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臥式車床在加工時工件表（biǎo）麵波紋的成因及其對策

2022-11-2 來源：白城市第一職業高中作者（zhě）：孫崴

摘（zhāi）要：表麵（miàn）波紋是臥式車床加工過程中普遍存在的問題，表（biǎo）麵波（bō）紋的（de）存在既（jì）影響工件的美觀性，又影響工件的使用性能，甚至使零件失去應有的效用，必須要對其（qí）進行科學合理的處理與解決。文章針對臥式車床在加工時工件表麵波紋的成因進行詳（xiáng）細（xì）分析，並提（tí）出（chū）了相應的（de）處理解決（jué）措施，以供相關人員（yuán）參考。

關鍵詞：臥式車床；工件加工（gōng）；表（biǎo）麵波紋（wén）

當（dāng）臥式車床使用了較（jiào）長時間後，在車削工件（jiàn）環節很容易因為各種因素的影響，使（shǐ）工件外圓部位或者端麵出現波紋現象。比如：部分（fèn）工件表麵的波（bō）紋（wén）呈螺旋形狀，部分工件表麵的（de）波紋（wén）雜亂無章，找不到任何規律（lǜ）；部分（fèn）工件表麵的波紋（wén）等距離，部分工件表麵（miàn）的波紋與工件軸線垂直，部分工件（jiàn）表麵的波紋形狀與工件軸線平（píng）行。分析這些（xiē）工件（jiàn）外圓部位或者端麵的波紋可以發現，導致波紋形成（chéng）的原因不盡相同。但是，任（rèn）何原因導致的工件外圓部位或者端麵波紋都會對工件的生產質量與使用性能產生影（yǐng）響。所以，

必須要對工件（jiàn）表麵波紋的成因進行分析，並采取（qǔ）針對性的處理（lǐ）措施。

1. 臥式車床在（zài）加（jiā）工時（shí）工件（jiàn）表麵波紋的成因分析

1.1 等距離波紋的（de）成因

在臥式車（chē）床加工過程中，經常發現工件表現出現（xiàn）圓圈狀的波紋，與工件軸線相垂（chuí）直且間距相同，這就是（shì）等距離波紋。如果工作人員使用記號筆，在（zài）工件上做一個標記，那麽（me）軸向方向上，每隔（gé）一段距（jù）離，就可以（yǐ）看到相同的（de）標（biāo）記。所

以等距離波紋的波峰與波穀高度（dù）差非常大（dà），導致等距離波紋的產生主要與以下3 個方麵因素有關。

（1）溜板會在床身（shēn）導軌上做縱向運動，但受到（dào）臥式車床傳動件的影響，溜板還會按照某（mǒu）一（yī）個運動周期在上下方向或者左右方向上做運動，之（zhī）後（hòu）溜板曲線式的運動軌跡就會被留到工件外（wài）圓部（bù）位。

（2）如果臥式車床的使用年限（xiàn）較長，齒（chǐ）條、齒輪（lún）等部（bù）件出現了不同程度的磨損，那麽相應（yīng）的加工精度或者配合（hé）精度就會逐漸降低，使工件出（chū）現等距離波紋。例如，如（rú）果齒條磨損過於嚴重或者（zhě）齒輪軸磨損過於嚴重，致使加工精度

偏低；或者齒條與床身導軌麵的配合精度偏低、齒輪軸與溜板箱孔的配合精度偏低（dī），都會（huì）使工件表麵出（chū）現等距（jù）離波紋，隻是波紋的距離與齒條周節相同。

（3）如果在（zài）工件的端（duān）麵上也產生了等距離波紋，可以明確其產生（shēng）原因與傳動機構有（yǒu）關。總而言之（zhī），無論哪一種都會讓原本前進的中拖板出現左右方向上移動，並在工件外圓（yuán）部位或者端麵上留下規律性曲線。

1.2 雜亂無章的波紋

在臥式車床加工過程中，工件表麵也經常出現雜亂無章的波（bō）紋（wén），即波紋雜亂（luàn）而多樣，沒有任何（hé）規律，且間斷性的（de）出現（xiàn）。一般情況下，導（dǎo）致雜亂無章波紋出現的（de）原因有以（yǐ）下 3 種：

