加工轴类零件的过程中,由于种种原因,会遇到精度和表面粗糙度达不到要求等问题,下面介绍出现这些问题的主要原因及解决方法。
(1)尺寸精度达不到要求的原因及其解决方法
①由于操作者不小心,测量时出差错,或者标记盘搞错和使用不当,都会影响尺寸精度。因此在测量时,要认真仔细,正确使用标记盘是非常重要的。
例如,各种型号车床的中拖板手柄标尺是不相同的,每一小格标记可用下面公式计算,标记转一格,车床移动距离=拖板丝杠距离/标尺总共标记格数(mm)。知道每格标记值以后,在使用时还要注意:由于丝杠与螺母之间有间隙,有时标尺虽然转动,但车刀不一定会移动,等间隙转完以后车刀才移动。所以在使用时,如果标记转动超过格数,绝不允许只倒转几格,而是要倒转一圈以后,再重新对准标尺标记。
②量具本身有误差或使用时没有放正。使用量具之前,须仔细检查和调整,使用时要放正。
③由于温度的变化,使工件尺寸改变。在切削过程中,切屑发生变形,切屑的各个分子彼此间相互移动,而它们在移动时发生摩擦而产生了大量的热。此外,由于切屑与刀具前面发生摩擦,刀具后面与工件表面发生摩擦也产生热量,这些热量就直接影响到刀具和工件上去。
例如,车削加工时,热量最高的是切屑(约占75%),其次是车刀(约占20%)和工件(约占4%,还有1%在空气中)。当工件受热后直径就增大(约0.01~0.05mm,铸铁变化比钢料大),冷却后直径收缩,造成了废品。因此,不能在工件温度很高时去测量。如果一定要进行测量,在切削时浇注足够的切削液,不使工件温度升高;其次用粗车、精车分开的方法。
④毛坯余量不够。由于毛坯本身弯曲没有校直,或者中心孔打偏等原因造成毛坯余量不足。
(2)几何形状精度和相互位置精度达不到要求的主要原因及解决方法的
①发生椭圆度的原因主轴轴颈的椭圆度是直接反映到工件上去的,如果是滑动轴承,则当载荷大小及方向不变时,主轴轴颈在载荷作用下被压在轴承表面的一定位置上(由于主轴与轴承之间有间隙)。当主轴转过90°时,主轴的中心位置变动了,这样主轴在旋转一周过程中有两个中心位置,车刀的背吃刀量有变化,而使工件产生椭圆度。当毛坯余量不均匀,加上主轴与轴承之间有间隙,在切削过程中背吃刀量也会发生变化。
前后中心孔不吻合(两中心孔与工件中心成一角度),中心孔与顶尖只接触到一边,磨损不均匀造成轴向窜动而成椭圆前顶尖摆动。
②产生母线不直(弯曲、凸形、鞍形)和锥度的原因车床导轨与主轴中心线相互位置不正确,特别是在水平方向。如导轨弯曲,工件产生凸形或凹形;床面导轨与主轴中心线不平行产生锥形等。
由于工件温度升高,会使轴产生弯曲。例如,在重型车床加工长轴时,温度升高到一定时,工件会伸长,但由于两顶尖距离未变,结果工件由于无法在长度方向伸长而发生弯曲。因此,在车长轴时,尽量降低温度,同时还必须经常退一下后顶尖。
工件内应力的影响。工件内部往往存在内应力,在切削过程中,由于表面层塑性变形,也会产生内应力,这种内应力在工件内部呈平衡状态,使工件保持一定形状。但当工件从夹具或车床上卸下时,就要产生变形。解决这个问题,一般采用时效处理方法。
(3)表面粗糙度达不到要求的主要原因及解决方法
①机床刚性不足,如拖板塞铁松动、传动不平衡而引起振动,当然,机床安装不稳固也会引起振动,由于振动而造成工件表面粗糙度降低。
②刀具刚性不足引起振动,所以尽可能选用粗刀杆,减少刀具伸出长度;工件刚性不足也会引起振动,故在切削细长轴时要应用中心架,或用一夹一顶来代替两顶尖装夹。
③车刀切削部分几何参数不正确。可以根据工件材料的可切削特性选用合理、合适的切削角度,降低表面粗糙度。
④由于积屑瘤的产生,使工件表面粗糙度降低。积屑瘤非常牢固,切削时由于积屑瘤的参与,使工件表面出现拉毛或一道道划沟痕的现象,切削时应尽量避免其产生。
结合上述原因分析,在加工轴类零件精度中应做到早知道早预防,把问题消灭在萌芽状态,提高工件精度、满足设计要求。