淺談車削加工中精度的控制

孫鐵東

摘 要：在車削實習培訓教學中，對精準度產生作用的要素十分多。精準度掌控針對制造以及教學十分關鍵，精準度能夠掌控商品品質，更決定著一個國家當前生產措施的水準。是機器制造措施的重要功能標準之一，有許多要素對機器制造精準度產生作用，如怎樣掌控機器制造差異，提升機器制造精準度符合商品品質需求是當前機器制造措施的需求。

關鍵詞：機械加工；精度；誤差

1 主軸回轉誤差

1.1 主軸回轉產生的誤差

主軸回轉精度誤差的三種主要工作形式。（1）徑向圓跳動是主軸回轉軸線相對于平均回轉軸線在徑向的變動量。車外圓時它使加工面產生圓度和圓柱度誤差。產生徑向圓跳動誤差的主要原因有：主軸支承軸頸的圓度誤差、軸承工作表面的圓度誤差等。（2）軸向圓跳動是主軸回轉軸線沿平均回轉軸線方向的變動量。車端面時它使工件端面產生垂直度、平面度誤差。產生軸向圓跳動的原因是主軸軸肩端面和推力軸承承載端面對主軸回轉軸線有垂直度誤差。（3）角度擺動是主軸回轉軸線相對平均回轉軸線成一傾斜角度的運動。車削時，它使加工表面產生圓柱度誤差和端面的形狀誤差。

1.2 解決對策

機床的幾何精準度并不能夠完全代表此機床的制造精準性，由于機床在真實的操縱中，還有很多要素對精準度產生影響。如，切削力、張緊力等影響，機床的工件配件會形成一定程度的變形；在內部以及外部溫度的作用下，機床的工件配件會形成變形；在切削力以及轉動效率的作用下，機床會出現震動。所以經過切削制造出的工件精準度來評價機床的制造精準性，是機床的作業精準性。在車削實習培訓教學中能夠開展下面的作業步驟進行自檢：精車外圓的圓度以及圓柱情況、精車的平整狀況、螺絲螺距差異等。機床精準度不能夠檢測工作中所既定的允許的差值，可能會導致制造過程中出現多種不足，在車削實習培訓教學中，要按照和機床相關的要素開展調解以及維修機床。

2 刀具的幾何誤差

2.1 刀具磨損誤差分析

刀具的損耗是刀具出現幾何差異的關鍵要素，經過證實刀具在運用時出現的損耗主要有三個程序：初期損耗、正常損耗、后期急劇損耗。初期損耗：金屬磨合、精車磨合等過程。使用特別的技術，人為的把金屬外表中不整齊的部位進行打磨、找平，增加接觸面。提升光滑度。最大程度降低金屬損耗。正常損耗：屬于比較穩定的過程。在這個過程中金屬損耗比較小，損耗情況和潤滑情況、負荷以及效率、溫度等息息相關。急劇損耗：金屬損耗急劇增快的過程。因為損耗量累計到一定值后，就會有震動、溫度提升等現象出現，金屬表面會加劇損耗致使刀具報廢。

2.2 解決方法

第一種措施是直接觀察車削設備中的工件是不是有亮點抑或暗點。如轉動速度快的刀具在制造鋼材時，刀具變鈍，在其外表上就會形成硬啃，會有亮點形成；在制造鑄鐵時，外表就會有暗點出現，代表刀具已經鈍了。

第二種措施是在車削中根據發出的聲音進行辨別。在正常工作中，車削刀具運轉發出的聲音是均衡輕快的，如果有比較悶抑或沉重、不正常的咯吱聲，就表明刀具在使用過程中會進入急劇損耗階段，要運用油石立即背刀。

第三種措施是利用機車運轉時間對刀具使用時間開展掌控。時間就是車削中刀具從最鋒利到變鈍使用的時間。在大量的制造工件時，使用一樣的刀具制造，使用的時間也是一樣的，這種情況下，根據以往獲得的經驗，清楚刀具在某一環境下開展切削，用多久會有變鈍的情況出現，記錄油石背刀的狀況，已記錄為規范，當做掌控石油背刀的基礎。有上面所講述的情況出現，就要對刀具進行修理。