①主軸的軸承在高速旋（xuán）轉時產生磨損，在旋轉過程中因為無法保持均勻的受力形成振源，導致（zhì）主軸振動；

②主軸與相應的配合零件之間出現了誤差。這樣一來，如果主軸處於高速運轉狀態，就會在（zài）誤差的影響下做出不規則軸向運動（dòng）；

③在（zài）設備長期運轉狀態下（xià），主軸箱體孔出明顯磨損老（lǎo）化現象，主軸殼體軸承孔在垂直方向上與主軸回轉軸線之間出現誤差（chà），使殼體與軸（zhóu）承之間無法緊密貼合。

1.3 螺旋狀波紋

所謂螺旋狀波紋，就（jiù）是形（xíng）成與螺紋相似波紋，兩個相鄰波紋之間有（yǒu）間（jiān）距但沒有完全（quán）重合。主要與以下 3 方麵有關：

①工件表（biǎo）麵與（yǔ）主軸之間貼合不緊密；

②刀具加持太鬆；

③刀杆的剛性沒有達到相關（guān）標準。

無論哪一方麵原因都會在縱向進刀時使工件與刀具發生共振，進而在（zài）前後方向上出現不同程度的位移。這樣工件的（de）切削厚度的統一性就無法得到有效（xiào）保證，工件表麵就會（huì）出現或高或低的波紋。而且工件與刀具之間的振動屬於強迫振動，與機床外部的振（zhèn）源或（huò）者機床其他部分的振動有關。所以振動頻率大小既受到外（wài）界幹擾力頻率的影響，也（yě）與主軸組件本身不平衡有關。另外，在臥式車床運行過程中，如果工藝係統產生振（zhèn）動就可能誘發自（zì）激振動，工件與刀具（jù）之間的相互位置就會（huì）受到幹擾，使它們（men）之間除了正常的切削運動外，還會出現周期性的顫動，使工件表麵出現螺旋狀波紋。出現螺旋狀波紋時，常伴有刺（cì）耳的響聲。

2. 臥式車床在加工時工件表麵波紋的解決對策

2.1 等距離波紋的解決對策

（1）使用檢驗棒、塞尺或者刀口尺等工（gōng）具對光杠與齒輪內孔的同軸度誤差進行（háng）測量（liàng）。如果誤差較大，可以將比誤差值稍厚的（de）導軌板粘結到溜板平導軌麵上，再（zài）通過合研修刮的方式縮小誤差，使光杠與齒輪孔同心。需要注意的是，為了保證角度導軌的粘結厚度可（kě）以（yǐ）滿足溜板的抬高要求，消除水平方向的誤差（chà），必須要安排專業的技術人員對其進行嚴格而細致的計算。如果誤差值不大，那麽可以根據誤差值將溜板上與溜板箱的結合麵刨去，抬高（gāo）溜板箱，再對中拖板絲杠上的齒輪（lún）進（jìn）行處理，使其負變位，以此來保證（zhèng）齒合。

（2）對光杠的彎曲度進行測（cè）量。即針對兩個 V 型鐵，在加上光杠之後，測量其（qí）彎曲度。在這一過程中，可（kě）以使用百分（fèn）表這一測量儀器。如果（guǒ）百分表的表頭先與光杠上的母線中間位置（zhì）接觸，然後再對光杠轉動，那麽從百分表上讀取出（chū）來（lái）的數（shù），再除以 2 就是光杠的彎曲（qǔ）度。為了提升測量（liàng）結果的準確度，可以將光杠上母線中間位置的相鄰位置進行分別測量，從而在明確光杠彎曲最高點的同時（shí），了解光杠（gàng）彎曲度的最大值。在明（míng）確了光杠的彎曲度之後，就可以使用相應的方法對光杠進行校正，解決光杠（gàng）受力彎曲的問題。

（3）將壓鉛絲法應用到齒輪與齒條之間（jiān）。即：使（shǐ）用油脂，在齒輪上粘上（shàng）直徑為頂間隙 1.25~1.50 倍的軟鉛絲，然後對齒輪施力（lì）使其轉動（dòng）。當鉛（qiān）絲出現在齒（chǐ）輪與齒（chǐ）條結合麵上，受擠壓力的影響就會發生變形（xíng），鉛絲（sī）的厚度就是齒輪與齒條之間的間隙值。因此隻需（xū）要用（yòng）遊標卡尺測出鉛絲厚度就可以調整齒條位置，使齒輪（lún）與齒條（tiáo）的齧（niè）合狀態恢複。

