理论前沿 Ｃｈｉｎａ Ｅ￣ｕｃａｔｌｏｎ ｌｎｎｏｖｓ：ｔｌ：：ｏｎ：： Ｈｅ：＝：ｒ＠ｌ： ￣ｉ 外圆切削的常见问题及解决方法 吴运红 （广西二轻工业管理学校 广西桂林 ５４１ ００４） 摘 要：机械加工中，外目车削是最基本的一种加工形式，常用卧式车床车削。本文主要阐述了车削外圃的常见问题：表面光洁度．表面 起切削瘤，圈度难控制，出现震纹．产生锥度等原因，分析并提出了解决问题的方法。以Ｃ Ａ ６ Ｉ ４ ０车床为倒。 关键词：丰削外因 故障分析 解决方法 中图分类号：Ｇ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７ ３－９７９５（２０Ｉ ２）０５（ａ）一０１ ０５－－０２ 在机械制造业中，用车床车削外圆是 过溜板箱中的传动齿轮传递给安装在床身 解决办法是切削前检查，工件装夹牢固，车 最基本 最普通的一种加工形式，常见有以 导轨的齿条，带动大拖板做均匀直线运动， 刀装夹牢固，合理刃磨车刀各角度，车削过 下几种加工方式： （１）粗车：粗车削加工是外圆加工最常 中拖板、小拖板都安装在大拖板上，安装在 程中，如果车刀已经磨损则必须卸下车刀， 小拖板刀架上的刀具与零件作直线运动， 刃磨车刀或更换新刀具，调整顶尖，松紧合 用的方法。由于粗车的目的主要是迅速地 而工件做旋转运动，这样就可以一层一层 理，更换磨损的顶尖。调整跟刀架、中心架 从零件毛坯上去除多余的材料，为后面的 车掉零件的表面，使加工后的零件获得预 支撑爪，松紧要适当，条件允许则使用合理 精车做好准备。粗车的好坏，直接影响生产 定的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度的 的润滑剂和冷却液以减少磨损。 率和产品质量。粗车通常采用尽可能大的 要求 在实际生产中，由于卡盘与工件之 切削深度和进给量来提高生产率，而为了 间，刀具与零件之间，机床本身的原因，操 ３出现震纹 延长刀具寿命，切削速度则通常比较低。车 车削过程中，工件表面有时出现震纹， 刀宜选取较大的主偏角，以减小切削力，防 从而影响产品的质量和生产效率。为此，以 主要是振动引起的。车削过程中产生振动 作失误等原因，有时会有不同的故障发生， 止工件的弯曲变形和振动；选取较小的前 下就是针对加工过程中常见的问题提出不 有以下几方面原因：第一，由于电动机工 角、后角，楔角，以增强车刀刀头部分的强 度；选取负值的刃倾角，增加车刀刀尖抗冲 击能力，避免崩刀。 同的解决方案。 作时本身产生振动，电动机旋转运动产生 对于加工精度和表面粗糙度，粗车实现 的参数分别为ＩＴ１２～ＩＴｌｌ，Ｒａ为５０～１２．５ ｕｉｎ。 （２）精车：精车的主要任务是保证零件 所要求的加工精度和表面质量。精车外圆 很大的扭矩，带动其他部位产生振动，第 １外圆表面起切削瘤、表面光洁度差 二，因为车床未装配好，车床长时间运行 车削外圆时，特别是精车，经常出现毛 后，或者超负荷使用车床引起车床主轴轴 刺，外表起切削瘤，表面光洁度差等现象， 其主要原因是因为切削用量不合理而引起 承松动或不圆、主轴上的齿轮松动或啮合 间隙过大，主轴后轴承松动或不圆，皮带 ３Ｏｍｍ、长１．５ｍ的４５＃圆钢撬抬卡盘，如果 的，车削过程中车削速度ｖ、切削深度ｔ、进 轮松动或者皮带过松，经常打滑。常用 表面一般采用较小的背吃刀量与进给量和 给量Ｓ没有合理搭配，引起零件发热，变形， 较高的切削速度进行加工。在加工大型轴 类零件外圆时，则常采用宽刃车刀低速精 车。精车时车刀应选用较大的前角、后角和 正值的刀倾角，以提高加工表面质量。精车 可作为较高精度外圆的最终加工或作为精 细加工的预加工。精车的加工精度可达 ＩＴ８～ＩＴ６级，表面粗糙度Ｒａ可达１．