臥式車床在加工時工件表（biǎo）麵（miàn）波（bō）紋的成因及其對策
2022-11-2 來源：白城市第一職業（yè）高中 作者（zhě）：孫崴
摘要：表（biǎo）麵波紋是臥式車床加工過程中普遍存在的問題，表麵波（bō）紋的（de）存在既影響工件的美觀性，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（duì）其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（jiàn）表麵波紋的（de）成因進行詳細分（fèn）析，並提（tí）出了相應的處理解決（jué）措施，以供相關人員參考（kǎo）。
關鍵詞：臥式車床（chuáng）；工件加工；表麵波紋
當臥式車床使用了較長時間後，在（zài）車削工件環（huán）節很容（róng）易因為各種因素的影響，使工件（jiàn）外圓部位或者（zhě）端麵出現（xiàn）波紋現象。比如：部分工件（jiàn）表（biǎo）麵（miàn）的波紋呈螺旋形狀，部分工件表（biǎo）麵的波紋雜亂無章，找（zhǎo）不到任何規律；部分工件表麵的波紋等距離，部分工件表麵的波紋與工（gōng）件軸線垂直，部分工件表麵的波紋形狀與工件軸線平行。分析這些工件外圓部位或者端麵的波紋可以發現，導致波紋形成的原因不盡相同。但是，任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（shēng）產質量與使用性能產生影響（xiǎng）。所以，
必須要對工件表（biǎo）麵波（bō）紋的成因進行分析，並采取針對性的處理措（cuò）施。
1. 臥式車床在加工時工件表麵波紋的成因（yīn）分析
1.1 等距離波紋（wén）的成因（yīn）
在（zài）臥式車床加工過程中，經常發現工件表（biǎo）現出現圓圈狀的波紋，與工件軸（zhóu）線相垂直且間距相同，這就是等距離波紋。如果工作人員（yuán）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）距離，就可以看（kàn）到相同的標記。所
以等距離波紋的波峰（fēng）與波穀高度（dù）差非常大，導致等距離波紋的產生主要與以下3 個方麵因素（sù）有關。
（1）溜板會在床身導軌上做縱向運動，但受到臥式車床傳動件的影響，溜板還（hái）會按（àn）照某一個運動周期在上下方（fāng）向或者左（zuǒ）右方向上（shàng）做運動，之後溜板曲（qǔ）線式（shì）的運動軌跡就會被留（liú）到工（gōng）件外圓部位。
（2）如果臥式車床的使用（yòng）年限較長，齒條、齒輪等部（bù）件出現了不同程度的磨損（sǔn），那麽相應（yīng）的加工精度或者配合精度就會逐漸降低，使工件出現等距離波紋。例如，如果（guǒ）齒條磨損過於嚴重或者齒輪軸磨損（sǔn）過於嚴重，致使加工精度
偏低；或者齒條與床身導軌麵（miàn）的配合精度偏低、齒輪軸與溜（liū）板箱孔的配合精度偏低，都會使工件表麵出現等距（jù）離波紋，隻是（shì）波紋的距離與齒條周節相同。
（3）如果在工件的端麵上也產生了等距離波紋，可（kě）以明確其產（chǎn）生原因與傳動機構有關。總而言（yán）之，無論哪一種都（dōu）會讓原本前進的中拖板出現左（zuǒ）右方向上（shàng）移動，並在工件外圓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（chéng）中，工件表麵也經（jīng）常出現雜亂無章（zhāng）的波紋，即波紋雜亂而多（duō）樣，沒有（yǒu）任何規律，且間斷性（xìng）的出（chū）現。一般情況下，導致雜亂無章波紋出（chū）現的原因有以下 3 種：
①主軸的軸承在高速旋轉時（shí）產生磨（mó）損，在旋（xuán）轉過程中因為（wéi）無法保持均勻（yún）的受力形成振（zhèn）源，導致主軸振動；
