车削外圆的常见问题及解决方法

车削外圆的常见问题及解决方法
1出现波纹
1.1振动引起的原因及解决方法
工件表面有时出现波纹,主要是由于振动引起的,在车削中出现振动有以下几种原因后角。

例如:加工45#钢粗车时取后角5°—7°。

精车时取6°—8°A:电动机转动时产生振动。

解决方法:发现电动机转动时有振动应及时坚固电动机的螺栓螺母,同时检查机床底脚螺栓是否拧紧。

有条件时,更换带有橡胶垫圈的调整垫块。

B:车床主轴承松动或不圆,主轴上的齿轮啮合不好,主轴后轴承松动或不圆。

解决方法:用直径20毫米、1米长的钢元撬抬卡盘,发现卡盘有明显上抬间隙时,应打开床头箱,调整前轴承的松紧度,消除主轴的径向跳动。

同时检查后轴承的松紧度,调整控制后轴承的并帽螺母。

手盘动卡盘,使主轴转动松紧适度,消除主轴的轴向窜动,这样即可解决在车削中发生的工件表面跳动和工件轴向窜支所产生的波纹。

如发现床头箱内的齿轮发生严重磨损,啮合不好,必须更换齿轮。

使齿轮啮合状态良好,消除齿轮传动时产生的冲击,减轻产生振动给车削带来的波纹。

C:工件空心或伸出太长。

解决方法:安装工件要牢固,加工空心零件不能伸出过长,车刀要刃磨锋利,这样可避免工件表面出现波纹。

D:刀架松动。

解决方法:检查刀架是否锁紧,检查清除刀架底接触面的铁屑,增强刀架的锁紧力。

E:车刀伸出过长或刀刃已用钝。

解决方法:车刀伸出长度不宜过长。

刀刃用钝,要将刀具刃磨出合理角度。

刃磨好车刀的前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角。

前角:增大前角可以减少切削变形和切削力。

使切削轻快,提高加工精度和降低表面粗糙度。

工件材料的强度、硬度高,前角应选小一些,工件材料的强度硬度低前角应大一些。

一般硬质合金刀具前角为15°—20°为宜。

后角:要求切削刃强固,应取较小的后角。

精加工时应取较大的。

1.2辐射状波纹产生原因及消除方法
用车床车削端面，有时会产生辐射状波纹。

用不同材料的刀具加工不同材料工件的端面，波纹深浅程度也不尽相同。

如用硬质合金车刀车削钢件端面，产生的波纹从外缘到中心逐渐加深；用高速钢车刀车钢件端面或用硬质合金及高速钢车刀车灰铸铁件端面，波纹从外缘到中心深度却基本一致。

不论哪种情况，仔细观察可以发现：端面上波纹的条数与车削时主轴上啮合齿轮的齿数相等。

产生的原因分析
车削端面时，当主轴上啮合的齿轮与主动轮某一啮合要素不良时，会引起轴向力的波动，如若主轴承的欲紧当，主轴的轴向窜动会加大，造成辐射状波纹。

齿轮每对齿轮啮合的瞬间，轴向力波动一次，所以波纹的条数正好为主轴上啮合齿轮的齿数。

用硬质合金刀车钢件端面时，轴向切削力与切削速度有关，当车刀从外缘切入中心时，工件半径逐渐减小，切削速度随之减小，轴向力却逐渐增大，主轴窜动会增强，使得波纹从外缘到中心逐渐加深。

