鏜床加工設備在對部件進行修補(如磨損件修復、裂紋修補、尺寸恢復等)時,因修補部位的材質特性、損傷程度及加工工藝差異,易出現各類問題。以下是常見問題、成因及解決辦法:
一、修補部位加工精度不足(尺寸超差、表面粗糙度超標)
常見表現
修補后的部件尺寸(如孔徑、軸徑、平面度)不符合圖紙要求,偏差超過公差范圍;
表面出現明顯刀痕、振紋,粗糙度Ra值過高(如要求Ra1.6卻達到Ra6.3)。
成因
修補材料(如堆焊層、鑄鐵焊條、膠粘劑)與基體材質硬度差異大,切削抗力不均;
刀具選擇不當(如高速鋼刀具加工高硬度堆焊層,耐磨性不足);
鏜床主軸或工作臺進給精度不穩定,存在間隙或爬行;
切削參數不合理(如進給量過大、轉速過高導致振動)。
解決辦法
刀具匹配:根據修補材料硬度選擇刀具,如加工高硬度堆焊層(HRC30-50)用硬質合金刀具(如YT15、YW2),加工鑄鐵修補層用YG類硬質合金;
參數調整:降低進給量(0.1-0.2mm/r),適當提高轉速(針對塑性材料)或降低轉速(針對脆性修補層),減少切削振動;
設備校準:檢查鏜床主軸徑向跳動、軸向竄動,調整工作臺導軌間隙,必要時更換磨損的絲杠螺母;
分步加工:粗加工去除多余修補層,預留0.5-1mm精加工余量;精加工采用低速、小進給,確保表面質量。
二、修補層與基體結合處開裂或剝離
常見表現
加工過程中修補層(如堆焊層、電鍍層)與原部件基體之間出現裂紋,嚴重時整塊脫落;
切削時發現結合面有縫隙,伴隨異常振動或異響。
成因
修補前基體表面未清理干凈(存在油污、銹跡、氧化皮),導致結合強度不足;
堆焊或焊接時工藝不當(如預熱溫度不夠、冷卻速度過快),產生內應力;
修補材料與基體材質不匹配(如低碳鋼基體堆焊高合金鋼,線膨脹系數差異大);
加工時切削力過大,尤其是徑向力集中在結合部位。
解決辦法
預處理強化結合:修補前用砂紙或噴砂清理基體表面,去除雜質;堆焊前對基體預熱(如中碳鋼預熱至250-300℃),焊后緩慢冷卻消除應力;
材料匹配:根據基體材質選擇修補材料(如鑄鐵件用鑄鐵焊條,不銹鋼件用同材質焊絲);
加工工藝優化:切削時采用順銑(減少徑向力),刀具刃口保持鋒利(避免擠壓結合面),對薄壁修補件采用對稱切削法分散應力;
局部加固:若結合面有微裂紋,可先鉆止裂孔,再用小電流補焊加固后重新加工。
三、刀具磨損過快或崩刃
常見表現
加工修補層時,刀具刃口迅速磨損(如刀尖變鈍、后刀面磨損嚴重),甚至出現崩口、斷裂;
需頻繁換刀,導致加工效率下降,且影響尺寸穩定性。
成因
修補材料硬度高(如堆焊硬化層、陶瓷涂層)或含有硬質顆粒(如耐磨合金中的碳化物);
刀具材質硬度不足或韌性較差(如高速鋼刀具加工淬火修補層);
切削液選用不當(如干切削或冷卻不充分,導致刀具過熱);
進給量或切削深度過大,超出刀具承受范圍。
解決辦法
選用高性能刀具:加工高硬度修補層(HRC≥50)時,使用立方氮化硼(CBN)刀具或陶瓷刀具;加工含硬質顆粒的材料時,用超細晶粒硬質合金(如WC-Co合金);
加強冷卻潤滑:采用極壓乳化液或切削油(如硫化切削油),確保切削區充分冷卻,減少刀具與工件的摩擦磨損;
優化切削參數:減小切削深度(≤1mm)和進給量(≤0.1mm/r),采用較高轉速(充分利用刀具耐磨性);
刀具角度調整:增大前角(減少切削力)、減小后角(增強刀具強度),刀刃進行負倒棱處理(防止崩刃)。
四、修補后部件變形
常見表現
加工后部件出現彎曲、翹曲(如長軸類修補件撓度超標)或局部凹陷,影響裝配精度。
成因
修補過程中(如焊接、堆焊)產生的殘余應力未消除,加工后應力釋放導致變形;
加工時夾緊力過大或夾持方式不當(如單點夾持導致工件受力不均);
切削熱集中(如高速切削厚修補層),工件局部升溫膨脹,冷卻后收縮變形;
部件本身剛性差(如薄壁件、細長桿),加工時易受切削力影響產生撓度。
解決辦法
消除殘余應力:修補后對工件進行時效處理(如自然時效、人工時效),或通過振動時效儀消除應力;
合理夾持:采用多點支撐、彈性夾緊(如用百分表監測夾持變形),避免過定位;對細長件增加跟刀架或中心架,增強剛性;
控制切削熱:采用斷續切削(減少連續受熱),加大切削液流量,或采用低溫冷風冷卻技術;
分步去應力:粗加工后松開夾具,讓工件自然變形,再進行半精加工和精加工,逐步修正尺寸。
五、修補部位與原基體過渡不平整
常見表現
修補層與原部件表面存在臺階、高低差,或過渡圓角不符合要求,影響部件的密封性、運動平穩性(如導軌面、密封面)。
成因
修補前未精確測量損傷尺寸,導致修補層厚度不均;
加工時未找準基準面,以損傷部位為基準導致偏差;
刀具進給軌跡不連續(如手動進給時速度不均),過渡區域切削不光滑。
解決辦法
預處理測量:用千分尺、百分表或三坐標測量儀精確測量損傷區域的尺寸偏差,確定修補層厚度(通常比所需尺寸大0.5-1mm);
統一基準:以原部件的精加工面(如定位孔、基準面)為基準進行找正,避免以損傷部位為參考;
平滑過渡加工:在過渡區域采用圓弧插補(數控鏜床)或手動微調進給,使修補層與基體表面的臺階控制在0.05mm以內;對密封面等關鍵部位,可用油石或砂紙手工研磨,確保過渡平滑。