摘要：表面波紋是臥式車床加工過程中普遍存在的問題，表面波紋的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(yīng)有的效用，必須要對其進(jìn)行科學(xué)合理的處理與解決。文章針對臥式車床在加工時(shí)工件表面波紋的成因進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出了相應(yīng)的處理解決措施，以供相關(guān)人員參考。
關(guān)鍵詞：臥式車床；工件加工；表面波紋
當(dāng)臥式車床使用了較長時(shí)間后，在車削工件環(huán)節(jié)很容易因?yàn)楦鞣N因素的影響，使工件外圓部位或者端面出現(xiàn)波紋現(xiàn)象。比如：部分工件表面的波紋呈螺旋形狀，部分工件表面的波紋雜亂無章，找不到任何規(guī)律；部分工件表面的波紋等距離，部分工件表面的波紋與工件軸線垂直，部分工件表面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面的波紋可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致波紋形成的原因不盡相同。但是，任何原因?qū)е碌墓ぜ鈭A部位或者端面波紋都會對工件的生產(chǎn)質(zhì)量與使用性能產(chǎn)生影響。所以，必須要對工件表面波紋的成因進(jìn)行分析，并采取針對性的處理措施。
1. 臥式車床在加工時(shí)工件表面波紋的成因分析
1.1 等距離波紋的成因
在臥式車床加工過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)工件表現(xiàn)出現(xiàn)圓圈狀的波紋，與工件軸線相垂直且間距相同，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(gè)標(biāo)記，那么軸向方向上，每隔一段距離，就可以看到相同的標(biāo)記。所以等距離波紋的波峰與波谷高度差非常大，導(dǎo)致等距離波紋的產(chǎn)生主要與以下3 個(gè)方面因素有關(guān)。
?。?）溜板會在床身導(dǎo)軌上做縱向運(yùn)動(dòng)，但受到臥式車床傳動(dòng)件的影響，溜板還會按照某一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期在上下方向或者左右方向上做運(yùn)動(dòng)，之后溜板曲線式的運(yùn)動(dòng)軌跡就會被留到工件外圓部位。
（2）如果臥式車床的使用年限較長，齒條、齒輪等部件出現(xiàn)了不同程度的磨損，那么相應(yīng)的加工精度或者配合精度就會逐漸降低，使工件出現(xiàn)等距離波紋。例如，如果齒條磨損過于嚴(yán)重或者齒輪軸磨損過于嚴(yán)重，致使加工精度偏低；或者齒條與床身導(dǎo)軌面的配合精度偏低、齒輪軸與溜板箱孔的配合精度偏低，都會使工件表面出現(xiàn)等距離波紋，只是波紋的距離與齒條周節(jié)相同。
?。?）如果在工件的端面上也產(chǎn)生了等距離波紋，可以明確其產(chǎn)生原因與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有關(guān)?？偠灾瑹o論哪一種都會讓原本前進(jìn)的中拖板出現(xiàn)左右方向上移動(dòng)，并在工件外圓部位或者端面上留下規(guī)律性曲線。
1.2 雜亂無章的波紋
在臥式車床加工過程中，工件表面也經(jīng)常出現(xiàn)雜亂無章的波紋，即波紋雜亂而多樣，沒有任何規(guī)律，且間斷性的出現(xiàn)。一般情況下，導(dǎo)致雜亂無章波紋出現(xiàn)的原因有以下 3 種：
?、僦鬏S的軸承在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生磨損，在旋轉(zhuǎn)過程中因?yàn)闊o法保持均勻的受力形成振源，導(dǎo)致主軸振動(dòng)；
?、谥鬏S與相應(yīng)的配合零件之間出現(xiàn)了誤差。這樣一來，如果主軸處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，就會在誤差的影響下做出不規(guī)則軸向運(yùn)動(dòng)；