用高速钢刀具加工钢件端面以及用高速钢车刀，硬质合金车刀车灰铸铁件端面，轴向切削力几乎不受切削速度的影响，因而辐射状波纹深浅基本一致。

上述现象，用车床切削实验可得以验证。

当有辐射状波纹出现时，若将主轴轴承轴向预紧松动，出现的波纹更加明显。

消除方法
消除端面上辐射状波纹的最简单方法是更换与主轴上齿轮啮合的那一个主动齿轮（主轴上的齿轮更换较难），改善啮合要素的不良现象，波纹即可减轻或消除。

如允许改变车削速度，采取其他车削速度，一般辐射波纹也能消除。

1.3环形波纹产生的原因及消除方法
用车床车削工件端面有时还会出现环形状波纹。

仔细观察波纹的波距会发现波距基本相等，并与横向进给丝杠的螺距相等或成整倍数。

产生原因分析
环形状波纹的产生主要是由于溜板移动不平稳使车刀进给不均匀，引起切削力波
动（特别是轴向力的波动），造成主轴向窜动引起的
消除方法
引起横向溜板移动不平稳的因素较多，但主要解决好以下几个环节就可以消除或减轻环形波纹。

A.大拖板的燕尾导轨磨削时，切不可进给量过大，以防导轨的热变形。

燕尾导轨磨削时要严格控制其平面度及直线度(<0.02/1000)。

B.将横溜板导轨的两平面在平板上对研后再与大拖板对研各面。

要将横溜板对横向进给丝杠孔上母线，侧母线的平行度控制在0.02mm以内，移动横溜板要松紧一致。

C.要保证横向进给丝杠的加工精度、径向跳动要小于0.05mm，并要方向一致。

装配时要保证丝杠中心线对大拖板燕尾导轨的平行度，在上母线和侧母线上均因小于
0.02mm。

D.横向进给丝杠和螺母在加工中要保证配合间隙，径向间隙要在0.3mm左右。

在装配时控制丝杠与螺母中心线的同轴度在0.02mm之内。

1.4斑条状波纹产生的原因及消除方法
用车床纵车外圆，有时在加工后外圆表面产生的波纹，称其为斑条状波纹。

观察外圆表面的斑条状波纹，会发现波纹间距恰为纵向进给机构中齿条及其啮合的小齿轮齿距或齿距的整数倍。

产生原因分析
实验研究表明，纵车外圆表面斑条状波纹产生是由于齿条与小齿轮啮合不良，造成大拖板纵向移动不稳引起的。

做如下实验：在产生斑条状波纹的车床齿条上涂以丹粉，然后机动进给与小齿轮跑合，会发现如下请况：
当出现的斑条状波纹平行时，齿与小齿轮啮合请况为下列请况之一：
a.齿条与小齿轮在齿面对角处啮合；
b.齿条与小齿轮在齿根或齿顶成一线接触；
c.齿条与小齿轮在齿根、齿顶成两线接触；
d.齿条与小齿轮在齿面中间小面积接触。

当斑条状波纹倾斜时，齿轮与小齿轮啮合出现下列请况之一：
A.齿条与小齿轮齿面在一端啮合；
B.齿条与小齿轮齿面在两端啮合；
C.齿条与小齿轮齿面在一端和对角处接触。

消除方法
根据车床进给机构齿条与小齿轮啮合的不同请况，产生不同斑条状波纹，采用不同的方法加以消除。

A.当齿条与小齿轮对角啮合产生平行斑条状波纹时，调整溜板箱位置（即调整溜板箱侧母线位置），使齿条与小齿轮两侧均匀啮合，即可消除波纹。

B.当齿条与小齿轮出现齿根、齿顶、齿根与齿顶成线接触或齿面中间小面积接触时，往往是齿条、小齿轮齿型精度低引起的，应提高齿形加工精度，以消除波纹；
C.当齿条与小齿轮在一端啮合出现斜向斑条状波纹时，应修刮大拖板与溜板箱接触面，调整齿条与小齿轮齿向，使其全部接触，即可消除波纹。