②主軸與相應（yīng）的配（pèi）合零件之間出現了誤（wù）差。這樣一來，如（rú）果主軸處於高速運轉狀態，就會在（zài）誤差的（de）影響下做出不規則軸（zhóu）向運動；
③在設備長期運轉狀態（tài）下（xià），主軸（zhóu）箱體（tǐ）孔出（chū）明（míng）顯磨損老化現象，主軸殼體軸承孔（kǒng）在垂直方向上與主軸回轉軸線之間出現誤差，使殼體與軸承之間無法緊密貼合。
1.3 螺旋狀波（bō）紋（wén）
所謂螺旋狀波紋，就是形成與螺紋相似波（bō）紋（wén），兩個相鄰波紋之間有間（jiān）距但（dàn）沒有完全重合。主要與以下（xià） 3 方麵有關：
①工（gōng）件表麵（miàn）與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標準。
無論哪一方麵原因都會在縱向進刀時使工件與刀具（jù）發生共振，進而在前後方向上出現不同程度的（de）位移。這樣工件（jiàn）的切削厚度的統一性（xìng）就無法得到有效保證，工（gōng）件表麵就會出現或高或低的波紋（wén）。而且工件與刀具之間的振動屬於強迫振動，與機床外部的振源或者機床其他部分的振動有關。所以振動頻率（lǜ）大小（xiǎo）既受到外界（jiè）幹擾力頻率的影響，也（yě）與主軸組件本身不平衡有關（guān）。另外，在臥式車床運行過程中，如果工藝係統產（chǎn）生振動就可能誘發自激振動，工件與刀具之間的相互位置（zhì）就會受到幹擾，使它們之間除了（le）正常的切削運動外，還會出現周（zhōu）期（qī）性的顫動，使工件表麵出現螺旋狀波紋。出現螺旋狀波紋時，常伴有刺耳的響聲。
2. 臥式（shì）車床在（zài）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（yòng）檢（jiǎn）驗棒、塞尺或者刀口（kǒu）尺（chǐ）等（děng）工具對光（guāng）杠（gàng）與齒輪內孔的同軸度誤差進行測量。如果（guǒ）誤差較大，可以將比誤差值稍厚的導軌板（bǎn）粘結到溜板平導軌麵上，再通過合研（yán）修刮的方式縮小誤差，使光杠與齒輪孔（kǒng）同心。需要注意的是，為了保證（zhèng）角度導軌的粘結厚度可以滿足溜板的（de）抬高要（yào）求，消除水平方向的誤差，必須要安排專業的技術人員對其進行嚴格而細致的計算（suàn）。如果誤差值（zhí）不大（dà），那麽可以根據誤（wù）差值將溜（liū）板上與溜板箱的結合麵（miàn）刨（páo）去（qù），抬高溜板箱（xiāng），再對中拖板絲杠上的齒（chǐ）輪進行處理，使其負變位（wèi），以此來保證齒（chǐ）合。
（2）對光杠的（de）彎（wān）曲度進行測量。即針對兩個 V 型鐵，在加（jiā）上光杠之後（hòu），測量其彎（wān）曲度。在（zài）這一過程中，可以使用百分表這（zhè）一測量儀器（qì）。如果百分表（biǎo）的表頭先與（yǔ）光杠上的母線中間（jiān）位置接觸，然後再對光杠轉動，那麽從百分表上讀取出來的數，再除以 2 就是光（guāng）杠的彎曲（qǔ）度。為了提升測量結果的準確度（dù），可以將光杠上母線中間位置的相（xiàng）鄰位置進行分別測（cè）量，從而在明確光杠彎曲最高點的同時，了解光杠彎曲度的最（zuì）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（fǎ）對光杠進行校正，解決光杠受力彎曲的問題。
（3）將壓鉛絲法應用到齒輪與齒條之間（jiān）。即（jí）：使用油脂，在齒輪上粘上直徑為頂間隙 1.25~1.50 倍的軟鉛絲，然後對齒輪（lún）施力使其轉動。當鉛絲出現在齒輪與齒條結（jié）合麵上，受擠壓力的影響（xiǎng）就會（huì）發生變（biàn）形，鉛絲的厚度（dù）就（jiù）是齒輪與齒條之間（jiān）的間隙值（zhí）。因此隻需要用遊標卡尺測出鉛（qiān）絲厚度就可以調整齒條位置（zhì），使齒輪與齒條的（de）齧合狀態恢複。
（4）針對工件斷麵的等距離（lí）波紋，可以采取以下 3 個步驟進行處理解決。
