淺談車削加工中常見的加工誤差及改善車削精度的若干措施

殷曉凱　張鑫瑋　宮立鵬

摘 要：車削加工是機械加工中常見的一個工種，機床加工者在利用車削加工零件時，有時會因某些原因，加工出的零件不符合精度要求，因此，機床加工者在加工零件時應注意車削加工的一些事項。主要介紹了車削加工的常見誤差，并針對這些誤差問題提出相應的注意事項，以及改善車削加工精度的一些措施。

關鍵詞：車削加工；零件；精度；誤差

中圖分類號：TG51 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0008-02

車削加工主要是利用工件和刀具等切削工具的相對運動，從坯料、毛坯等原始材料上切除多余的材料，進而使尺寸、形狀、位置等都完全符合加工要求的一個工種。在改善車削加工精度時，無論采取什么措施，都必須保證機械產品的質量，且在具體操作時，必須保證制造質量和裝配質量這兩方面。零件的制造質量是車削加工的基礎和前提，因為它會直接影響產品的質量、效率、穩定性和可靠性等相關指標。

加工精度指的是零件加工后的實際幾何參數與理想幾何參數這兩者之間的接近程度。在實際生產中，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果。因此，要想改善車削精度，就要從多方面考慮，從而改善工件的加工質量。

1 工件加工的誤差及改善措施

1.1 工藝系統的幾何誤差

一般而言，工藝系統的幾何誤差有多種，比如加工原理誤差、機床的幾何誤差、刀具和夾具誤差、測量誤差、調整誤差等。當然，由工藝系統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，因加工運動或刀具的輪廓而產生的誤差屬于加工原理誤差。在實踐生產中采用理論上的加工原理，會導致機床或刀具的結構變得復雜，制造相對困難。另外，由于傳動的環節增多，加大了傳動誤差，從而降低了加工精度。

1.1.2 機床的幾何誤差

在實際生產中，機床的制造、安裝和磨損都會影響加工的精度。

機床的主軸回轉運動誤差：主軸的軸承和軸徑誤差會導致主軸橫向竄動、純角度擺動，可采用提高主軸的軸徑精度、換滾動軸承、提高軸承的間隙等方法減少主軸誤差。

機床導軌誤差：主要有兩方面，即車床導軌在垂直平面內的直線度和在水平面內的平行度，可采用調整車床墊鐵、修刮磨損的導軌等減少導軌誤差。

機床傳動誤差：零件在制造、裝配和磨損等過程中會破壞已經平衡的運動關系，縮短傳動鏈、提升傳動機構精度可以減少加工誤差。

1.1.3 刀具誤差

在實際生產中，刀具的制造、裝夾和磨損都會造成加工上的誤差。

成形刀具的安裝方法、步驟錯誤都會影響到工件的形狀精度，而對于定尺寸刀具而言，會直接影響到尺寸精度。在加工時，應該及時刃磨、測量工件、更換刀具，將工件的尺寸誤差控制在允許的范圍內。

1.1.4 夾具誤差

夾具各個原件出現錯位或磨損會導致工件的位置發生變化，進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，及時修理或更換磨損的夾具。

1.1.5 測量誤差

量具本身及測量方法的不準確會引起測量誤差，因此，測量時要選用合適的量具和測量方法，并正確讀數，以減少測量誤差。

1.1.6 調整誤差

采用試切法或調整法加工時，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。提高測量精度、進給機構精度，提高定程元件精度，檢查復位精度，可減小調整誤差。

1.2 工藝系統由于受力變形導致的誤差

工藝系統的機床、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，一般都會產生變形，進而會產生加工誤差。在此過程中，變形的程度會影響工藝系統的剛性和穩定性。

改善措施主要從剛性和穩定性這兩個方面來考慮。提高工藝系統剛性的措施有：調整車床間隙、采用中心架等。在穩定性方面即減小產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 工藝系統由于熱變形導致的誤差

在切削加工時會產生一些熱量，這些熱量傳遞給工件及周圍介質時，會使工件產生變形。另外，車床的電動機等傳動零件和導軌之間的摩擦也會使車床產生熱變形。

改善這一狀況的方法有：在切削加工時，放足量的潤滑液，盡量降低溫升；局部加熱或空運轉，確保工藝系統熱平衡；在進行精密加工或測量等操作時，最好在恒溫條件下實施，以便最大限度地降低環境溫度對加工精度的影響。

1.4 工件殘余應力引起的誤差

在沒有外力作用的情況下，殘余應力主要為工件內部的應力。殘余應力是處于不穩定狀態下的一種相對平衡趨勢，它可以恢復到無應力狀態的程度，應力消失后，工件就會產生形變，從而降低加工的精度。

減少殘余應力的方法有：合理設計工件的結構，對精度要求較高的工件要進行時效回火或退火；合理安排工藝流程，粗、細加工這兩種工序要分開進行。

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，直接采用相應方式消除。