行家須知車床加工誤差都有哪些原因及減少措施

車床幾何誤差和工作誤差對(duì)加工精度的影響，使零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀、位置）與理想幾何參數(shù)不相符，影響加工質(zhì)量。鈦浩機(jī)械是以回轉(zhuǎn)頂尖、絲杠、軸加工、數(shù)控車床加工、刀柄刀桿、夾頭接桿為公司的主打產(chǎn)品，因此，在機(jī)械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內(nèi)。通過(guò)誤差分析，掌握其變化的基本規(guī)律，從而采取相應(yīng)的措施減少加工誤差，提高加工精度。

一、誤差的分類

1、隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差是在同一條件下，多次測(cè)量同一量值時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)不可預(yù)定變化的誤差。產(chǎn)生隨機(jī)誤差的因素很多，這些因素多具有偶然性和不穩(wěn)定性。如測(cè)量機(jī)構(gòu)的間隙、運(yùn)動(dòng)間摩擦力的變化、測(cè)量力的變動(dòng)及溫度的波動(dòng)等。

2、系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，對(duì)同一測(cè)量值進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，誤差大小和符號(hào)均保持不變或按一定規(guī)律變化的誤差。即前一種情況為定值系統(tǒng)誤差，后一種情況為變直系統(tǒng)誤差。

3、粗大誤差。粗大誤差是指超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。這種誤差是由于測(cè)量者主觀上疏忽大意造成讀錯(cuò)、記錯(cuò)，或客觀條件發(fā)生突變（外界干擾、振動(dòng)）因素所致。

二、車床加工產(chǎn)生誤差的主要原因

1、定位誤差。

一是基準(zhǔn)不重合誤差。在零件圖上用來(lái)確定某一表面尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在工序圖上用來(lái)確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱之為工序基準(zhǔn)。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，必須選擇工件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，如果所選用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。

二是定位副制造不準(zhǔn)確誤差。夾具上的元件不可能按基本尺寸制造得絕對(duì)準(zhǔn)確，它們的實(shí)際尺寸（或位置）都允許在分別規(guī)定的公差范圍內(nèi)變動(dòng)。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副，由于定位副制造不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起工件最大位置變動(dòng)量，稱為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。

2、刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過(guò)程中，都不可避免產(chǎn)生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀的改變。正確的選用刀具材料和選用新型耐磨的刀具材料，合理的選用刀具幾何參數(shù)和切削用量，正確的采用冷卻液等，均能最大限度減少刀具和尺寸磨損。必要時(shí)還可以用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行補(bǔ)償。

3、車床主軸回轉(zhuǎn)誤差。主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸個(gè)瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。鈦浩機(jī)械是以回轉(zhuǎn)頂尖、絲杠、軸加工、數(shù)控車床加工、刀柄刀桿、夾頭接桿為公司的主打產(chǎn)品，適當(dāng)提高主軸及箱體的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對(duì)高速主軸部件進(jìn)行平衡，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等。均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。

4、調(diào)整誤差。在機(jī)械加工每一道工序中，總要對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣和那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對(duì)準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。在工藝系統(tǒng)中，工件、刀具在機(jī)床上的互相位置精度，是通過(guò)調(diào)整機(jī)床、刀具、夾具或工件等來(lái)保證的。當(dāng)機(jī)床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達(dá)到工藝要求而又不考慮動(dòng)態(tài)因素時(shí)，調(diào)整誤差的影響，對(duì)加工精度起到?jīng)Q定性的作用。

5、傳動(dòng)鏈誤差。傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是指內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈中首末兩輪傳動(dòng)元件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。傳動(dòng)誤差是由傳動(dòng)鏈中各組成環(huán)節(jié)的制造和裝配誤差，以及使用過(guò)程中磨損所引起的誤差。

6、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差。工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響別較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時(shí)可占工件總誤差的50%。機(jī)床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會(huì)逐漸升高，同時(shí)它們也通過(guò)各種傳熱方式向周圍的物質(zhì)和空間散發(fā)熱量。

7、導(dǎo)軌誤差。導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。車床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三方面：在水平面內(nèi)的直線度；在垂直面內(nèi)的直線度；前后導(dǎo)軌的平行度。除了導(dǎo)軌本身的制造誤差外，導(dǎo)軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量，也是造成導(dǎo)軌誤差的重要因素。

