臥式車床在加工時工件表麵波紋（wén）的成因（yīn）及其對策（cè）
2022-11-2 來源：白城市第一職業高中 作者（zhě）：孫崴
摘（zhāi）要：表麵波紋是臥式車床加工過程中普（pǔ）遍存在的問題，表麵波（bō）紋的存在（zài）既影響工件的（de）美觀性，又影響工件（jiàn）的使用性能，甚至使（shǐ）零件失去應有的效用，必須要（yào）對其進行科學合理的處理與（yǔ）解決。文（wén）章針對臥式車床在加工時工件表麵波紋的成因進（jìn）行詳細分析，並提出（chū）了相應的處理解決措（cuò）施，以供（gòng）相關（guān）人員參考。
關鍵詞：臥式（shì）車床；工件加工；表（biǎo）麵波紋
當（dāng）臥式車床使用了較長時間後，在車削工件環節很容易因為各種因素的影響，使工件外圓部位或者端麵出現波紋現象。比如：部分工件表（biǎo）麵的波紋呈螺旋形狀，部（bù）分工件表麵的波紋雜亂無（wú）章，找不到（dào）任何規律；部分工件表（biǎo）麵的波紋等距離，部分工件表麵的波紋與工件軸線垂直，部分工件表麵的波紋形狀與工（gōng）件軸線平行。分析這些工（gōng）件外圓部位或者端麵的波紋可以發現，導致波紋（wén）形成的原因不盡相同（tóng）。但是，任何原因導致的工件外圓部（bù）位或者端麵波紋都會對工件的生產質（zhì）量與使用性能產生影響。所以，
必須要（yào）對工件表麵波紋的成因進行分析，並采取針對性的處理措施。
1. 臥式車（chē）床（chuáng）在加工（gōng）時工件表麵波紋（wén）的成（chéng）因分析
1.1 等距離波紋的成因
在（zài）臥式車床加工過程中，經常發現工件表（biǎo）現出（chū）現圓圈狀的波紋（wén），與工件軸線相（xiàng）垂直且（qiě）間距相同，這就是等距離波紋。如果工作人員使用記號筆，在工件上做一個標記，那麽軸向方向上，每隔一段（duàn）距（jù）離，就可以看到相同的標記。所
以等距離波（bō）紋（wén）的波峰與波穀高度差非常大，導致等距離波紋的產生主（zhǔ）要與以下3 個方麵（miàn）因素（sù）有關。
（1）溜板（bǎn）會（huì）在床身導軌上做縱向運動，但受到（dào）臥式車（chē）床傳動件的影響，溜板還會按照某一個運動（dòng）周期在上下（xià）方向或者（zhě）左右方向上做運動（dòng），之後溜板曲線式的運動軌跡就會被留到（dào）工件外圓（yuán）部位。
（2）如果臥式車床的使用年限較長，齒條、齒輪等部件出（chū）現了不同程度的磨損（sǔn），那（nà）麽（me）相應的加工精度或者配合精度就（jiù）會逐漸降低，使工件（jiàn）出現等距離波紋。例如，如果齒條磨損過於嚴重或（huò）者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（dù）偏（piān）低、齒輪軸與溜板箱孔的配合精度偏低，都會使工件表麵出現（xiàn）等距離波紋，隻是波紋的距離與齒條周節相同。
（3）如果在工件（jiàn）的端麵上（shàng）也產生（shēng）了等距離波紋，可以明確其產生原因與傳動機構（gòu）有關。總而言之（zhī），無論哪一種都會讓原本前進（jìn）的中拖板出現左右方向上移動，並在工件外圓部（bù）位或者端（duān）麵上留下規律性曲線。
1.2 雜（zá）亂無章的波紋
在臥式車床加工過程（chéng）中，工件表麵也經常出現雜亂無（wú）章的波紋（wén），即波紋雜亂而多樣，沒（méi）有任何規律，且間斷（duàn）性的出現。一般情況下，導致雜（zá）亂（luàn）無章波紋出（chū）現（xiàn）的原因有以下（xià） 3 種：
①主軸（zhóu）的軸承在高速旋轉時產生磨（mó）損，在旋轉過程中因為無法保持（chí）均勻的受力形成振源（yuán），導致主軸振動；