3 夾具的幾何誤差

3.1 夾具誤差分析

3.1.1 基準不重合誤差。基準分設計基準和工序基準。在機床上對工件進行加工時，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。

3.1.2 定位副制造誤差。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對準確，其實際尺寸（或位置）都允許在規定的公差范圍內變動。工件定位面與夾具定位元件共同構成定位副，由于定位副制造的不準確和定位副間配合間隙引起的工件最大位置變動量，稱為定位副制造不準確誤差。

3.2 解決方法

夾具工件損耗會使夾具出現的差異變大。為了確保材料的制造精準度，夾具內的定位配件、導向配件、對刀配件等容易出現損耗的工件要選用耐磨性強的物料進行生產。在生產中要選用適宜的夾具，使用合理的夾緊方案。確保在制造階段中工件不會出現位移，作業穩定。同時增強工件的裝飾強度，降低震動。如在制造壁薄的材料時制造有粗車以及精車兩個程序粗車夾緊力大時，雖然會有變形，不過對精準度不會產生不良的作用；精車的夾緊力過小時，可能會出現夾緊變形不大，還有可能會因為切削力度太大形狀出現改變。制造時還能夠增強夾緊接觸面的大小運用開縫工具抑或特制的設備，增加夾緊的接觸面，能夠使夾緊力均勻的分散在要加工的壁薄材料上，進而不會因夾緊導致材料形狀的改變。在制造操縱中，使用的夾緊力度，一般根據經驗制定。

4 工藝系統本身的誤差

4.1 工藝系統引起的誤差分析

（1）機床熱變形引起的加工誤差：機床受熱源的影響，各部分溫升將發生變化，由于熱源分布的不均勻和機床結構的復雜性，機床各部件將發生不同程度的熱變形，破壞了機床原有的幾何精度，從而降低了機床的加工精度；（2）工件熱變形引起的加工誤差：使工件產生變形的熱源；車削時，由于切削熱的影響，使工件隨溫度升高而逐漸伸長變形，稱為熱變形。在車削一般軸類工件時，可不考慮熱變形伸長問題。但是，車削細長軸時，因為工件長熱變形伸長量大，所以一定要考慮到熱變形的影響。不能再工件溫度較高時測量。采用合適的切削液是消除熱變形的有效方法。車削時合理選用切削液并保證充分冷卻潤滑，可以改善切削條件；還可使潤滑性能增強，使切削區域金屬材料的塑性變形程度下降，從而減小已加工表面的粗糙度值。（3）切削力大小變化引起的加工誤差-誤差復映。工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀，但它在尺寸、形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷發生變化，從而導致切削力的變化，以外圓車刀切削加工的一組實驗為例，固定切削速度和刀具的幾何參數，通過加工不同的材料所測得的切削力數據表可知加工中引起工藝系統產生相應的變形，使得零件在加工后還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。當然工件表面殘留的誤差比毛坯表面誤差要小得多。這種現象稱為“誤差復映規律”，所引起的加工誤差稱為“誤差復映”。

4.2 解決方法

第一，降低主軸軸承左右晃動的距離以及軸向活動，在高速度活動時不會出現悶車的基礎上，左右晃動的距離降到最低，大多滾動軸承要在零點零零五毫米；軸向活動要在零點零一毫米以下。第二，調節溜板左右晃動情況對主軸中心線的平行狀況，對上母線以及側母線分開進行查看。第三，調節主軸和底座頂尖之間的高度和底座套筒錐孔中心線對溜板活動的平行狀況。以確保車長軸的圓柱狀況。第四，合理的調小各個活動面之間的空隙以及左右擺動和螺母之間的距離，降低震動，提升活動穩定性以及橫向進刀的精準性，確保材料的外表粗糙值為最低，有更高的精準性。第五，車削高精準度紋路時，要把絲杠的軸向活動以及開合螺母活動的間隙調節小，還有交換齒輪的邊側距離，確保螺距的精準性。

5 結束語

車削制造差異的探索是現在機器生產中最關鍵的構成以及前進方向，同時是提升在國際挑戰中的重要措施，差異的形成是很多要素影響的。所以，我們一定要使用有用的技術，盡可能降低差異，以便持續提升制造精準度。

參考文獻

[1]周澤華.金屬切削原理[M].華南理工大學出版社，1993.