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  • 數控車床加工零件表面粗糙度的缺陷產生原因與排除方法!
    時間: 2019-07-23 07:26:13來源: 無錫沈工精機數控機床有限公司

    數控車床加工零件表面粗糙度的缺陷產生原因與排除方法!

    在金屬加工中,表面粗糙度缺陷嚴重影響金屬加工質量,而表面粗糙度缺陷產生的機理與各方面粗糙度缺陷的排除方法值得我們深入研究並不斷完善。

    表面粗糙度是衡量零件表面質量的標準,對於零件的美觀、接觸面摩擦、貼合面密封、旋轉件疲勞強度等等都有著不同程度的影響。在零件設計和制造的過程中,要確定並保證零件的表面粗糙度等級。

    但是在實際金屬加工過程中,會因為刀具、工藝、潤滑等多方面原因造成零件表面粗糙度產生缺陷,零件的粗糙度達不到要求就可能導致零件報廢,所以必須對零件粗糙度缺陷進行相應的排除辦法研究。

    壹、常見粗糙度缺陷產生分析

    1、刀痕粗糙分析

    刀痕粗糙缺陷壹般多體現在加大切割進給量的時候,主要是由於在切削過程中,由於刀具形狀使得金屬加工表面部分金屬未切除,殘留在加工表面,稱之為刀痕。

    2、鱗刺現象

    壹般在切削速度較低,並且運用高速鋼或硬質合金刀具對塑性金屬材料進行切削時,容易在表面出現鱗片狀的裂口和毛刺,這種現象稱之為鱗刺現象。壹般在拉削、插削、滾齒等加工過程中容易出現這種情況。當處在低速度、小前角刀具切削塑性材料時,會形成擠裂切屑的情況,這就造成刀與屑間產生力的作用,並周期性地變化,這使得金屬積聚,加工表面出現斷裂和鱗刺現象。

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    3、劃傷和拉毛

    劃傷和拉毛在粗糙度缺陷類別裏也比較常見,齒輪加工過程中的啃齒現象、磨削加工的拉毛等等,都是劃傷和拉毛的代表性現象。而我們可以根據劃傷和拉毛的痕跡情況,對它們的產生原因進行分析,以求制定好排除措施。

    4、刀花不勻

    針對於刀花不勻現象,主要原因還是在於機床,主要表現是金屬交工表面的刀具切削痕跡不均勻。

    5、高頻振紋

    在金屬加工過程中,整個工藝系統都會隨之振動,機床、刀具、工件都會對金屬零件表面粗糙度有很大的影響。其中工藝系統的低頻振動壹般在工件表面上產生波紋度,而工藝系統高頻振動產生的振紋則屬粗糙度範疇。工藝系統的振動主要包括受迫振動和自激振動。受迫振動是由於受周期性外力的作用而產生的振動。自激振動則是系統運動自身激發的振動,最常見的自激振動是切削自振。

    二、常見粗糙度缺陷排除分析

    1、刀痕排除分析

    首先切削時,應選擇允許範圍內較小的進給量,但進給量不能太小,不然也影響切削的粗糙度。其次,刃磨刀具的時候,要在允許範圍內適當增大刀尖圓弧半徑,對粗糙度會有壹定裨益。

    2、鱗刺現象排除分析

    首先要把控切削速度。鱗刺現象的產生在壹定程度上是由於切削速度的原因,超出或低於特定速度範圍,都會產生鱗刺現象。其次是切削厚度,要盡量減小切削厚度,切削厚度的增大,對於切屑和刀具前面之間的壓力會越來越大,如果形成擠裂切屑或單元切屑,會使鱗刺現象出現得更頻繁和嚴重。另外采用質量較好的切削液也能有效抑制鱗刺現象的產生。合理地選擇刀具的角度,也是排除鱗刺現象的有效方法。最後要對工件材料的切削加工性不斷改善,比如,在某些情況下,可以對材料進行加熱處理後再進行切削,這樣鱗刺現象也會減少產生。

    3、劃傷和拉毛排除分析

    劃傷和拉毛如果痕跡分布比較規律,壹般是因為機床出現問題,機床中如主軸箱、溜板箱、進給箱等傳統系統中軸彎曲、齒輪齒合不良或者損壞,都會出現規律的劃傷和拉毛現象,所以要定時檢查機床,經常進行維修保養。

    如果劃傷和拉毛的痕跡分布不規律,那麽可能與切屑、刀具、切削液有關系。比如在深孔加工過程中,排屑不暢就會造成內表面劃傷。工件表面拉毛,壹般是在磨削過程中由於磨粒、磨屑脫落導致的,也可能是砂輪不合適、切削液不清潔,所以要選擇合適的砂輪和清潔的切削液。

    4、刀花不勻排除分析

    刀花不勻的原因有多種,但常見的例如在磨削外圓時,零件的表面會出現螺旋線性痕跡。這是由於砂輪母線的直線度誤差較大所導致的,這就要求我們在砂輪選擇和維護保養上規律地做好工作。另外,例如機床工作臺或者刀架出現爬行,也會引起走刀不均勻,所以對於機床的檢修、維護壹定要做到位,以最大程度地做到預防和避免。

    5、高頻振紋排除分析

    消除高頻振紋的主要方法是找出振源,消除振動,或把振動減至允許的範圍內。

    例如:由於零件旋轉不平衡引起的振動,機床傳動系統引起的振動等等,都是屬於受迫振動,可以通過找出振源,調整並修理好機床,大體就可以排除振動影響,同時振紋也會隨之消失。而如果是切削自振,這種運動是存在於整個切削過程中的,這就要對機床、刀具、工件整個工藝系統壹起進行調整,比如改變切削用量、合理選擇刀具的幾何參數、合理夾持刀具和工件、調整機床間隙、提高機床的抗振性等。

    通過對車床加工中常見粗糙度缺陷的研究及分析,找出切削中影響表面粗糙度的因素,並找出相應的措施和排除方法,壹方面可在加工前防患於未然,另壹方面在出現問題時能及時準確地找到問題原因,及時予以解決,對於提高產品質量、促進互換性生產有著現實的意義。


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