②主軸與相應（yīng）的配合零件之間出現了誤差。這（zhè）樣一來，如果主軸（zhóu）處於高速運轉狀態，就（jiù）會在誤差的影響下做出（chū）不規則軸向運（yùn）動；
③在設備長期運（yùn）轉狀態下，主軸箱體孔出明顯磨損老化現（xiàn）象，主軸殼體軸承孔在垂直方向上與（yǔ）主軸回轉（zhuǎn）軸線之間出現（xiàn）誤差，使殼體與軸承之間無法緊密貼合。
1.3 螺（luó）旋狀波紋
所謂螺（luó）旋狀波紋，就是形成與螺紋相似波紋（wén），兩個相鄰（lín）波紋之間（jiān）有間距但沒有完（wán）全重合。主要與（yǔ）以下 3 方（fāng）麵有關：
①工件表麵與主軸之間貼合（hé）不緊密；
②刀具加持（chí）太鬆；
③刀杆的剛性沒有達到相關標（biāo）準。
無論哪一方（fāng）麵原因都會在縱向進刀時使工件與刀具發生共振，進而在前後方向上出現不同程度的位移。這樣工件的切削（xuē）厚度的統一性就無法得到有效（xiào）保證（zhèng），工件表（biǎo）麵就會出現或高或低的波紋。而且工件與刀具（jù）之間的振動屬於強迫振動，與機床外部的振源或者（zhě）機床其（qí）他部分的（de）振動有關。所（suǒ）以振動頻率大小既受到外界幹擾力頻率的影響，也與主軸組件（jiàn）本（běn）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動就可能誘發自激振動，工件與刀具之間的相互位置就會受到幹擾，使（shǐ）它們之間除了正常的切削運動外（wài），還會出（chū）現周期性的顫動，使工件表（biǎo）麵出現螺旋狀波（bō）紋。出（chū）現螺（luó）旋狀波紋（wén）時，常伴有刺耳的響聲。
2. 臥式（shì）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（chǐ）或者刀口尺等工具（jù）對光杠與齒輪內孔的同軸度誤差進行測量。如果誤差較大，可（kě）以將（jiāng）比誤差值稍厚的導軌板粘結到溜板平導軌麵（miàn）上，再通（tōng）過合研修刮（guā）的方式縮小誤差，使光（guāng）杠與齒輪（lún）孔同心。需（xū）要注意的是，為了保證角度導軌的粘結厚度可以滿足溜板的抬高要求，消除（chú）水平方向的誤差，必（bì）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（kě）以根據誤差值將溜板上與溜（liū）板箱的結合（hé）麵刨去，抬高溜板箱，再對中拖板絲杠上的齒輪進行處理，使其負變位，以此來保證齒合。
（2）對光杠的彎曲度進行測量。即針對兩個 V 型（xíng）鐵，在加上光杠之後，測量其彎曲度。在這一過程中，可以使用百分表這一測量儀器。如果百分（fèn）表的表頭先與光杠上的母線（xiàn）中間位置接觸（chù），然後再對光杠（gàng）轉動，那麽從百分（fèn）表上讀取出來的數（shù），再除以 2 就是（shì）光杠的彎曲度。為了提（tí）升測量（liàng）結果的準確（què）度，可以將光杠上母線中間位置的相鄰位（wèi）置進行分別測量，從（cóng）而在（zài）明確光杠彎曲（qǔ）最高點的同時，了（le）解光杠彎曲度的最大值。在明確了光杠的彎曲度之後，就（jiù）可以（yǐ）使用相應的方法對光杠（gàng）進行校正，解決（jué）光杠受力彎曲的問題。
（3）將壓鉛絲法應用到（dào）齒輪與齒條之間。即：使（shǐ）用油脂，在齒（chǐ）輪上粘上（shàng）直徑為頂間隙 1.25~1.50 倍的軟鉛（qiān）絲，然（rán）後（hòu）對齒輪施力使其轉動。當鉛絲出現在齒輪（lún）與齒（chǐ）條結合麵上（shàng），受擠壓力的影響就（jiù）會發（fā）生（shēng）變形，鉛絲的厚度就是齒輪（lún）與齒條之間的間隙值（zhí）。因此隻需要用遊標卡尺測（cè）出鉛絲厚度就可以（yǐ）調整齒條位置，使齒輪與齒條的齧合狀態恢複。