６～０．８ ｍ。 同时刀具是很关键的，合理地选择刀具的 材料，车刀的角度，以及正确安装车刀，同 卡盘有明显松动时，则打开床头箱，挂空 挡，调整主轴前轴承的松紧度，用百分表检 样对车削后零件的形位尺寸，表面光洁度 查，控制主轴的径向间隙，同时检查主轴后 产生影响。车刀刃磨不合理、车刀损坏或磨 轴承的松紧度，调整控制后轴承的并帽螺 钝都很容易产生切削瘤。如果刀具选择不 母，用手旋转卡盘，让主轴转动合理，百分 合理，则容易崩刀，车削过程中有无切削 表检查，控制主轴的轴向间隙，这样就可以 液，何种切削液，浓度是否合适，车削后的 解决因为主轴松动引起车削过程中发生的 零件表面光洁度就会不一样，精车时这种 异常震动，避免工件径向和轴向窜动所产 生的震纹。如果床头箱内的齿轮严重磨损， 啮合间隙无法调整，则需要更换齿轮，使得 主要原因是因为车刀不锋利，刀尖损坏，车 精细车的特点是背吃刀量和进给量取 情况就更为明显。当然，表面出现切削瘤的 值极小，切削速度高达１５０～２０００ｍ／ｒａｉｎ。 精细车一般采用立方氨化硼（ＣＢＮ）、金刚石 等超硬材料刀具进行加工，所用机床也必 刀角度不合理，排屑困难，铁屑流经前刀面 各齿轮啮合良好，减小齿轮传动时产生的 时成丝状或带状，容易卷绕到零件表面，造 冲击，减缓振动，避免车削过程中产生震 成工件表面被铁屑严重刮伤而影响零件的 纹；第三，因为空心薄壁工件或安装后工件 表面质量。因此，解决方法主要是合理选择 伸出过长，工件本身刚性不够导致振动，车 须是主轴能作高速回转、并具有很高刚度 的高精度或精密机床。精细车的加工精度 及表面粗糙度与普通外圆磨削大体相当， 加工精度可达ＩＴ６以上，表面粗糙度Ｒａ可达 ０．４～０．００５ ｍ。多用于磨削加工性不好的 有色金属工件的精密加工，对于容易堵塞 刀具，针对不同的零件，不同的机床和加工 方法合理选择切削用量，则是有效避免切 削过程中工件表面产生震纹。所以安装工 件时要装夹牢固，特别是空心薄壁工件不 能伸出过长，装夹力度适合，防止用力过度 工件变形，必要时采用工装夹具辅助装夹， 增加工件的强度，避免振动，此外，车刀角 度要合理，精车时尽量保持车刀锋利，排屑 四，因为刀架松动，车削过程中刀具受力不 削瘤，改善零件表面光洁度的主要方法。 砂轮气孔的铝及铝合金等工件，精细车的 优点更为明显。在加工大型精密外圆表面 ２车削时圆度难控制 车削过程中零件外圆椭圆度大，圆度 紧；车刀磨损，刀头不利，崩刀，刃口有缺口； 时，精细车可以代替磨削加工。 在床头箱中，电动机的旋转运动通过 皮带、皮带轮把力传递给离合器，然后经过 离合器，通过床头箱的变速齿轮等机构把 偏差大。其主要原因有几方面：工件未夹 顺畅，以此来避免工件表面产生震纹，第 工件伸出过长，采用一夹一顶或是两顶尖 均，容易产生振动。所以应检查刀架是否锁 装夹工件时，尾座顶尖过松或是过紧，活动 紧，如果刀架锁紧装置损坏，或者磨损严 果铁屑过多，则清除刀 架底接触面的铁屑， 力传递给主轴，同时通过挂轮箱的三星齿 顶尖轴承磨损，死顶尖磨损过大，车长轴时 重，应该及时更换，检查刀架底接触面，如 轮把旋转运动传递给进给箱，通过进给箱 跟刀架，中心架的支撑爪磨损或松紧调整 变速齿轮变速后传递给光杠或者丝杆，光 不合理，车削过程中刀架松动等等，这些都 以增加刀架的锁紧、力，避免松动；第五，因 杠或者丝杆把旋转运动传递给溜板箱，经 会引起车削过程中，外圆圆度公差难控制。 为安装刀具时，车刀伸出过长，或者没有锁 中国科教创新导刊 Ｃｈｉｎａ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ １ ０５ ２Ｏ１ ２ ＮＯ．