?、墼谠O(shè)備長期運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)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 螺旋狀波紋
所謂螺旋狀波紋，就是形成與螺紋相似波紋，兩個(gè)相鄰波紋之間有間距但沒有完全重合。主要與以下 3 方面有關(guān)：
①工件表面與主軸之間貼合不緊密；
②刀具加持太松；
③刀桿的剛性沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
無論哪一方面原因都會在縱向進(jìn)刀時(shí)使工件與刀具發(fā)生共振，進(jìn)而在前后方向上出現(xiàn)不同程度的位移。這樣工件的切削厚度的統(tǒng)一性就無法得到有效保證，工件表面就會出現(xiàn)或高或低的波紋。而且工件與刀具之間的振動(dòng)屬于強(qiáng)迫振動(dòng)，與機(jī)床外部的振源或者機(jī)床其他部分的振動(dòng)有關(guān)。所以振動(dòng)頻率大小既受到外界干擾力頻率的影響，也與主軸組件本身不平衡有關(guān)。另外，在臥式車床運(yùn)行過程中，如果工藝系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)就可能誘發(fā)自激振動(dòng)，工件與刀具之間的相互位置就會受到干擾，使它們之間除了正常的切削運(yùn)動(dòng)外，還會出現(xiàn)周期性的顫動(dòng)，使工件表面出現(xiàn)螺旋狀波紋。出現(xiàn)螺旋狀波紋時(shí)，常伴有刺耳的響聲。
2. 臥式車床在加工時(shí)工件表面波紋的解決對策
2.1 等距離波紋的解決對策
（1）使用檢驗(yàn)棒、塞尺或者刀口尺等工具對光杠與齒輪內(nèi)孔的同軸度誤差進(jìn)行測量。如果誤差較大，可以將比誤差值稍厚的導(dǎo)軌板粘結(jié)到溜板平導(dǎo)軌面上，再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(dǎo)軌的粘結(jié)厚度可以滿足溜板的抬高要求，消除水平方向的誤差，必須要安排專業(yè)的技術(shù)人員對其進(jìn)行嚴(yán)格而細(xì)致的計(jì)算。如果誤差值不大，那么可以根據(jù)誤差值將溜板上與溜板箱的結(jié)合面刨去，抬高溜板箱，再對中拖板絲杠上的齒輪進(jìn)行處理，使其負(fù)變位，以此來保證齒合。
（2）對光杠的彎曲度進(jìn)行測量。即針對兩個(gè) V 型鐵，在加上光杠之后，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。如果百分表的表頭先與光杠上的母線中間位置接觸，然后再對光杠轉(zhuǎn)動(dòng)，那么從百分表上讀取出來的數(shù)，再除以 2 就是光杠的彎曲度。為了提升測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，可以將光杠上母線中間位置的相鄰位置進(jìn)行分別測量，從而在明確光杠彎曲最高點(diǎn)的同時(shí)，了解光杠彎曲度的最大值。在明確了光杠的彎曲度之后，就可以使用相應(yīng)的方法對光杠進(jìn)行校正，解決光杠受力彎曲的問題。
?。?）將壓鉛絲法應(yīng)用到齒輪與齒條之間。即：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，然后對齒輪施力使其轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鉛絲出現(xiàn)在齒輪與齒條結(jié)合面上，受擠壓力的影響就會發(fā)生變形，鉛絲的厚度就是齒輪與齒條之間的間隙值。因此只需要用游標(biāo)卡尺測出鉛絲厚度就可以調(diào)整齒條位置，使齒輪與齒條的嚙合狀態(tài)恢復(fù)。
（4）針對工件斷面的等距離波紋，可以采取以下 3 個(gè)步驟進(jìn)行處理解決。