8、測(cè)量誤差。零件在加工時(shí)或加工后進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于測(cè)量方法、量具精度以及工件和主客觀因素都直接測(cè)量精度。如：溫度、振動(dòng)、灰塵等，其中溫度引起的測(cè)量誤差最大。

9、人員誤差。人員誤差是由測(cè)量人員主管因素和操作者技術(shù)水平所引起的誤差。測(cè)量人員對(duì)量具使用的方法不正確，對(duì)讀數(shù)值的分辨能力和對(duì)量具的調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)等因素引起的測(cè)量無(wú)差。

10、工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差。一是工件剛度。工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對(duì)于機(jī)床、刀具、夾具來(lái)說(shuō)比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對(duì)加工精度的影響比較大。二是刀具的剛度。外圓車刀在加工表面法線(y)方向的剛度很大，其變形可以忽略不計(jì)。車削直徑較小內(nèi)孔時(shí)，刀桿細(xì)剛度很差，刀桿受力變形很大，對(duì)加工孔的精度有很大的影響。三是機(jī)床部件的剛度。機(jī)床部件由許多零件組成，機(jī)床部件剛度迄今尚無(wú)合適的簡(jiǎn)便計(jì)算方法，目前主要還是用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定機(jī)床部件的剛度。變形與載荷不成線性關(guān)系，加載曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線。

兩曲線線間所包容的面積就是加載和卸載循環(huán)中所消耗的能量，它消耗與摩擦力所做的功和接觸變形功；第一次卸載后，變形恢復(fù)不到第一次加載的起點(diǎn)，這說(shuō)明有殘變形存在，經(jīng)多次加載卸載后，加載曲線起點(diǎn)才和卸載曲線終點(diǎn)重合，殘變形才逐漸減小到零。

三、車床常見的幾何誤差和工作誤差的現(xiàn)象

1、車削工件時(shí)圓度超差。

2、車圓柱形工件時(shí)產(chǎn)生錐度。

3、精車后工件端面平面度超差。

4、精車后工件端面圓跳動(dòng)超差。

5、車削外圓時(shí)，工件素線的直線度超差。

6、鉆、擴(kuò)、鉸孔時(shí)，工件孔徑擴(kuò)大或孔變?yōu)槔刃巍?/P>

7、車削螺紋時(shí)螺距精度超差。

8、車外圓時(shí)表面上有混亂的振紋。

9、精車外圓時(shí)表面上軸向出現(xiàn)有規(guī)律的波紋。

10、精車外圓時(shí)圓周表面上出現(xiàn)有規(guī)律的波紋。

四、減少誤差的預(yù)防措施

1、測(cè)量方法。測(cè)量方法是指測(cè)量時(shí)所采用的計(jì)量器具和測(cè)量條件的綜合。測(cè)量前應(yīng)根據(jù)被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)，如精度、形狀、質(zhì)量、材質(zhì)和數(shù)量等來(lái)確定須用的測(cè)量器具，以確定最佳的的測(cè)量方法。

2、測(cè)量精度。測(cè)量精度是指測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。任何測(cè)量過(guò)程總不可避免出現(xiàn)測(cè)量誤差，誤差大，說(shuō)明測(cè)量結(jié)果離真值遠(yuǎn)，精度低；反之，誤差小，精度高。因此精度和誤差是兩個(gè)相對(duì)的概念。由于存在測(cè)量誤差，任何測(cè)量結(jié)果都只能是要素真值的近似值。以上說(shuō)明測(cè)量結(jié)果有效值的準(zhǔn)確性是由測(cè)量精度確定的。

3、減少原始誤差。提高零件加工所使用的幾何精度，提高量具、夾具及工具本身精度，控制工藝系統(tǒng)受力、受熱變形、刀具磨損、內(nèi)應(yīng)力引起的變形、測(cè)量誤差等均屬于直接減少原始誤差。鈦浩機(jī)械是以回轉(zhuǎn)頂尖、絲杠、軸加工、數(shù)控車床加工、刀柄刀桿、夾頭接桿為公司的主打產(chǎn)品，為了提高機(jī)械加工精度，對(duì)產(chǎn)生加工誤差的各項(xiàng)原始誤差進(jìn)行分析，根據(jù)不同情況對(duì)造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決。對(duì)于精密零件的加工應(yīng)盡可能提高所使用精密機(jī)床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形；對(duì)具有成形面和特形表面的零件加工，則主要是減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。

