chǎn)生彎曲。例如，在重型車床加工長(zhǎng)軸時(shí)，溫度升高到一定時(shí)，工件會(huì)伸長(zhǎng)，但由于兩距離未變，結(jié)果工件由于無(wú)法在長(zhǎng)度方向伸長(zhǎng)而發(fā)生彎曲。因此，在車長(zhǎng)軸時(shí)，盡量降低溫度，同時(shí)還必須經(jīng)常退一下后。
d. 工件內(nèi)應(yīng)力的影響。工件內(nèi)部往往存在內(nèi)應(yīng)力，在切削過(guò)程中，由于表面層塑性變形，也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力在工件內(nèi)部呈平衡狀態(tài)，使工件保持一定形狀.但當(dāng)工件從夾具或車床上卸下時(shí)，就要產(chǎn)生變形.解決這個(gè)問(wèn)題，一般采用時(shí)效處理方法。
3. 引起徑向跳動(dòng)的原因
前項(xiàng)尖脈動(dòng)；中心孔不圓或有切屑等臟物；當(dāng)然有橢圓度的工件表面也會(huì)引起徑向跳動(dòng)。
三、表面粗糙度達(dá)不到要求的主要原因
1.車床剛性不足
如拖板塞鐵松動(dòng)、傳動(dòng)不平衡而引起振動(dòng).當(dāng)然，車床安裝不穩(wěn)固也會(huì)引起振動(dòng)，由于振動(dòng)而造成工件表面粗糙度降低.
2.車刀剛性不足引起振動(dòng)
所以盡可能選用粗刀桿，減少車刀伸出一長(zhǎng)度；工件剛性不足也會(huì)引起振動(dòng)，故在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)要應(yīng)用中心架，或用一夾一頂來(lái)代替兩裝夾。
3.車刀切削部分幾何參數(shù)不正確
根據(jù)工件材料的可切削特性選用合理、合適的切削角度，降低表面粗糙度。
4.由于積屑瘤的產(chǎn)生，使工件表面粗糙度降低積屑瘤非常牢固
切削時(shí)由于積屑瘤的參與，使工件表面出現(xiàn)拉毛或一道道劃溝痕的現(xiàn)象，車削時(shí)應(yīng)盡量避免其產(chǎn)生。結(jié)合上述原因分析，加工中應(yīng)做到早知道早預(yù)防，把問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)，提高工件精度，滿足設(shè)計(jì)要求。
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