１ ３ Ｃｈｌｎａ Ｅｄｕｃａｔ１ｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 理论前沿 紧刀具，引起车刀刚性减弱，受力后容易产 高度，受到主偏角和副偏角影响。因此，要 工耗费工时最多的工序。车肖Ｕ外圆产生的 生振动，所以，安装车刀时，刀头伸出长度 想降低工件加工表面粗糙度，就得减小主 问题也是多种多样，为提高车削外圆表面 不宜过长，检查刀架上的螺栓是否失效，如 偏角和副偏角，特别是降低副偏角；同时， 生产效率，通常采用高速切削。高速切削是 已损坏则应更换新螺栓；第六，车刀不锋 刀尖角由主偏角和副偏角决定并直接影响 通过提高切削速度来提高加工生产效率 利，刀刃已经用钝，刀尖崩掉，刀刃有缺口， 的受力，引起振动。所以刀具应刃磨出合理 的角度，减少车刀带来的振动因素。 刀尖强度和散热体积，影响三个切削分力 的。切削速度的提高要求车床具有高转速， 都会增加车削过程中的车削力，增加刀头 的大小和比例关系。主偏角与主切削力、径 同时受刀具材料的；通常采用强力切 向力成反比，与轴向力成正比；主偏角影响 削，强力切削是通过增大切削面积来实现 断屑效果和排屑方向，增大主偏角能使切 的。其特点是对车刀切削刃进行改革，在７］ 尖处磨出一段副偏角为０，长度取为１．２～ １．５ｆ的修光刃，这样既可以增加刀头强度， 车刀的前角、后角、主偏角、副偏角、刃 屑变窄面厚，容易折断，利于排屑，不容易 倾角针对不同的角度大小和适合加工的特 缠绕工件。 点做一下说明，以便于可以合理选择和利 用不同的角度减少切削过程的不准确性。 合理利用车刀，提高切削外圆的效率，提高 零件的加工精度等。 前角刀头变得锋利，有利于铁屑排出；如果 ４产生锥度 产生锥度主要是由于用一顶一夹或者 在进给量提高几倍甚至十几倍的条件下进 行切削时，加工表面粗糙度Ｒａ仍能达到５～ ２．５ ｍ。强力切削比高速切削的生产效率 两顶尖装卡工件时，由于后顶尖轴线不在 更高，适用于刚性比较好的轴类零件的粗 前角：前角主要影响铁屑的排出，增大 主轴线上；用小滑板车外圆时产生锥度是 加工。采用强力切削时，车床加工系统必须 由于小滑板的位置不正确；用卡盘装夹工 具有足够的刚性及功率，另外还采用多刀 是采用负前角则增加排屑的难度。另外，减 件纵向进给车削时产生锥度是由于车床床 加工方法，多刀加工是通过减少刀架行程 小前角会增加切削力，但会引起切削变形； 身导轨跟主轴轴线的不平行；工件装夹时 长度提高生产效率的。在保证以上问题能 为使切削轻快，提高加工精度和降低表面粗 糙度，通常要增大前角。工件材料不同，也要 伸出较长，车削时因切削力影响使前端让 够合理解决的同时，我们还要注意对机床 开，产生锥度；车刀中途逐渐磨损。为此，针 本身的保养调试和检测，保证工件的装夹 对以上产生锥度的原因采取的应对方法 的正确性，正确使用机床，保证切屑的顺利 调整前角，一般来说，如果工件材料比较软， 比如铜、铝件之类，则车刀前角应该取大一 有：车削时必须找正锥度、必须事先检查小 排放，合理选用冷却液，润滑剂等。从各方 些。硬质合金车刀前角一般取ｌ０。～１５。即可。 滑板的刻线是否与中滑板刻线的…０线对 面细致的考虑，才能有效避免各种问题的 后角：一般来说，后角越小，切削刃越 准；调整车床主轴与床身导轨的平行度，尽 发生，保证加工质量，提高生产效率。坚固，越不容易损坏，但对加工精度影响越 量减少工件的伸出长度或另一端用顶尖支 大，因此，在精加工时应该加大后角，例如： 时应该加大至６ ～８。。 撑，增加装夹刚性；选用合适的刀具材料或 参考文献 ［１】广西机械工业研究所．全国先进刀具［Ｚ】 ｌ９７５． 加工４５钢，如果粗车时取后角５。～７。；精车 适当降低切削速度。 