4、轉(zhuǎn)移原始誤差。這種方法的實(shí)質(zhì)就是將原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到誤差非敏感方向上去。轉(zhuǎn)移原始誤差至非敏感方向。各種原始誤差反映到零件加工誤差上的程度與其是否在誤差敏感方向上有直接關(guān)系。若在加工過(guò)程中設(shè)法使其轉(zhuǎn)移到加工誤差的非敏感方向，則可大大提高加工精度。轉(zhuǎn)移原始誤差至其它對(duì)加工精度無(wú)影響的方面。

5、分化原始誤差。為了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始誤差的方法。對(duì)加工精度要求高的零件表面，還可以采取在不斷試切加工過(guò)程中，逐步均化原始誤差的方法。根據(jù)誤差反映規(guī)律，將毛坯或上道工序的工件尺寸經(jīng)測(cè)量按大小分X組，每組工件的尺寸范圍就縮減為原來(lái)的1/x.。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具相對(duì)工件的準(zhǔn)確位置，使各組工件的尺寸分散范圍中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小，提高精度。

6、均化原始誤差：通過(guò)加工使被加工表面原有誤差不斷縮小和平均化的過(guò)程。均化的原理就是通過(guò)有密切聯(lián)系的工件或工具表面的相互比較和檢查，從中找出它們之間的差異，然而在進(jìn)行相互修正或基準(zhǔn)加工。

7、誤差補(bǔ)償法。對(duì)工藝系統(tǒng)的一些原始誤差，可采取誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?，以控制其?duì)零件加工誤差的影響。此法是人為地造出一種新的原始誤差，從而補(bǔ)償或抵消原來(lái)工藝系統(tǒng)中固有的原始誤差，達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

8、誤差抵消法：利用原有的一種原始誤差去掉部分或全部的抵消原有原始誤差或另一種原始誤差。

五、車床幾何精度的基本要求

車床幾何精度是指車床某些基礎(chǔ)零件本身的幾何形狀精度、相互位置的幾何精度及其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幾何精度。包括以下內(nèi)容：

1、導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度（縱向）；

2、導(dǎo)軌應(yīng)在同一平面內(nèi)（橫向）。

3、床鞍移動(dòng)在水平面內(nèi)的直線度。

4、尾座移動(dòng)對(duì)床鞍移動(dòng)的平行度。

5、主軸的軸向竄動(dòng)和主軸軸肩支撐面的跳動(dòng)。

6、主軸定心軸頸的徑向跳動(dòng)。

7、主軸軸線的徑向跳動(dòng)。

8、主軸軸線對(duì)床鞍縱向移動(dòng)的平行度。

9、主軸頂尖的徑向跳動(dòng)。

10、尾座套筒軸線對(duì)床鞍移動(dòng)的平行度。

11、尾座套筒錐孔軸線對(duì)床鞍移動(dòng)的平行度。

12、主軸和尾座兩頂尖的等高度。

13、小滑板縱向移動(dòng)對(duì)主軸軸線的平行度。

14、中滑板橫向移動(dòng)對(duì)主軸軸線的垂直度。

15、絲桿的軸向竄動(dòng)。

16、絲桿所產(chǎn)生的螺距累計(jì)誤差。

六、車床常見的故障

1、剎車不靈。在車床停止過(guò)程中，主軸不能迅速停止，影響工作效率，易發(fā)事故。

2、悶車。就是在車削過(guò)程中，背吃刀量較大時(shí)造成主軸停止。

3、強(qiáng)力車削時(shí)機(jī)動(dòng)進(jìn)給停止。

4、卡盤圓跳動(dòng)大。主軸間隙過(guò)大。

5、主軸溫度過(guò)高。主軸間隙小，摩擦力增加，時(shí)間長(zhǎng)，滿負(fù)荷工作。摩擦熱過(guò)多，造成主軸溫度過(guò)高。

總之，在車床加工中，誤差是不可避免的，只要對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，對(duì)工具、量具、夾具、測(cè)量方法和相關(guān)手柄調(diào)整到最佳，盡量減少加工誤差，這樣才能提高車床加工精度，提高生產(chǎn)效率，加工出符合圖紙要求的零件。

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