D.当齿条与小齿轮两端接触出现斜向斑条状波纹，一般是由于齿条（或小齿轮）中凹造成的，应提高齿形加工精度，防止齿面中凹。

E.当出现交叉斑条状波纹时，应分别调整溜板箱位置，修刮大拖板与溜板箱接触面，使齿条与小齿轮均匀啮合，即可消除波纹。

另外，车床的纵向丝杆、光杆、操纵杆与溜板箱孔的同轴度及三杆的直线度，影响溜板箱的位置，从而影响齿条与小齿轮啮合质量而形成波纹。

所以在纵向进给机构装配时要保证上述两项位置公差要求。

2产生波纹的主要原因
2.1车床车削造成的原因
用车床车削外圆时，加工表面常会产生一些不明显的波纹，影响工件的精度。

对造成波纹的原因及措施，进行如下分析。

外圆表面按一定规律均匀产生的波纹，轻微时肉眼不易发现，如涂上红丹粉用砂布背面打磨或用细油石轻轻推磨即清晰可辨。

严重时，手摸有明显不平感。

如波纹的间距过大，恰与纵向进给机构齿条的周节相等，原因在于进给系统故障，齿条与小齿轮啮合不良，导致溜板在纵向移动中定期的间歇性窜动。

若波纹间距于床身长丝杠的螺距相等且倾斜，原因可能是丝杠、齿条与小齿轮啮合出现下列三种情况之一:
1.丝杠于对合螺母相摩擦：
2.丝杠与溜板箱体孔相摩擦：
3.齿条与小齿轮两齿面在一端啮合。

波纹的间距较小，恰与光杠每转一周的溜板一端距离相等，而且种波纹常表现为越靠近明显，这说明出现波纹的原因是光杠或同光杠保持相等传到关系的进给处齿轮，传动轴或有关零件有一定程度的损伤。

可能是下列四种情况之一：
4.光杠走刀箱轴接间隙大，有松动；
5.光杠走刀箱转动轴套、轴承有损伤；
6.走刀传动齿轮磨损，销、轴窜动；
7.光杠、丝杠、操纵杠与溜板箱组装精度差。

刀杆伸出过长,装夹不稳固或是刀杆刚性不足引起与工件相对游动。

主轴承,特别是推力轴承轴向间隙过大
加工轴类细长比例过长,刚性不足,在切削力的作用下产生弹性变形。

传动不平稳造成主轴回转中产生冲击振动或挠性回转(如工件结构引起偏重)。

主轴传动系的不平稳,主要是由于冲击振动造成的,产生传动不平稳又导致主轴回转中出现周期性摆动,致使工件相对于切削刃的距离沿直径方向产生周期变动而造成。

异常刀纹的间距与床身齿条的周节或大丝杠的螺距相等时,可判定因纵向走刀时齿条齿轮副的啮合精度不良造成;若间距与床身大丝杠螺距相等时,则是纵向进给时
丝杠与溜板箱体孔或开合螺母相摩擦所造成。

表面波纹是平面磨床磨削加工中的常见问题，它是介于表面粗糙度和形状误差之间的周期性形状误差[既影响美观，又影响使用性能。

在某些场合是造成锈蚀和裂纹的祸首，使零件失效。

2.2波纹的主要原因
波纹产生的原因除了砂轮的粒度和修整，砂轮的圆周速度以及工件的纵向运动速度之外，主要是砂轮主轴、轴瓦的精度和刚度；砂轮及其法兰的静平衡精度、电机转子的动平衡精度和其他原因引起的振动
砂轮主轴的动平衡精度的影响
从实际工作我们可以看到高速转动的零件容易产生振动，因为高速转动零件由于制造木准确或安装的误差往往造成高速转动零件的重心偏移，因此就形成了偏心转动，产生了很大的向心力F作用的轴上
加工或装配上的原因影响
由于加工或装配上的原因使电机转子和定子之问的径向间隙不均匀，如图。

