提高普通車床尺寸精度的兩種車削方法

劉書明 張獻(xiàn)

摘要：影響普通車床切削加工工件尺寸精度的因素很多，主要有：車床精度、刀具的選擇、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)工藝、人為因素等，普通車床車削對人的技術(shù)要求較高，車削的精度容易受到人為因素的影響。著重介紹兩種提高普通車床尺寸精度加工方法，并詳細(xì)闡述了操作步驟及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：車削;尺寸精度：磁性表架;百分表;小拖板

進(jìn)入21世紀(jì)，機(jī)械切削加工行業(yè)得到了快速的發(fā)展，在其發(fā)展的過程中，數(shù)控車削加工技術(shù)被廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)的普通車削加工技術(shù)并不能被完全替代，而是呈現(xiàn)出了二者共存的局面，鑒于機(jī)械加工行業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，這種共存的局面將會持續(xù)較長的時(shí)間。普通車床的優(yōu)點(diǎn)是加工靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)，易于維護(hù)，適合小批量加工。在試制產(chǎn)品、高校各類競賽中還被廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)是加工精度相對數(shù)控車還是偏低，對人的技術(shù)要求較高，容易受到人為因素的影響，另外工人的勞動強(qiáng)度大。在普通車床切削加工的過程中，往往有很多因素（車床精度、刀具磨損、切削用量的選擇、刀具的選擇……）會直接影響到工件的加工質(zhì)量，如何避免、減少各種因素對加工精度的影響，如何使工件的加工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)圖紙的要求，就必須在切削加工前提前考慮。在普通車削加工過程中，由于車床精度、刀具磨損、加工余量的變化、切削用量的選擇等各種因素的影響，刀具和工件間正確位置會發(fā)生變化，使加工后的表面與理想表面不能完全符合，如車削后工件的長度有長有短;外圓直徑有大有小;外圓柱面出現(xiàn)錐度、多邊形、竹節(jié)形及橢圓形。工件切削加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀、位置）與理想的幾何參數(shù)的符合程度稱為加工精度，兩者幾何參數(shù)的偏離程度稱為加工誤差。工件精度越高，則加工誤差就要求越小。加工精度主要包括以下三個(gè)方面：1、尺寸精度：限制加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過一定的范圍;2、位置精度：位置精度是關(guān)聯(lián)實(shí)際要素對基準(zhǔn)在位置上允許的變動量。是限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差，如：同軸度、對稱度、垂直度、平行度、位置度等。3、幾何形狀精度：幾何形狀精度是指被測實(shí)際要素對其理想要素的變動量。是限制加工表面的宏觀幾何誤差，如：平面度、直線度、線輪廓度、圓柱度、圓度等;這里我們著重講述兩種簡單實(shí)用的加工方法來提高尺寸精度。普通車床中托板的刻度一般為0.05毫米一小格（如C6140），精密普通機(jī)床中托板刻度為0.02毫米一小格。在加工精度等級高的零件時(shí)就很難控制，一般需要足夠的操作經(jīng)驗(yàn)和良好的視力。下面介紹兩種提高普通車床尺寸精度的兩種方法。

一、百分表確定橫向位置法

在中拖板上安放上磁性表架，然后把百分表安裝在磁性表座上，百分表測量頭于刀架或擋塊接觸，進(jìn)刀時(shí)直接看百分表來控制車刀的橫向位置。普通車床的中托板刻度一般為0.05mm/格，精密機(jī)床為0.02mm/格，由于百分表一格為0.01毫米，小于車床本身刻度，從而提高了加工的尺寸精度（如圖1）。此方法在進(jìn)刀時(shí)看百分表更直觀清晰，不容易視覺疲勞從而降低了勞動強(qiáng)度。相比看中托板刻度來控制車刀的橫向位置定位性更高，而且操作簡單方便。但受百分表行程限制一般用于精車。如需要更高的精度可用千分表替換百分表，千分表每格為0.001mm，精確度更高。此方法用于成批、大量生產(chǎn)中，可提高加工精度、工件尺寸的統(tǒng)一性，提高生產(chǎn)效率。一般用作控制軸的直徑尺寸或孔的直徑尺寸。

（一）所需工量具

1.磁性表座：磁性表座也稱萬向表座、磁性表架，一般搭配百分表或千分表使用，廣泛地應(yīng)用機(jī)械制造業(yè)各類機(jī)床，也是經(jīng)常使用的檢測工具之一。有使用方便快捷、可任意調(diào)節(jié)方向……等特點(diǎn)。通過旋轉(zhuǎn)手柄，來旋轉(zhuǎn)內(nèi)部的磁體。當(dāng)磁體的兩極（N極或S極）呈垂直水平方向時(shí)，也就是磁體的N極或S極正對軟磁材料底座時(shí)，就被磁化，這個(gè)方向上具有強(qiáng)磁，所以能夠牢牢地附著在鋼鐵表面。而當(dāng)磁鐵的兩極處于水平方向時(shí)，及NS的正中間正對軟磁材料底座時(shí)（長條形磁鐵的正中間只有極小的磁性，可以忽略不計(jì)）不會被磁化，所以此時(shí)底座上幾乎沒有磁力，就可以很方便地從鋼鐵表面取下來了。