?、傧葘⒅型习褰z杠進(jìn)行校直處理，再利用反壓緊法進(jìn)行處理。
?、趯⒔z杠的心與絲母的心進(jìn)行嚴(yán)格的統(tǒng)一，使其保持一致，然后再利用余量合研修刮法進(jìn)行處理。
?、蹖π辫F施加以相應(yīng)的調(diào)整措施，將導(dǎo)軌間隙進(jìn)行消除。
2.2 雜亂無章波紋的解決對策
?。?）對主軸中出現(xiàn)磨損的軸承進(jìn)行更換，在安裝新的軸承時(shí)，需要對誤差相消的方法進(jìn)行有效的應(yīng)用。即將軸承外圈跳動(dòng)最高的點(diǎn)與主軸箱孔跳動(dòng)最低的點(diǎn)進(jìn)行對準(zhǔn)，將軸承內(nèi)孔跳動(dòng)最高的點(diǎn)與主軸軸徑跳動(dòng)最低的點(diǎn)進(jìn)行對準(zhǔn)，將誤差控制到最低，將安裝精度提升到最高。
（2）對主軸后端的圓螺母進(jìn)行調(diào)整，將平面軸承、殼體等零件的間隙進(jìn)行調(diào)整，并予以消除，加強(qiáng)主軸軸向竄動(dòng)量的控制。在調(diào)整過程中，需要先將主軸上的傳動(dòng)齒輪脫開，然后旋轉(zhuǎn)主軸，調(diào)整圓螺母，直到其松緊度符合相關(guān)要求。
?。?）主要在數(shù)控鏜床上，以主軸箱后軸承孔為標(biāo)準(zhǔn)對主軸箱進(jìn)行找正處理，確保主軸箱前軸承鏜大 8~10m 。之后，再對鋼套的外徑進(jìn)行加工，并在鋼套內(nèi)徑處留有充足的加工余量。然后，借助冷縮法鑲?cè)脘撎祝?dāng)溫度恢復(fù)正常之后，再按照主軸箱軸承外圈的大小，向外擴(kuò)大 0.005~0.020mm 尺寸鏜成。
2.3 螺旋狀波紋的解決對策
?。?）對主軸軸承進(jìn)行調(diào)整，確保主軸的徑向間隙符合相關(guān)精度標(biāo)準(zhǔn)，使軸向竄動(dòng)量達(dá)到相關(guān)要求。
?。?）對刀具進(jìn)行壓緊處理，將松動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行消除。與此同時(shí)，還要盡可能的消除外界干擾力的影響。最后，在選擇刀桿的時(shí)候，要加強(qiáng)刀桿剛性的控制。
（3）在日常工作中，也要對工藝系統(tǒng)的平衡性進(jìn)行校正，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)平衡處理；加強(qiáng)臥式車床的檢修、維護(hù)與保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)主軸軸承、刀具以及其他部件的潛在運(yùn)行隱患，并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，然后再采取針對性的方式提升二者之間的接觸良好性。
3. 結(jié)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，工件表面經(jīng)常出現(xiàn)等距離波紋、雜亂無章波紋以及螺旋狀波紋。只要對工件表面波紋的形狀進(jìn)行分析，并找出導(dǎo)致這一波紋形狀出現(xiàn)的根本原因，才能夠針對性地采取解決策略。只有這樣，才能有效提升工件加工質(zhì)量，將工件的使用性能充分發(fā)揮出來。在尋找工件表面波紋成因與處理解決過程中，需要做到以下幾個(gè)方面：
①技術(shù)人員要秉持認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，對臥式車床進(jìn)行科學(xué)合理的保養(yǎng)與調(diào)整，使臥式車床的加工精度達(dá)到最佳；
?、趯εP式車床的車削原理進(jìn)行全面的分析與理解，并以此為基礎(chǔ)加強(qiáng)車削用量的控制；
?、鄹鶕?jù)工件的加工情況，采取正確的輔助手段，提升工件的加工質(zhì)量，降低人為因素或者外界因素對工件加工質(zhì)量的影響；
?、軐Ω鞣N型號的刀具進(jìn)行正確的使用，并延長刀具的使用壽命，提升臥式車床的運(yùn)行效率。
