提高普通車床尺寸精度的兩種車削方法

劉書明 張獻

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、產品機構工藝、人為因素等，普通車床車削對人的技術要求較高，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，并詳細闡述了操作步驟及注意事項。

關鍵詞：車削;尺寸精度：磁性表架;百分表;小拖板

進入21世紀，機械切削加工行業得到了快速的發展，在其發展的過程中，數控車削加工技術被廣泛應用，但傳統的普通車削加工技術并不能被完全替代，而是呈現出了二者共存的局面，鑒于機械加工行業發展的實際情況，這種共存的局面將會持續較長的時間。普通車床的優點是加工靈活性大，適應性強，易于維護，適合小批量加工。在試制產品、高校各類競賽中還被廣泛應用。缺點是加工精度相對數控車還是偏低，對人的技術要求較高，容易受到人為因素的影響，另外工人的勞動強度大。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量符合設計圖紙的要求，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;外圓柱面出現錐度、多邊形、竹節形及橢圓形。工件切削加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀、位置）與理想的幾何參數的符合程度稱為加工精度，兩者幾何參數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方面：1、尺寸精度：限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍;2、位置精度：位置精度是關聯實際要素對基準在位置上允許的變動量。是限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，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就很難控制，一般需要足夠的操作經驗和良好的視力。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，進刀時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）。此方法在進刀時看百分表更直觀清晰，不容易視覺疲勞從而降低了勞動強度。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、大量生產中，可提高加工精度、工件尺寸的統一性，提高生產效率。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，廣泛地應用機械制造業各類機床，也是經常使用的檢測工具之一。有使用方便快捷、可任意調節方向……等特點。通過旋轉手柄，來旋轉內部的磁體。當磁體的兩極（N極或S極）呈垂直水平方向時，也就是磁體的N極或S極正對軟磁材料底座時，就被磁化，這個方向上具有強磁，所以能夠牢牢地附著在鋼鐵表面。而當磁鐵的兩極處于水平方向時，及NS的正中間正對軟磁材料底座時（長條形磁鐵的正中間只有極小的磁性，可以忽略不計）不會被磁化，所以此時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構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等分刻度，每個等分值相當于測量桿移動0.01毫米。若在圓刻度盤上刻有一千個等分刻度 ，則每個等分值為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。調整中托板塞鐵、前螺母、后螺母和楔塊，調整后，要求中托板絲杠手柄搖動順暢無卡頓（半圈緊半圈松）現象，正反轉時的空行程控制在0.5毫米（即中托板刻度10小格）以內。

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，試切削后進刀看百分表指針進所需要的背吃刀量，精車工件。

注意事項：

安裝磁性表架要牢固可靠，每個鏈接桿螺母要鎖緊。百分表安裝在磁性表座上后，應檢查測量桿活動的靈活性。即反復輕推動測頭，測量桿在套筒內的移動要靈活，沒有任何卡阻現象，每次去除外力后，指針能回到設定的刻度位置，如有卡頓現象可把固定百分表的螺母適當擰松再次檢查。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，為避免出現批量報廢工件，因此采用百分表定位法時需經常抽檢測量工件尺寸及時調整百分表。在選擇百分表時，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避免和百分表發生接觸。

二、小拖板偏移法

松開小托板前后緊固螺母，小拖板轉過一個所需要的角度后鎖緊，旋轉方向：車削外圓時順時針旋轉小托板角度，車削內孔時逆時針旋轉小托板角度。角度度數可以根據加工精度的要求來選擇，為了計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：小拖板順時針旋轉2.8624度（1：10），精車外圓時進刀使用小拖板，小拖板進一小格（0.05）刀具橫向移動了0.005毫米。相當于小托板每進一格刀具橫向進了0.005毫米遠小于原機床中托板刻度（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孔零件時只需把小拖板逆時針旋轉使用相同的方法即可。并可以根據零件精度要求來調整角度，理論上可以控制精度到0.0001甚至更高。進刀量可以根據錐面的計算公式C=（D-d）/L進行計算（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。調整中托板塞鐵、前螺母、后螺母和楔塊，調整后，要求中托板絲杠手柄搖動靈活，盡量減小正反轉時的空行程。

3.小托板旋轉一個所需要的角度。換精車車刀，試切削后旋轉小拖板進刀來控制車刀的橫向位置。

注意事項：

調整好小拖板間隙，使用時要消除空行程間隙，旋轉小拖板角度要精確，必要時調整好角度后可以車削一個錐面，測量錐面角度準確后再精車工件。

三、結語

機械切削加工中，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、操作方便，使用的工量具較少，無須附件或工裝，可廣泛地應用在普通車削加工中。

參考文獻：

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