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車削軸類工件時的精度分析
2018-05-15
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軸類工件在車削過程中，會遇到精度和表面粗糙度達不到要求等問題。根據(jù)車削時的具體過程，進行分析。
一、尺寸精度達不到要求的原因及其解決方法
1. 由于操作者不小心，測童時出差錯，或者刻度盤搞錯和使用不當
所以在測量時，要認真仔細，正確使用刻度盤是非常重要的，就中拖板手柄刻度盤來說，各種型號車床的刻度盤是不相同的，每一小格刻度盤可用下面公式計算：
刻度轉(zhuǎn)一格車刀移動距離=拖板絲杠距離/刻度盤總共刻線格數(shù)(mm)
知道每格刻度值以后，在使用時還要注意因為絲杠與螺母之間有間隙，有時刻度盤雖然轉(zhuǎn)動，但車刀不一定會移動，等間隙轉(zhuǎn)完以后車刀才移動。所以在使用時，如果刻度轉(zhuǎn)過格數(shù)過頭了，絕不允許只倒轉(zhuǎn)幾格，而是要倒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)以后，再重新對準刻度。
2. 量具本身有誤差或使用時沒有放正
使用量具之前，須仔細檢查和調(diào)整，使用時要放正。
3. 由于溫度的變化，使工件尺寸改變
在切削時，切屑發(fā)生變形，切屑的各個分子彼此間相互移動，而它們在移動時發(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去測量。如果一定要側(cè)量，在車削時澆注足夠的切削液，不使工件溫度升高；其次用粗精車分開的方法。
4. 毛坯余全不夠
毛坯本身彎曲沒有校直，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，如果是滑動軸承，那么當載荷大小及方向不變時，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)。當主軸轉(zhuǎn)過90°時，主軸的中心位置變動了，這樣主軸在旋轉(zhuǎn)一周過程中有兩個中心位置，車刀的背吃刀量有變化，而使工件產(chǎn)生橢圓度。軸承孔的橢圓度對工件沒有影響。
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而成橢圓
d. 前擺動。
2. 產(chǎn)生母線不直(育曲、凸形、鞍形)和錐度的原因
a. 車床導軌與主軸中心線相互位置不正確，特別是在水平。如導軌彎曲，工件產(chǎn)生凸或凹形，導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軌不平行，產(chǎn)生錐度。
c. 由于工件溫度升高，會使軸產(chǎn)生彎曲。例如，在重型車床加工長軸時，溫度升高到一定時，工件會伸長，但由于兩距離未變，結(jié)果工件由于無法在長度方向伸長而發(fā)生彎曲。因此，在車長軸時，盡量降低溫度，同時還必須經(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，在切削過程中，由于表面層塑性變形，也會產(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.但當工件從夾具或車床上卸下時，就要產(chǎn)生變形.解決這個問題，一般采用時效處理方法。
3. 引起徑向跳動的原因
前項尖脈動；中心孔不圓或有切屑等臟物；當然有橢圓度的工件表面也會引起徑向跳動。
三、表面粗糙度達不到要求的主要原因
1.車床剛性不足
如拖板塞鐵松動、傳動不平衡而引起振動.當然，車床安裝不穩(wěn)固也會引起振動，由于振動而造成工件表面粗糙度降低.
2.車刀剛性不足引起振動
所以盡可能選用粗刀桿，減少車刀伸出一長度；工件剛性不足也會引起振動，故在車削細長軸時要應(yīng)用中心架，或用一夾一頂來代替兩裝夾。
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，把問題消滅在萌芽狀態(tài)，提高工件精度，滿足設(shè)計要求。
一、尺寸精度達不到要求的原因及其解決方法
1. 由于操作者不小心，測童時出差錯，或者刻度盤搞錯和使用不當
所以在測量時，要認真仔細，正確使用刻度盤是非常重要的，就中拖板手柄刻度盤來說，各種型號車床的刻度盤是不相同的，每一小格刻度盤可用下面公式計算：
刻度轉(zhuǎn)一格車刀移動距離=拖板絲杠距離/刻度盤總共刻線格數(shù)(mm)
知道每格刻度值以后，在使用時還要注意因為絲杠與螺母之間有間隙，有時刻度盤雖然轉(zhuǎn)動，但車刀不一定會移動，等間隙轉(zhuǎn)完以后車刀才移動。所以在使用時，如果刻度轉(zhuǎn)過格數(shù)過頭了，絕不允許只倒轉(zhuǎn)幾格，而是要倒轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)以后，再重新對準刻度。
2. 量具本身有誤差或使用時沒有放正
使用量具之前，須仔細檢查和調(diào)整，使用時要放正。
3. 由于溫度的變化，使工件尺寸改變
在切削時，切屑發(fā)生變形，切屑的各個分子彼此間相互移動，而它們在移動時發(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去測量。如果一定要側(cè)量，在車削時澆注足夠的切削液，不使工件溫度升高；其次用粗精車分開的方法。
4. 毛坯余全不夠
毛坯本身彎曲沒有校直，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，如果是滑動軸承，那么當載荷大小及方向不變時，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)。當主軸轉(zhuǎn)過90°時，主軸的中心位置變動了，這樣主軸在旋轉(zhuǎn)一周過程中有兩個中心位置，車刀的背吃刀量有變化，而使工件產(chǎn)生橢圓度。軸承孔的橢圓度對工件沒有影響。
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而成橢圓
d. 前擺動。
2. 產(chǎn)生母線不直(育曲、凸形、鞍形)和錐度的原因
a. 車床導軌與主軸中心線相互位置不正確，特別是在水平。如導軌彎曲，工件產(chǎn)生凸或凹形，導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軌不平行，產(chǎn)生錐度。
c. 由于工件溫度升高，會使軸產(chǎn)生彎曲。例如，在重型車床加工長軸時，溫度升高到一定時，工件會伸長，但由于兩距離未變，結(jié)果工件由于無法在長度方向伸長而發(fā)生彎曲。因此，在車長軸時，盡量降低溫度，同時還必須經(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，在切削過程中，由于表面層塑性變形，也會產(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.但當工件從夾具或車床上卸下時，就要產(chǎn)生變形.解決這個問題，一般采用時效處理方法。
3. 引起徑向跳動的原因
前項尖脈動；中心孔不圓或有切屑等臟物；當然有橢圓度的工件表面也會引起徑向跳動。
三、表面粗糙度達不到要求的主要原因
1.車床剛性不足
如拖板塞鐵松動、傳動不平衡而引起振動.當然，車床安裝不穩(wěn)固也會引起振動，由于振動而造成工件表面粗糙度降低.
2.車刀剛性不足引起振動
所以盡可能選用粗刀桿，減少車刀伸出一長度；工件剛性不足也會引起振動，故在車削細長軸時要應(yīng)用中心架，或用一夾一頂來代替兩裝夾。
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，把問題消滅在萌芽狀態(tài)，提高工件精度，滿足設(shè)計要求。
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