淺談車(chē)削加工中常見(jiàn)的加工誤差及改善車(chē)削精度的若干措施

殷曉凱　張?chǎng)维|　宮立鵬

摘 要：車(chē)削加工是機(jī)械加工中常見(jiàn)的一個(gè)工種，機(jī)床加工者在利用車(chē)削加工零件時(shí)，有時(shí)會(huì)因某些原因，加工出的零件不符合精度要求，因此，機(jī)床加工者在加工零件時(shí)應(yīng)注意車(chē)削加工的一些事項(xiàng)。主要介紹了車(chē)削加工的常見(jiàn)誤差，并針對(duì)這些誤差問(wèn)題提出相應(yīng)的注意事項(xiàng)，以及改善車(chē)削加工精度的一些措施。

關(guān)鍵詞：車(chē)削加工；零件；精度；誤差

中圖分類(lèi)號(hào)：TG51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）18-0008-02

車(chē)削加工主要是利用工件和刀具等切削工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從坯料、毛坯等原始材料上切除多余的材料，進(jìn)而使尺寸、形狀、位置等都完全符合加工要求的一個(gè)工種。在改善車(chē)削加工精度時(shí)，無(wú)論采取什么措施，都必須保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，且在具體操作時(shí)，必須保證制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量這兩方面。零件的制造質(zhì)量是車(chē)削加工的基礎(chǔ)和前提，因?yàn)樗鼤?huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、效率、穩(wěn)定性和可靠性等相關(guān)指標(biāo)。

加工精度指的是零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)這兩者之間的接近程度。在實(shí)際生產(chǎn)中，影響加工精度的因素有很多，工件的加工誤差是這些因素共同作用的綜合結(jié)果。因此，要想改善車(chē)削精度，就要從多方面考慮，從而改善工件的加工質(zhì)量。

1 工件加工的誤差及改善措施

1.1 工藝系統(tǒng)的幾何誤差

一般而言，工藝系統(tǒng)的幾何誤差有多種，比如加工原理誤差、機(jī)床的幾何誤差、刀具和夾具誤差、測(cè)量誤差、調(diào)整誤差等。當(dāng)然，由工藝系統(tǒng)磨損引起的誤差也屬于幾何誤差。

1.1.1 加工原理誤差

在加工時(shí)，因加工運(yùn)動(dòng)或刀具的輪廓而產(chǎn)生的誤差屬于加工原理誤差。在實(shí)踐生產(chǎn)中采用理論上的加工原理，會(huì)導(dǎo)致機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，制造相對(duì)困難。另外，由于傳動(dòng)的環(huán)節(jié)增多，加大了傳動(dòng)誤差，從而降低了加工精度。

1.1.2 機(jī)床的幾何誤差

在實(shí)際生產(chǎn)中，機(jī)床的制造、安裝和磨損都會(huì)影響加工的精度。

機(jī)床的主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差：主軸的軸承和軸徑誤差會(huì)導(dǎo)致主軸橫向竄動(dòng)、純角度擺動(dòng)，可采用提高主軸的軸徑精度、換滾動(dòng)軸承、提高軸承的間隙等方法減少主軸誤差。

機(jī)床導(dǎo)軌誤差：主要有兩方面，即車(chē)床導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度和在水平面內(nèi)的平行度，可采用調(diào)整車(chē)床墊鐵、修刮磨損的導(dǎo)軌等減少導(dǎo)軌誤差。

機(jī)床傳動(dòng)誤差：零件在制造、裝配和磨損等過(guò)程中會(huì)破壞已經(jīng)平衡的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，縮短傳動(dòng)鏈、提升傳動(dòng)機(jī)構(gòu)精度可以減少加工誤差。