（4）針對工件斷麵的等距離波紋，可以采取以下 3 個步驟（zhòu）進行處理（lǐ）解（jiě）決。
①先（xiān）將中（zhōng）拖板絲杠進行校直處理，再利用反壓緊法進行處（chù）理。
②將絲杠的心與絲母的心進行嚴格的統一（yī），使其保持一致，然後再利用餘量合研（yán）修刮法進行處理。
③對斜鐵施加以相應的調整措施，將導軌間隙進行消除。
2.2 雜亂無章波紋（wén）的解決對策
（1）對主軸中出現磨（mó）損的軸承進行更換，在安裝（zhuāng）新的軸承時，需要對誤（wù）差相消的方法（fǎ）進行有效的應用。即將軸承外圈跳動最高的（de）點與主軸箱孔跳動最低的點進行對準（zhǔn），將軸承內孔跳動最高的點與主軸軸徑跳動最低的點進行對準，將誤差控製到最低，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）進行調整，並予以消除，加強主軸軸向（xiàng）竄動量的控製。在調整過（guò）程中，需要先將主軸上的（de）傳動齒輪脫（tuō）開，然後旋轉主軸，調整圓螺母，直到（dào）其鬆緊度符合相關
要求。
（3）主要在（zài）數控鏜床上，以主軸箱後軸承（chéng）孔為標準對主軸箱進行找正處理，確保主軸箱前軸承鏜大 8~10m 。
之後，再對鋼套的外徑進行加工，並在鋼套內徑處留有充足的加工餘量。然後，借助冷縮法鑲入鋼套，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（zhuàng）波紋（wén）的解決對策
（1）對（duì）主軸軸承進（jìn）行調整，確保主軸的徑向間隙符合相關精度標準，使軸向（xiàng）竄動量達到相關要求。
（2）對刀具進行壓緊處理，將鬆動現象進行（háng）消除。與此（cǐ）同時，還要盡可能的消除外界幹擾力的（de）影響。最後，在選擇刀杆的時候，要（yào）加強刀杆剛性的控製。
（3）在日常工作中，也要對工藝係統的平衡性進行校正，並根據實際情（qíng）況進行（háng）動平衡處理；加強臥式車床的檢修、維護與保養，及（jí）時發現主軸軸承、刀具以及其他部件的潛在（zài）運行隱患，並采取針對性的消除措施；對工件與刀具（jù）的接觸情況進行檢查（chá），然（rán）後再采取針對性的方式提（tí）升（shēng）二者之間的接觸良好性。
3. 結語
綜上所述，不同形式的波紋形狀有著不同的成因。在臥式車床加工過程中，工件表（biǎo）麵經常出現等距離波紋、雜亂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（yī）波紋形狀出現的根本原因，才能夠針對（duì）性地采取解（jiě）決策略。隻有這樣，才能有效提升（shēng）工件加工質量（liàng），將工件的使用性能充分發揮出（chū）來。在尋找工件表麵波（bō）紋（wén）成因與處理解決過程中，需要做（zuò）到以下幾個方麵：
①技術人員要（yào）秉持認真（zhēn）、負（fù）責的工作態度（dù），對臥式車床（chuáng）進行科學合理的保養與調（diào）整，使臥式車床的加工精度達（dá）到最佳；
②對（duì）臥式車床的車削原理（lǐ）進行（háng）全麵的分析與（yǔ）理解（jiě），並以此為基礎加強車削用量的控製（zhì）；
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（dī）人（rén）為因（yīn）素或者外界因素對工件加工質量的影響；
④對各種型號的刀具進行正確的使用，並延長刀具的使（shǐ）用（yòng）壽命，提升臥式車床的運行效率（lǜ）。
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