总之，车削是轴类、套类和盘类零件外 主偏角和副偏角：切削加工残留面积 圆表面加工的主要工序，也是这些零件加 【２】车工实用技术问 Ｍ］．北京出版社，１９９６ （上接１０４页） 狭义相对论据此将物理事件原则上分为两 些参照系中则可能另一事件先发生，答案 在高速运动中，会出现尺缩钟慢现象。实际 是多种的。既然它们之间不存在任何因果 这只是揭示了具体时空在与具体物质形成 同因果律发生矛盾。 可见，狭义相对论虽然否定了“同时 类，即彼此之间可能有物理作用相互联系 联系，它们在时间上先后次序的改变，并不 及其运动相联系和依存时所呈现出来的外 的事件和彼此之间不可能有物理作用相互 联系的事件。对于这两个事件，“先后”、“早 迟”的区分是不同的。 在特征、属性或特殊效应。使我们在经典力 学中认为时间、空间是客观的、彼此 性”的绝对性，却给出了不可动摇的因果 的，且与物质的运动无关过渡到相对论力 设在某一参照系Ｋ中，两个事件先后 性；而且根据任何相互作用的传递都不可 学的相对时空观认为时间、空间与物质的 ｔｌ、ｔ，时刻沿ｘ方向分别在Ｘ１、Ｘ，地点发生。 能超过光速这一物理事实，揭示了经典物 运动密不可分，从而不断加深了对时空观 如果两事件所隔的时间（ｔ，一 ）大于光讯号 理学所反映的因果关系的新特征。 物理性质的理解和认识，从而完成学生从 通过两个事件之间的空间距离（Ｘ，一五）所 需要的时间，用这样的时空间隔（称为类时 综上所述，我们从经典力学和相对论 经典力学到相对论力学时空观的顺利过 力学两个不同的物理观念出发，阐述了两 渡。 间隔）结合起来的事件，彼此之间原则上可 种不同的时空观念。爱因斯坦的相对论时 以有物理作用的相互联系，因而可以有因 空观是揭示具体时空与物质联系的外在属 参考文献 果联系。狭义相对论证明，有因果关系的两 性或特殊效应，具有划时代的科学意义。然 ［１】牛顿［著】，王克迪【译】．自然哲学之数学 个事件，在参照系 ，中总有ｔ：＞ｔ．’；这两个 而爱因斯坦的时空观并不是对牛顿时空观 事件之间的“早”与“迟”的区分是绝对的， 原理［Ｍ】．北京：北京大学出版社，２００６． 的彻底否定与推翻，而是对牛顿时空观的 【２】爱因斯坦［著】，范岱年，等【译】．爱因斯坦 它们的时间顺序不会改变。在某一参照系 内，如果两个事件之间相隔的空间距离较 远，且相继发生的速度快到在这段时间间 补充和发展。牛顿时空观是表明总体时空 坦时空观则揭示具体时空与物质联系时的 文集［Ｍ］．北京：商务印书馆，１９７７． 力学进展，２００２（４）：４９５～５０４． 自身固有的特性、本性及其绝对性；爱因斯 ［３】张元仲．广义相对论的产生与发展【Ｊ】． 隔内，光讯号都来不及从第一事件发生的 外在属性、效应及其相对性。牛顿时空观主 【４】殷业．物质空间层次宇宙模型【Ｊ】．吉林 地点传至第二事件发生的地点，用这样的 要是说明总体时空对于物质的并存性和独 师范大学学报（自然科学版），２０１０，３ｌ 时空间隔（称为类空间隔）分开的两个事件， 立性；爱因斯坦的时空观则主要说明具体 （１）：２３～２６． 彼此之间不可能有任何物理作用的相互联 时空与其物质形态及其运动的联系性和依 系，因而也不可能存在因果关系。狭义相对 存性。爱因斯坦认为，具体物质时空特性并 论证明，这种不可能有因果联系的两个事 不是绝对不变的，而是可变的，其时空特性 件在时间上的“早晚”与“先后”是相对的， 与物质的质量、密度、引力场和运动速度相 在某些参照系中某一事件先发生，在另一 关。在强引力场中，会产生时空弯曲现象； ０６ 中国科教创新导刊 Ｃｈｉｎａ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
