车削加工工艺提高工件表面精度的方法有哪些？

Question

如题所述

Answer 1

工件表面精度是车削工艺中衡量工件质量标准的重要指标，表面精度一般是由所采用的工艺方法和其他因素共同决定的。例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于工艺方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别，下面简单介绍下提高工件加工表面精度的方法有哪些：
一、减小工件的残留面积高度
由刀具主副切削刃切削后形成的表面称为工件的已加工表面。切削时，由于刀具与工件的相对运动及刀具几何形状的关系，有一小部分金属未被切下来而残留在已加工表面上而形成残留面积。由此可见，减小主偏角、副偏角和进给量以及增大刀尖圆弧半径，都可以减小残留面积高度，在实施过程中应注意：
（1）一般减小副偏角效果明显，因减小主偏角使径向阻力及其作用在工件上的径向切削力增大，若工艺系统刚性差，会引起振动。
（2）在机床刚性能够保证的前提下，适当增大刀尖圆弧半径。否则超过机床刚度范围，刀尖圆弧半径过大就会使径向阻力增大而产生振动，反而使表面粗糙度值变大。
（3）提高切削速度，适当减小进给量，也可减小残留面积高度。
二、避免积屑瘤的产生
在较低或中等速度下切削塑性材料时，常会出现积屑瘤及鳞刺从而产生毛刺，使过渡表面情况恶化。积屑瘤的存在，在实际上是一个形成、脱落、再形成、再脱落的过程：部分脱落的积屑瘤会粘附在工件表面上；而刀具刀尖的实际位置也会随着积屑瘤的变化而改变；同时，由于积屑瘤很难形成较锋利的刀刃，在加工中会产生一定的振动。所以这样加工后所得到的工件表面质量和尺寸精度都会受到影响。
为了抑制积屑瘤的产生，可采用提高或者降低切削速度的方法。用高速钢车刀车削时，应降低切削速度并加注切削油；用硬质合金车刀车削时，应提高切削速度，在保证刀刃强度的前提下，增大车刀前角能有效地抑制积屑瘤的产生。另外，尽量减小前后刀面的表面粗糙度值，经常保持刀刃锋利。
三、避免磨损亮斑
车削加工表面出现亮斑或亮点并伴有噪声，说明刀具已严重磨损。磨钝的切削刃容易挤压工件表面产生亮痕，使表面粗糙度变大，这时应及时修磨刀具或者换刀。
四、防止切屑对已加工表面的影响
表面切屑的扯拉会在已加工表面出现不规则的较浅划痕。所以选泽正刃倾角车刀，使切屑流向工件待加工表面，并采取合适的卷屑、断屑措施。
五、防止和消除振纹
刀具、工件或机床部件周期性的跳动叫做振动。机床主轴回转精度不高，各滑动导轨面的形状误差与润滑状况不良，材料性能的不均匀性，切屑的不连续性等，都会使刀具与工件间已调好的相对位置发生附加的微量变化。引起切削厚度、切削宽度或切削力发生变化，甚至诱发自激振动，使工件已加工表面出现条纹或布纹状痕迹，从而使表面粗糙度数值增大。
车削时，由于工艺系统的振动，而使工件表面出现周期性的横向或纵向的振纹。为此应从以下几个方面加以防止。
（1）机床方面：调整主轴间隙，提高轴承精度；调整滑板楔铁并使移动平稳、轻便。选用功率适宜的车床，增强车床安装的稳固性。
（2）刀具方面：合理选择刀具几何参数，经常保持切削刃光洁和锋利。增加刀具的装夹刚性。
（3）工件方面：增加工件的装夹刚度，例如装夹时工件悬伸长度不宜过长，只要满足加工需要即可。细长轴应采用中心架或跟刀架支撑。
（4）切削用量方面，选用较小的背吃刀量和进给量，改变或降低切削速度。
六、合理选用切削油，保证充分冷却润滑
切削油是在车削过程中为了改善切削工艺效果而使用的介质。在车削过程中，金属切削层发生了变形，在金属与刀具间、刀具与加工表面间存在着剧烈的摩擦。这些都会产生很大的切削力和大量的切削热。若在车削过程中合理地使用切削油，能大幅度提高工件表面精度，减小切削力，降低切削温度，提高刀具使用寿命、劳动生产率和的产品质量。同时，采用合适的切削油是消除积屑瘤、鳞刺和减小表面粗糙度值的有效方法。
以上就是提高车床切削工艺精度的一些常用方法，合理安排工艺可以降低企业生产成本，提高产品市场竞争力。