摘要：随着我国社会生产形态的转变，以及科学技术的不断发展，各类产品与设备的生产方式逐渐转变为机械化、自动化生产，借助于车床对各类工件进行快速、精细化加工。但是在车床加工过程中，受到车床震动以及表面残留高度等因素的共同影响，降低了车床加工件的表面质量和加工精度，影响了车床加工生产模式的发展潜力与生产质量。本文对车床加工表面质量问题的主要成因进行深入分析，并针对性提出表面质量优化提升的有效方法，开展以下探析。
关键词：车床加工；表面质量；主要成因；有效方法
引言：在当前我国社会发展过程中，随着科学技术的不断发展以及各类设备的更新换代，对于各类商品、设备的加工精度要求不断提高。在一定程度上而言，对于制造企业、车床加工企业而言，车床加工表面质量的高低，直接关乎到企业的生产技术优劣、产品性能质量与企业发展潜力的高低，其重要性不言而喻。因此，在这一时代背景下，各车床加工企业纷纷提高了对车床加工表面质量问题的重视程度、优化力度，实现了对车床加工表面质量一定幅度的提升，但仍旧存在着优化空间，这也需要对车床加工表面质量低下问题的主要成因开展探析。
一、车床加工表面质量问题主要成因探析
1.震动因素的影响
在车床运行、加工过程中，车床自身会产生一定频率的震动，并将震动力通过所配置、使用的刀具、夹具向加工零部件进行传输，降低车床加工表面质量与加工精度。其原理为：所产生震动力途径刀具向加工零部件进行传输，随后在零部件表面结构上以震纹的形式加以展示。此外在车床加工中，所配置、使用的刀具自身也会产生高频率的震动，从而向所加工零部件施加更高的震动作用力，进一步降低车床加工表面质量。相较而言，车床自身所产生震动力的频率较低，刀具自身所产生震动力频率较高。可在车床加工过程重，通过对刀具和车床的运行声响来判断，分析震动问题的主要出现范围。
2.车床工件表面残留高度因素的影响
车床加工中，刀具在切削过程中，会在工件表面结构上存在着一定大小的未加工区域，而实际工件面与理论工件面之间的高度被称作为工件残留高度。残留高度也一般被人作为衡量车床加工精度的重要指标。而工件的表面残留高度主要指，刀具尖部区域圆弧半径跟进给距离所产生的残留高度。
3.工件表面鳞刺因素的影响
在车床所使用、配置刀具为高速钢、陶瓷等材质刀具，并在中低切削速度下对塑性金属等材质的工件进行加工时，会有一定可能性在工件表面结构上产生鱼鳞状分布的裂纹、毛刺，大幅降低了车床加工工件的表面结构平整性、加工精度及美观性。问题出现原理为刀具在较低切削速度下，工件切削面与刀具表面二者之间的摩擦力会出现周期性变化，从而使得切削在前刀面上出现周期性的停留、推挤工件切削层，并在工件加工过程中将不同切削层的材料不断向前堆积，在工件表面结构上出现鳞次状分布的毛刺。也可将工件表面鳞次问题的成因细分为，车床刀具切削速度因素，以及刀具材质选择因素。
4.刀削瘤因素的影响
在车床加工过程中，刀具切削钢材、铝合金等塑形金属材质工件时，受到摩擦力、金属挤压力的共同影响，切削面、前刀面二者之间会产生庞大的压力与高温，从而导致切削底层的流出速度逐渐放缓、形成滞流层。而滞流层在工件切削过程中会逐渐形成一个不断增大的刀削瘤，直至增大至一定程度后出现破裂、对工件表面质量、光滑性造成严重影响。
但是在车床加工过程中，所出现的刀削瘤也具有一定的积极作用，例如对车床刀具的保护、对工作前角的增大。但若在刀削瘤增大至一定程度后，则会降低工件尺寸精度、表面结构平整性等影响车床刀具使用寿命等问题的出现。
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二、车床加工表面质量的有效提高方法
1.对车床进行适当调整