即8影响转子整个磁场的不均匀性。

其间隙不均匀度若超过0.0，在不均匀的磁场作用下，平面磨床的磨头要产生振动，使零件产生波纹。

砂轮主轴及其轴瓦精度的影响
砂轮主轴和轴瓦是平面磨床关键部件。

砂轮主轴颈几何形状误差的大小和轴瓦刮研点数的多少，对平面磨床的旋转精度及其平稳性影响很大。

当主轴存在较大的几何形状误差时，它与轴瓦的配合间隙势必不均匀，从而造成主轴径向跳动。

当轴瓦刮研点数达不到要求时，势必造成轴瓦不圆度误差增大，影响配合间晾的均匀性，也造成主轴的径向跳动增大，从而影响加工质量。

轴瓦的刚度及轴瓦与主轴配合刚度的影响
轴瓦的刚度及轴瓦与主轴的配合刚度，是影响平面磨床平稳性的关键因素。

砂轮主轴及其轴瓦刚度的大小是指它们在磨削时承载变形的能力（图P/8表示刚度大小。

（P：切削力，轴变形量）P/8比值越大，刚度越大。

就是说在同样的切削力作用下，主轴变形越小，就不容易产生振动，工作起来越平稳。

这主要是：选择主轴和轴瓦的结构形式是“分离结构多楔油膜轴承”或是正体结构的油膜轴承。

主轴和轴瓦的接触点数rwi0-。

主轴与轴瓦的配合间隙为0.Ol-0.0mn。

砂轮及其法兰的静平衡精度，液压系统的振动也是产生波纹的原因因素
试验时先使磨床主轴精度达到技术要求。

然后把主轴、电机转子、风扇、挡圈等做整体旋转动平衡，在动平衡机上平衡力矩达到
加强轴瓦的支承刚度，提高平面磨床的抗振性和平稳性。

改进轴瓦的结构，把原来半液体摩擦改为液体摩擦——三瓣瓦结构形式。

这种结构工作时能形成油膜，刚性好能承受较高的压力。

据试验证明：分离结构多楔油膜轴承所形成油膜能承受的压力为a，是其它轴瓦结构的。

改装后的平面磨床，轴瓦刚性好，运转平稳。

轴瓦刮研点和轴瓦与主轴的配合间隙按标准达到要求。

合理造择主轴的材料，保证砂轮的旋转精度。

磨床主轴在旋转中，有时发现抱瓦现象。

原因是除了间隙调整不当之外，还有磨床主轴的表面硬度低，适应不了高速旋转的要求，造成了拉毛，破坏了油膜的形成。

主轴表面硬度和主轴旋转精度的关系，硬度越高，表面粗糙度越低，形成油膜越好，增加耐磨性，工作平稳，旋转精度高。

过去平磨主轴材质选用r，实践证明，它的硬度满足不了高速旋转的要求。

磨床主轴材料的选择按刚度、强度、耐磨性和热处理后的表面硬度和变形大小等因素来决定。

对于平磨要求主轴
耐磨性好，硬度高，为此，我们选主轴材质为rMnTi。

热处理变形小，硬度达HRC 磨性好，保证了改装后的平磨旋转精度。

检查、调整电机转子和定子之间不均匀的缝隙，防止电机转子转动时振动。

刮瓦时，采用工艺套定位的方法，使磨床主轴中心与壳体中心保持一致。

并在组装时用塞尺检查转子和定子的间隙在0.0以内，保证了电机转子的正常旋转。

综上所述，波纹的产生是综合性的因素引起，正确分析上述各种因素，有的放矢，采取有效措施，是能够保证磨削工作的加工质量。

表面波纹是平面磨床磨削加工中的常见问题，它是介于表面粗糙度和形状误差之间的周期性形状误差[既影响美观，又影响使用性能。

在某些场合是造成锈蚀和裂纹的祸首，使零件失效。

3波纹消除方法与预防措施
1.当齿条与小齿轮啮合不在同一直线上时，应调整溜板的安装位置，用涂色法检验接触精度，使齿条与小齿轮两侧均匀啮合，即可消除波纹。

2.当齿条与小齿轮的齿顶与齿根为线接触时，往往是齿条与小齿轮的制造精度低造成，应设法跟换齿条齿轮，即可消除波纹。

3.当齿条与小齿轮在一端啮合而出现斜向波纹时，要清除齿面杂物，检验接触精度，刮大溜板与溜板箱的接触面，调整齿条与小齿轮齿向啮合间隙，使接触状况改善，即可消除波纹。