①先將中（zhōng）拖板（bǎn）絲（sī）杠（gàng）進行校直處理，再利用反壓緊（jǐn）法進行處理。
②將絲杠的心與（yǔ）絲母的心進行嚴格的統一，使其保（bǎo）持一致，然後再（zài）利用（yòng）餘（yú）量合研修刮法進行處理（lǐ）。
③對斜（xié）鐵施加以相應（yīng）的調整措施，將導軌間隙進行消除。
2.2 雜亂無章波紋的解決對策
（1）對主軸中出現磨損的軸承進行更換，在安裝（zhuāng）新的軸承時，需要對誤差相（xiàng）消的方法進行有效的應用。即將軸（zhóu）承外圈（quān）跳動最高的點與主軸箱孔跳動最低的點進行（háng）對準，將軸承內孔（kǒng）跳動最高的點與主軸軸徑跳動最低的點進行對（duì）準，將誤（wù）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（miàn）軸承、殼體等零（líng）件的間隙進（jìn）行調整，並予以（yǐ）消除，加強主軸軸向竄動量的控（kòng）製。在調整過（guò）程中，需要先將主軸上的傳動齒（chǐ）輪（lún）脫開，然後旋轉主軸，調整圓螺母，直到其鬆緊度（dù）符合相關
要求。
（3）主要在數控鏜床（chuáng）上，以主軸箱後軸承孔（kǒng）為標準對主軸箱進行（háng）找正處（chù）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（gōng），並在鋼套內徑處留有充足的加工餘量。然後，借助（zhù）冷縮法鑲（xiāng）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（bō）紋的解決對策（cè）
（1）對主軸軸承進行調整，確保主軸的徑向間隙符合相關精度標（biāo）準（zhǔn），使軸向竄動量達到相關要求。
（2）對刀具進行壓緊處理，將鬆動現象進行消除。與此同時，還（hái）要盡（jìn）可能的消除（chú）外界幹擾力的（de）影（yǐng）響。最後，在選擇刀（dāo）杆（gǎn）的時候，要加強刀杆剛（gāng）性的控製。
（3）在日常工作中（zhōng），也要對工藝係統的平衡性（xìng）進行校正（zhèng），並根據實際情況進行動平衡處理（lǐ）；加（jiā）強臥式車床的檢（jiǎn）修、維護與保養，及時發現主軸（zhóu）軸承、刀具以及其他部件（jiàn）的潛在（zài）運行隱患（huàn），並采取針對性的消除措施；對工件與刀具的接（jiē）觸情況進行檢查，然後再采取針對性的方（fāng）式提升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（chéng）因。在臥式車床加工過程中，工件表麵經常出（chū）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，並找出導致這一波紋形（xíng）狀出現的根（gēn）本原因，才能夠針（zhēn）對性地采（cǎi）取解決策略。隻有（yǒu）這樣（yàng），才能有（yǒu）效提升工件（jiàn）加工質量，將工件的（de）使用性能充分發揮（huī）出來。在尋找工件表麵波紋成因與處理解決過（guò）程中，需要（yào）做到以下幾（jǐ）個方麵：
①技術人員要（yào）秉持認真、負責的工作（zuò）態度，對臥式車床進行科學合理的保養與調整，使（shǐ）臥式車床的加工精度達到最佳；
②對臥式車床（chuáng）的車削原理進行全麵的分析與理解，並以此為基礎加強車削用量的控（kòng）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（jiā）工質量，降低人為因素或者外界（jiè）因素對工件加工質量的（de）影（yǐng）響（xiǎng）；
④對各種型號的刀具進行正確的使用，並（bìng）延長刀具的使用壽命，提升（shēng）臥式車床的運（yùn）行效率（lǜ）。
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