2.百分表、千分表：百分表的用途十分廣泛，是一種精度較高的量具，通常用來測量位置誤差和形狀誤差。百分表是利用精密齒輪齒條機(jī)構(gòu)制成的表式測量工具。一般由測頭、測量桿、防震彈簧、齒輪、齒條、游絲、指針及圓刻度盤等組成。百分表的圓刻度盤上刻有一百個(gè)等分刻度，每個(gè)等分值相當(dāng)于測量桿移動0.01毫米。若在圓刻度盤上刻有一千個(gè)等分刻度 ，則每個(gè)等分值為0.001毫米，這種測量工具即稱為千分表。

（二）操作步驟：

1.粗車、半精車工件留0.3毫米左右加工余量。

2.打掃清理車床，特別是中拖板處清除鐵屑和油污。調(diào)整中托板塞鐵、前螺母、后螺母和楔塊，調(diào)整后，要求中托板絲杠手柄搖動順暢無卡頓（半圈緊半圈松）現(xiàn)象，正反轉(zhuǎn)時(shí)的空行程控制在0.5毫米（即中托板刻度10小格）以內(nèi)。

3.在中拖板處安裝上磁性表架和百分表，在刀架上安裝一擋塊（可以安裝把高速鋼車刀）安裝時(shí)百分表測量頭接觸到擋塊深度為半圈（0，5mm）。

4.換精車車刀，試切削后進(jìn)刀看百分表指針進(jìn)所需要的背吃刀量，精車工件。

注意事項(xiàng)：

安裝磁性表架要牢固可靠，每個(gè)鏈接桿螺母要鎖緊。百分表安裝在磁性表座上后，應(yīng)檢查測量桿活動的靈活性。即反復(fù)輕推動測頭，測量桿在套筒內(nèi)的移動要靈活，沒有任何卡阻現(xiàn)象，每次去除外力后，指針能回到設(shè)定的刻度位置，如有卡頓現(xiàn)象可把固定百分表的螺母適當(dāng)擰松再次檢查。車削過程中車床會有震動，使磁性表架、百分表發(fā)生位移、工件的加工余量的變化、刀具的磨損等因素，都會直接影響加工精度，為避免出現(xiàn)批量報(bào)廢工件，因此采用百分表定位法時(shí)需經(jīng)常抽檢測量工件尺寸及時(shí)調(diào)整百分表。在選擇百分表時(shí)，使用帶防震功能的百分表（千分表）。如車削過程中使用切削液應(yīng)避免和百分表發(fā)生接觸。

二、小拖板偏移法

松開小托板前后緊固螺母，小拖板轉(zhuǎn)過一個(gè)所需要的角度后鎖緊，旋轉(zhuǎn)方向：車削外圓時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)小托板角度，車削內(nèi)孔時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)小托板角度。角度度數(shù)可以根據(jù)加工精度的要求來選擇，為了計(jì)算方便一般可以選擇1：5、1：10、1：20……的錐度角度。以車削外圓Φ30h6為例，上偏差0下偏差-0.016：小拖板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2.8624度（1：10），精車外圓時(shí)進(jìn)刀使用小拖板，小拖板進(jìn)一小格（0.05）刀具橫向移動了0.005毫米。相當(dāng)于小托板每進(jìn)一格刀具橫向進(jìn)了0.005毫米遠(yuǎn)小于原機(jī)床中托板刻度（0.05/格、0.02/格），能更好地控制加工零件的尺寸從而提高車削的尺寸精度。如車削公差等級要求較高的內(nèi)孔零件時(shí)只需把小拖板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)使用相同的方法即可。并可以根據(jù)零件精度要求來調(diào)整角度，理論上可以控制精度到0.0001甚至更高。進(jìn)刀量可以根據(jù)錐面的計(jì)算公式C=（D-d）/L進(jìn)行計(jì)算（圖2）.

操作步驟：

1.粗車、半精車工件留0.3毫米左右加工余量。

2.打掃清理車床，特別是中拖板、小拖板處清除鐵屑和油污。調(diào)整中托板塞鐵、前螺母、后螺母和楔塊，調(diào)整后，要求中托板絲杠手柄搖動靈活，盡量減小正反轉(zhuǎn)時(shí)的空行程。

3.小托板旋轉(zhuǎn)一個(gè)所需要的角度。換精車車刀，試切削后旋轉(zhuǎn)小拖板進(jìn)刀來控制車刀的橫向位置。

注意事項(xiàng)：

調(diào)整好小拖板間隙，使用時(shí)要消除空行程間隙，旋轉(zhuǎn)小拖板角度要精確，必要時(shí)調(diào)整好角度后可以車削一個(gè)錐面，測量錐面角度準(zhǔn)確后再精車工件。

三、結(jié)語

機(jī)械切削加工中，人為因素會直接影響加工精度，減少人為因素的原因使用合適的方法可減少加工誤差，提高機(jī)械切削加工精度。此兩種方法可提高車削加工的尺寸精度，簡單易學(xué)、操作方便，使用的工量具較少，無須附件或工裝，可廣泛地應(yīng)用在普通車削加工中。

參考文獻(xiàn)：

[1]金福昌.車工（技師高級技師）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]黃未來.車工工藝學(xué)[M].北京：中國勞動出版社，1992.

[3]于萬成.普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.