4.当长丝杠与溜板箱孔或对合螺母摩擦而产生斜波纹时，要检验丝杠，恢复丝杠回转中心与对合螺母的同轴度以及与床面导轨的等距性，修复或跟换磨损的丝杠托架或衬套。

5.当光杠与溜板箱进给机构传递不平稳时，应检验光杠，修复或更换箱内的进给传动件。

6.当光杠与走刀箱进给系统传递不平稳时，应消除光杠联接套齿轮套等端面不垂直度和销、键等联接件的松动，并以手驱动光杠传动系统来判断且排除回转的松紧不匀现象。

7.当光杠与床面导轨不等距时，要检验修复光杠回转中心线与床面导轨的等距性，检验并排除床面导轨扭曲不直度，恢复溜板与床面导轨的接触精度。

此外，如车头箱主轴承间隙过大，轴承刚性不足。

主轴系各联接件、传动件传动不平稳，也可导致工件表面产生波纹。

8.关于大直径工件端面加工主轴转速应该根据加工材料的材质,使用的刀具材质来定,即：切削速度的计算.
9.刀具的后角角度应该在3度以下,也就是说刀不可太虚.2.你应该检查一下刀座的各个螺丝有没有把紧这一点也很重要,3.降低主轴转速.
10.按要求调整主轴轴承间隙:推力轴承调整适当,以无游隙又能自如转动卡盘为准,一般轴向窜动量0.01～0.02mm。

11.校验主轴推力台肩法兰盘推力面的精度并予以恢复;推力台肩容易碰伤,检验时应作为主要修整部位,每次组装后,应用测量法或涂色检查法对上述垂直度作最后校检。

12.更换或修复局部损伤的推力轴承(包括有关轴承)等。

13.根据规律性刀纹的分析可有针对性的拆修被损伤的零件,视情况可通过调整或修研等方法,将损伤点消除,必要时更换损伤零件。

14.寻找振源，
15.由于传动系的冲击振动难以完全消除,故通常通过尽量提高支承轴承的精度等级,同时采取适当缩小轴承与轴的配合间隙,提高阻尼,减小振幅来解决, 对滑动轴承间隙过大要进行刮研,提高与轴的配合精度(如注意瓦背接触要实,开口瓦的垫片要平整,紧度要适当,前轴瓦端接触斑点易实不易虚,取每平方厘米16～25点为宜)。

16.根据主轴转速和轴承的配合间隙合理选用润滑油,防止发生抱轴(普通车床主轴间隙以0.02～0.03mm为宜,选用运动粘度为V50℃时,20cst机油为宜;若气温太高,油的运动粘度会降低,可适当加一些4#主轴油,则效果更佳)。

4结语
综上所述，波纹的产生是综合性的因素引起，正确分析上述各种因素，有的放矢，采取有效措施，是能够保证磨削工作的加工质量。

表面波纹是平面磨床磨削加工中的常见问题，它是介于表面粗糙度和形状误差之间的周期性形状误差[既影响美观，又影响使用性能。

在某些场合是造成锈蚀和裂纹的祸首，使零件失效。

车床车削表面波纹的出现，大都是由于零部件的加工质量或主动传动系统与进给传动系统的装配质量引起的。

这些分析同样适应于数控车床（尽管数控车床在结构上采取了不少措施）。

在车床生产的过程中，在保证车床零件加工质量及各项性能指标的基础上，高度重视车床的装配质量，以保证车床的各项性能。

总之，车削外圆是产生的问题多种多样，既有设备原因也有工件本身的材质问题，刀具问题，以及操作者等原因。

在排除故障时要具体情况具体分析，通过各种分析和诊断找出具体影响因素，采取有效的解决办法，最主要的归纳一下几点：1认真、负责，保养调整机床，是机床的加工精度达到最佳的完好形态。

2正确理解切削基本原理，合理掌握运用切削用量。

3工件的装夹牢固，采用辅助手段使工件在切削是减少几何变形。

4正确使用各种牌号的刀具，刃磨合理角度的刀具，使刀具在切削过程中。

排屑流畅。

5注意正确使用冷却液和润滑液，延长刀具使用寿命，提高生产率。