在车床加工过程中，由于车床会产生一定频率的自震力，从而对工件的加工精度、表面加工质量造成严重干扰影响。因此，需要采取车床调整方法，降低车床自身所产生震动力的频率、影响系数。例如，借助于脚螺钉，将车床与作业环境的地面结构进行固定连接，降低车床所产生自震力的幅度。又比如结合工件表面质量与加工精度，以及车床结构实际分布情况，对车床结构内不同丝杆之间的间隔距离、空隙大小进行适当调整。但采取这一方法，只能实现对车床运行过程中所产生自震动力的幅度进行一定程度的控制，并无法从根源上避免车床自震力的出现。
2.配置适当材质的刀具
在车床加工过程中，普遍存在着所配置加工工具材质不适用于实际切削速度的问题，从而导致刀削瘤、鳞次等问题的出现。例如部分车床加工企业主要配置高速钢材质的刀具。而这一刀具在高速切削过程中会产生、积累大量的热量，在刀具温度高于或是临近六百摄氏度时，会出现刀具损坏、工件表面加工精度与质量降低等问题。因此，车床加工企业需要结合实际作业情况，配置多种规格型号、材质的车床刀具，并在车窗处于不同切削速度、加工工件出现材质变换问题时，及时对所配置的刀具进行更换。例如，在需要开展高速切削作业时，则需要优先配置、更换耐热温度极高的碳化物材质刀具。而在中低切削速度进行加工时，再将刀具更换为高速钢材质刀具。
2.对车床刀具尺寸参数的调整
在车床加工中，如若所配置刀具尺寸参数与工件之间缺乏适配性，则会大幅降低工件的加工精度、表面质量。具体表现形式为，加大工件的表面残留高度、改变工件轴向尺寸。针对以此，在车床加工前，需要对车床设备规格型号、工件加工工序流程、工件的具体材质与尺寸、切削量等相关信息加以综合分析，随后针对性制定车床刀具的合理尺寸参数，并在其基础上配置高度适配的车床刀具，从根本上实现对车床加工质量、加工精度的优化提升。
3.对车床工件夹具、夹紧形式的确定
在传统的车床工件夹紧工具基础上，需要结合实际情况，配置工件夹具的固定与辅助装置，从而最大程度保障工件在车床运行与加工过程中的稳定性，降低车床与刀具在高负荷运行过程中所产生震动力对工件表面加工质量、加工精度的影响系数。此外，结合实际情况，选择漏气密着法等车床工件的夹紧方法，进一步提高工件的加工精度。以这一方法为例，通过在车床工件夹具上布设二至三个漏气孔洞。从而使得在车床加工过程中，若在工件与夹具二者之间在接触面中存在一定大小的异物、杂质时，车床会自动停止运行，避免杂质对车床加工表面质量的影响。
4.对车床加工切削液的合理选择
在车床加工过程中，加工表面质量低下问题的主要成因是刀具与工件之间的切削热量过高、摩擦力过大，并产生一定的杂质颗粒，导致刀削瘤、鳞次等问题的出现。因此，需要结合实际情况，选择合理的车床加工切削液，以提高车床加工表面质量。例如在工件材质为青铜、铝、精铸铁时，则需要优先选择煤油作为切削液。在工件材质为一般性钢材时，优先选择乳化液作为切削液。而在工件材质为合金钢精时，采用4%左右的的乳化液，抑或是10%-15%区间范围内的挤压乳化液、机油。
结语：车床加工表面质量低下问题的影响因素较多，涉及到刀具、车床自震频率、切削液的选择等多个方面。因此，车床加工企业需要结合实际情况，对车床加工表面质量低下问题的主要成因进行深入分析，并采取相应有效控制方法，对车床加工表面质量、加工精度进行全方位的提升，以实现对车床加工企业市场竞争力度、经济效益、发展潜力的共同提高。
参考文献：
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[2]廉昱龙.如何保证和提高数控车床的加工精度和表面质量[J].科普童话.2015（01）
[3]刘捷.数控自动车床表面精度质量影响因素分析及对策探讨[J].河南科技.2014（17）
论文作者:谢永飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/19
标签：车床论文; 工件论文; 加工论文; 刀具论文; 表面论文; 质量论文; 精度论文; 《基层建设》2019年第24期论文;