（4）針對工（gōng）件斷（duàn）麵的等距離波紋，可以采（cǎi）取以下 3 個步驟進行處理解決。

①先將（jiāng）中拖板（bǎn）絲杠進行校（xiào）直處理，再利用反壓緊法進行處理。

②將（jiāng）絲（sī）杠的心與絲（sī）母（mǔ）的（de）心進行嚴格的統一，使其保持一致，然後再利（lì）用餘量合研修刮法進行處理。

③對斜鐵施加以相應的（de）調整措施，將導軌（guǐ）間隙進行消除。

2.2 雜亂無章波紋的解決對（duì）策（cè）

（1）對主軸中出（chū）現磨損的軸承（chéng）進行更換，在安裝新的軸承時（shí），需要對（duì）誤差相消的方法進行有效的應用。即將軸承外圈跳動最高的點與主軸箱孔跳動最低的點進（jìn）行對準（zhǔn），將軸承內（nèi）孔跳動最高的點與（yǔ）主軸（zhóu）軸徑跳動（dòng）最低的點進行對準，將（jiāng）誤差控製到最低（dī），將安裝精度提升到最高。

（2）對主軸後端的圓螺母進行調整，將平麵軸承、殼體等零件的間隙（xì）進（jìn）行調整，並予以消除，加強主軸軸向竄動量的控製。在調整（zhěng）過程（chéng）中，需要先將主軸上的傳（chuán）動齒輪脫開，然後（hòu）旋轉主軸，調整圓螺（luó）母，直到其鬆緊度符合相關

要求。

（3）主要在數控鏜床上，以主軸箱後軸承孔為標準對主軸箱進行找（zhǎo）正處理，確保主軸箱前軸承鏜大 8~10m 。

之後，再（zài）對鋼（gāng）套的外（wài）徑進行加工，並在鋼套內徑處留有充足的加工餘量。然後，借（jiè）助冷縮法鑲入鋼套，當溫度恢複正常之後，再按照主軸箱軸承外圈的大小，向外擴大 0.005~0.020mm 尺寸鏜成。

2.3 螺旋狀波紋的解決對策

（1）對主軸軸承進行調整（zhěng），確保主軸的徑向（xiàng）間隙符合相（xiàng）關（guān）精度標準，使軸（zhóu）向竄動量達到相關要求。

（2）對刀具進行壓緊處理，將（jiāng）鬆動現象進行消除。與此（cǐ）同（tóng）時，還要盡可能的消除外（wài）界幹擾力的影響。最後，在選擇刀杆的時候，要加強刀杆剛性的控製。

（3）在日常工作中，也要對工藝（yì）係統（tǒng）的平衡性進行校正，並根據實際情況（kuàng）進（jìn）行動平衡處理；加強（qiáng）臥式（shì）車床的檢修、維護與保養，及時發現主軸軸承、刀具以及其他部件的潛在運行隱患，並采取針對性的消除措施；對工件與刀具的接觸情況進（jìn）行檢查，然後再采取針對性的（de）方式提升（shēng）二者之（zhī）間的（de）接觸（chù）良好性。

3. 結語

綜上所述，不同形式的波紋形狀有（yǒu）著不同的成因。在臥式車床加工過程中（zhōng），工件表麵（miàn）經常（cháng）出現（xiàn）等距離（lí）波紋、雜亂（luàn）無章波紋以及螺旋狀波紋。隻要對工件表麵波紋的形狀進行分析，並找出導致這一波紋形狀出現（xiàn）的根本原因，才能夠（gòu）針對性地（dì）采取解決策略。隻有這樣，才能有效提升工件加工質量（liàng），將工件的使用性能充分發揮出來。在尋找工件（jiàn）表麵波紋成因（yīn）與處理解決（jué）過程（chéng）中，需（xū）要做到以下幾個方（fāng）麵：

①技術人員要秉持認真、負責的工作態（tài）度（dù），對臥式車床進行科學合理的保養與調（diào）整，使臥式車床的（de）加工（gōng）精度達到最佳；

②對臥式車床（chuáng）的車削原理進（jìn）行全（quán）麵的（de）分析與理解，並以此為基礎加強車削用量（liàng）的控製；

③根據工件的加工情況，采取正確的輔助手段，提升工件的加工質量，降低人為因素或者外界因（yīn）素（sù）對工件加工（gōng）質量的影響；

④對各種型號的刀具進行正確的使（shǐ）用，並（bìng）延長刀具的（de）使用壽命，提升臥式車床的（de）運行（háng）效率。

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