机床精度对加工质量的影响
1 机床精度对加工质量的影响
零件的形状精度和位置精度主要取决于机床本身所具有的精度,其中包括主轴的回转精度、床身导轨的精度及刀架导轨的精度。
1.1 主轴的回转精度 主轴部件的回转精度直接影响工件的几何形状(包括圆度、端面平面度等)误差、尺寸误差和表面粗糙度。主轴的各档支承轴颈、安装齿轮、卡盘的表面精度,通常是测量主轴前后支承轴颈及其它各有关回转轴径、轴肩的径向圆跳动和端面圆跳动。根据机床精度的要求,将其控制在一定的数值范围之内,对于主轴上安装轴承的前后支承轴颈的径向圆跳动,一般允许为加工零件的三分之一左右。
1.2 床身导轨的精度 床身导轨面是测量机床的各项几何精度和反映加工精度的基准面。这个基准面无论在空载或承受切削载荷时,都应保证溜板运动的直线性精度,使刀具获得均匀而平稳的直线送进,同时还应保证其他各项有关运动,及有关安装表面同溜板运动保持相互位置的准确性。各导轨面磨损后,在精加工长轴类零件时,以溜板移动在水平面内的直线度误差对加工精度的影响最大,各使用单位可根据不同加工直径、长度和精度要求,规定该机床的极限磨损值,并根据不同工件的工艺要求,结合机床的技术状况,判定机床的可用程度,以此作为大修理的依据。
2 机床精度引起的常见缺陷分析及消除方法
2.1 加工圆柱体工件时产生锥度 通过对秦皇岛发电有限责任公司修配车间10台车床的检验,发现车削圆柱体工件时锥度偏差大,是加工过程中最常见的缺陷。尤其对CW6263C马鞍机床进行的抽样检测,加工的圆柱体锥度偏差为0.05mm/150mm,严重超出0.01mm/150mm的标准。经查发现机床主轴中心线与拖板导轨平行度、尾座中心线与主轴中心线同轴度偏差太大,致使两顶尖支持工件时产生锥度,检查床身时发现机床四角及床身中部地脚螺栓、调整垫铁松动,导轨面水平直线度及垂直面内的倾斜度严重超标,并呈扭曲状,大大破坏了机床精度,所有这些都是导致圆柱体工件产生锥度的重要原因。其他9台机床也普遍存在地脚不平这一现象。其中两台C618机床因使用频率较高,尾座导轨有一定的磨损,尾座顶尖中心线低于主轴中心线0.05~0.06mm,不符合尾座顶尖中心线高于主轴中心线0.02mm/300mm的标准,所以导轨磨损也是影响圆柱工件产生锥度的一个重要原因。
针对圆柱工件锥度偏差产生的原因,常采用下述方法进行机床精度调整:
①重新校正主轴箱主轴轴线的安装位置,使工件在误差允许范围之内。
②用调整垫铁来重新校正床身导轨的倾斜精度,并紧固地脚螺钉。
③刮研导轨保证导轨水平度。
④调整尾座两侧的横向螺钉,保证主轴与尾座中心线同心。
2.2 圆柱形工件加工后外径产生椭圆及棱圆 产生此类缺陷的原因是由主轴间隙过大、主轴轴径圆度超差或主轴轴承磨损有椭圆等原因所致,根据不同原因需要调整主轴轴承间隙、修磨主轴轴颈或刮研轴承。主轴的前后轴承调整后,用手转动主轴,应无阻滞现象,主轴径向跳动和轴向窜动均应小于0.01mm,前轴承的径向间隙小于0.005mm。
2.3 加工端面时产生凹凸不平的现象 检验机床工作精度时,要求加工工件端面的不平度只许凹,精度偏差在每200mm直径上为0.01mm,如果超差或中凸,则需检查大拖板移动对车头箱中心线的平行度及中拖板导轨与主轴中心线垂直度是否超差,如果超差,应校正车头箱主轴中心线位置精度到标准值,必要时刮研中拖板导轨。
2.4 车削螺纹时螺距不均及乱扣 主要原因是丝杠的轴向窜动过大、开合螺母磨损与丝杠不同轴而造成啮合不良或间隙过大,并且因为其燕尾导轨磨损而造成开合螺母闭合时不稳定,也有可能是由主轴经过挂齿而来的传动链间隙过大。
遇到上述情况,应调整丝杠连接轴的轴向间隙,修正开合螺母,并调整开合螺母间隙,必要时调整挂齿间隙。