浅谈车削加工中常见的加工误差及改善车削精度的若干措施

殷晓凯　张鑫玮　宫立鹏

摘 要：车削加工是机械加工中常见的一个工种，机床加工者在利用车削加工零件时，有时会因某些原因，加工出的零件不符合精度要求，因此，机床加工者在加工零件时应注意车削加工的一些事项。主要介绍了车削加工的常见误差，并针对这些误差问题提出相应的注意事项，以及改善车削加工精度的一些措施。

关键词：车削加工；零件；精度；误差

中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）18-0008-02

车削加工主要是利用工件和刀具等切削工具的相对运动，从坯料、毛坯等原始材料上切除多余的材料，进而使尺寸、形状、位置等都完全符合加工要求的一个工种。在改善车削加工精度时，无论采取什么措施，都必须保证机械产品的质量，且在具体操作时，必须保证制造质量和装配质量这两方面。零件的制造质量是车削加工的基础和前提，因为它会直接影响产品的质量、效率、稳定性和可靠性等相关指标。

加工精度指的是零件加工后的实际几何参数与理想几何参数这两者之间的接近程度。在实际生产中，影响加工精度的因素有很多，工件的加工误差是这些因素共同作用的综合结果。因此，要想改善车削精度，就要从多方面考虑，从而改善工件的加工质量。

1 工件加工的误差及改善措施

1.1 工艺系统的几何误差

一般而言，工艺系统的几何误差有多种，比如加工原理误差、机床的几何误差、刀具和夹具误差、测量误差、调整误差等。当然，由工艺系统磨损引起的误差也属于几何误差。

1.1.1 加工原理误差

在加工时，因加工运动或刀具的轮廓而产生的误差属于加工原理误差。在实践生产中采用理论上的加工原理，会导致机床或刀具的结构变得复杂，制造相对困难。另外，由于传动的环节增多，加大了传动误差，从而降低了加工精度。

1.1.2 机床的几何误差

在实际生产中，机床的制造、安装和磨损都会影响加工的精度。

机床的主轴回转运动误差：主轴的轴承和轴径误差会导致主轴横向窜动、纯角度摆动，可采用提高主轴的轴径精度、换滚动轴承、提高轴承的间隙等方法减少主轴误差。

机床导轨误差：主要有两方面，即车床导轨在垂直平面内的直线度和在水平面内的平行度，可采用调整车床垫铁、修刮磨损的导轨等减少导轨误差。

机床传动误差：零件在制造、装配和磨损等过程中会破坏已经平衡的运动关系，缩短传动链、提升传动机构精度可以减少加工误差。

1.1.3 刀具误差

在实际生产中，刀具的制造、装夹和磨损都会造成加工上的误差。

成形刀具的安装方法、步骤错误都会影响到工件的形状精度，而对于定尺寸刀具而言，会直接影响到尺寸精度。在加工时，应该及时刃磨、测量工件、更换刀具，将工件的尺寸误差控制在允许的范围内。

1.1.4 夹具误差

夹具各个原件出现错位或磨损会导致工件的位置发生变化，进而影响零件表面的位置误差。一般夹具的制造公差是工件制造公差的1/5～1/3. 要定期检查夹具的精度和磨损情况，及时修理或更换磨损的夹具。

1.1.5 测量误差

量具本身及测量方法的不准确会引起测量误差，因此，测量时要选用合适的量具和测量方法，并正确读数，以减少测量误差。

1.1.6 调整误差

采用试切法或调整法加工时，刀具位置、定程原件位置和刀元件的误差都可能影响到加工精度。提高测量精度、进给机构精度，提高定程元件精度，检查复位精度，可减小调整误差。

1.2 工艺系统由于受力变形导致的误差

工艺系统的机床、夹具、刀具等组成部分在切削力、惯性力、夹紧力和重力等的作用下，一般都会产生变形，进而会产生加工误差。在此过程中，变形的程度会影响工艺系统的刚性和稳定性。

改善措施主要从刚性和稳定性这两个方面来考虑。提高工艺系统刚性的措施有：调整车床间隙、采用中心架等。在稳定性方面即减小产生变形切削力的措施也有很多，比如改变刀具角度、改变加工方法以及选用合适的热处理方法等。

1.3 工艺系统由于热变形导致的误差

在切削加工时会产生一些热量，这些热量传递给工件及周围介质时，会使工件产生变形。另外，车床的电动机等传动零件和导轨之间的摩擦也会使车床产生热变形。

改善这一状况的方法有：在切削加工时，放足量的润滑液，尽量降低温升；局部加热或空运转，确保工艺系统热平衡；在进行精密加工或测量等操作时，最好在恒温条件下实施，以便最大限度地降低环境温度对加工精度的影响。

1.4 工件残余应力引起的误差

在没有外力作用的情况下，残余应力主要为工件内部的应力。残余应力是处于不稳定状态下的一种相对平衡趋势，它可以恢复到无应力状态的程度，应力消失后，工件就会产生形变，从而降低加工的精度。

减少残余应力的方法有：合理设计工件的结构，对精度要求较高的工件要进行时效回火或退火；合理安排工艺流程，粗、细加工这两种工序要分开进行。

2 改善加工精度的方法

2.1 直接减少误差法

查明加工误差的影响因素后，直接采用相应方式消除。