1.1.3 刀具誤差

在實(shí)際生產(chǎn)中，刀具的制造、裝夾和磨損都會(huì)造成加工上的誤差。

成形刀具的安裝方法、步驟錯(cuò)誤都會(huì)影響到工件的形狀精度，而對(duì)于定尺寸刀具而言，會(huì)直接影響到尺寸精度。在加工時(shí)，應(yīng)該及時(shí)刃磨、測(cè)量工件、更換刀具，將工件的尺寸誤差控制在允許的范圍內(nèi)。

1.1.4 夾具誤差

夾具各個(gè)原件出現(xiàn)錯(cuò)位或磨損會(huì)導(dǎo)致工件的位置發(fā)生變化，進(jìn)而影響零件表面的位置誤差。一般夾具的制造公差是工件制造公差的1/5～1/3. 要定期檢查夾具的精度和磨損情況，及時(shí)修理或更換磨損的夾具。

1.1.5 測(cè)量誤差

量具本身及測(cè)量方法的不準(zhǔn)確會(huì)引起測(cè)量誤差，因此，測(cè)量時(shí)要選用合適的量具和測(cè)量方法，并正確讀數(shù)，以減少測(cè)量誤差。

1.1.6 調(diào)整誤差

采用試切法或調(diào)整法加工時(shí)，刀具位置、定程原件位置和刀元件的誤差都可能影響到加工精度。提高測(cè)量精度、進(jìn)給機(jī)構(gòu)精度，提高定程元件精度，檢查復(fù)位精度，可減小調(diào)整誤差。

1.2 工藝系統(tǒng)由于受力變形導(dǎo)致的誤差

工藝系統(tǒng)的機(jī)床、夾具、刀具等組成部分在切削力、慣性力、夾緊力和重力等的作用下，一般都會(huì)產(chǎn)生變形，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生加工誤差。在此過(guò)程中，變形的程度會(huì)影響工藝系統(tǒng)的剛性和穩(wěn)定性。

改善措施主要從剛性和穩(wěn)定性這兩個(gè)方面來(lái)考慮。提高工藝系統(tǒng)剛性的措施有：調(diào)整車(chē)床間隙、采用中心架等。在穩(wěn)定性方面即減小產(chǎn)生變形切削力的措施也有很多，比如改變刀具角度、改變加工方法以及選用合適的熱處理方法等。

1.3 工藝系統(tǒng)由于熱變形導(dǎo)致的誤差

在切削加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些熱量，這些熱量傳遞給工件及周?chē)橘|(zhì)時(shí)，會(huì)使工件產(chǎn)生變形。另外，車(chē)床的電動(dòng)機(jī)等傳動(dòng)零件和導(dǎo)軌之間的摩擦也會(huì)使車(chē)床產(chǎn)生熱變形。

改善這一狀況的方法有：在切削加工時(shí)，放足量的潤(rùn)滑液，盡量降低溫升；局部加熱或空運(yùn)轉(zhuǎn)，確保工藝系統(tǒng)熱平衡；在進(jìn)行精密加工或測(cè)量等操作時(shí)，最好在恒溫條件下實(shí)施，以便最大限度地降低環(huán)境溫度對(duì)加工精度的影響。

1.4 工件殘余應(yīng)力引起的誤差

在沒(méi)有外力作用的情況下，殘余應(yīng)力主要為工件內(nèi)部的應(yīng)力。殘余應(yīng)力是處于不穩(wěn)定狀態(tài)下的一種相對(duì)平衡趨勢(shì)，它可以恢復(fù)到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的程度，應(yīng)力消失后，工件就會(huì)產(chǎn)生形變，從而降低加工的精度。

減少殘余應(yīng)力的方法有：合理設(shè)計(jì)工件的結(jié)構(gòu)，對(duì)精度要求較高的工件要進(jìn)行時(shí)效回火或退火；合理安排工藝流程，粗、細(xì)加工這兩種工序要分開(kāi)進(jìn)行。

2 改善加工精度的方法

2.1 直接減少誤差法

查明加工誤差的影響因素后，直接采用相應(yīng)方式消除。