车削精度（共3篇）
车削精度 篇1
数控编程技术作为现代机械制造中的关键技术, 对其精度的控制直接影响着数控车削加工的效率。因此, 如何有效地应用数控编程技术, 加强对直线尺寸的精度控制, 成为了相应工作人员需要解决的问题。基于此, 本文就数控车削加工过程中直线尺寸的精度控制进行了探讨。
1 直线尺寸精度控制方法
1.1 一次精车法
将只经过一次精加工便可使加工精度达到预期效果的方法称为精车法。
图1 所示为广州数控车床GSK980T车削的直径为φ44 的外圆轴类零件。在机床刀具偏置磨损零件时, 应预留0.5 的加工余量, 以便在粗车后对其进行精加工。与对称偏差不同, 尺寸偏差应该选取中值尺寸43.988 编写轮廓程序。在经过较为理想的粗加工后, 零件的尺寸可以达到44.488.工件尺寸的测量要等粗车完毕, 并且主轴已不再旋转后方可进行。经过测量, 零件直径方向的尺寸要比预先设置的尺寸44.488 偏大。这时, 可重置机床刀具偏置磨损表中的数据, 然后再次进行精车。
由于主轴经常改变转速, 所以使用一次精车法容易产生误差, 精度也不是很高, 只适用于打磨允许出现较大误差的零件。与精加工相比, 粗加工的转速要慢得多。如果把粗车的打磨速度提升到精车的水平, 那么其刀具的受力情况会发生较大改变。相对的, 加工精度也很难得到控制。
1.2 二次精车法
与一次精车法不同, 二次精车法是为了确保零件尺寸的精确度, 而对零件进行两次精加工。二次精车法一般要经过粗车、一次精车程序, 之后经过测量, 改变原来的刀具偏置磨损数据, 再进行二次精车。此方法要确保预留的一次精车和二次精车的加工余量差别不大, 以保证刀具受力情况相对均匀, 从而稳定零件的加工情况, 避免出现较大误差。与此同时, 粗车前、一次精车和二次精车设置的加工余量也不能有较大差距, 以确保加工精度。在设置加工余量时, 要确保车内孔时的加工余量数值是负数, 车外圆时的加工余量数值是正数。如果在加工过程中需对零件的尺寸进行测量, 则用M00 暂停加工程序即可。在对尺寸进行控制时, 需采用中值尺寸, 而非极限尺寸。
采用二次精车法加工工件时, 为了确保加工精度, 需要注意工件要求的加工尺寸和实际测量结果, 再通过二者的差值来改变刀具偏置磨损表中的数据。如图2 所示, 当工件需要加工的部分是锥度时, 要想有效地控制工件的尺寸, 就需要求得较大一端和较小一端的尺寸。
如图3所示, 如果工件中含有外圆轮廓, 且各个轮廓间要求的公差不同, 为了有效控制精度, 就要对加工程序进行适当修改, 运用较为一致的刀具半径补偿值。同时, 编写程序时, 要取工件中各外圆轮廓的中值尺寸, 而非轮廓尺寸。在测量外圆轮廓的尺寸时, 应该以尺寸较多的外圆轮廓为准, 改变刀具偏置磨损的数值, 使外圆轮廓尺寸符合要求。以图中尺寸与尺寸为例, 在程序编写中, 涉及到二者的中值尺寸就需要计算尺寸与尺寸的差值, 同时加上的尺寸。如果要批量生产零件, 那么只需在前两件零件的制作过程中适当调整程序即可。二次精车法虽然在操作上相对烦琐, 但是能够提高零件加工制作的精度, 也适用于高精度和相对精密零件的加工中。
注意事项:在零件加工过程中, 不仅要考虑到零件尺寸的精确度, 也要充分考虑其表面的粗糙度。当零件的加工余量达到0.3 时, 为了达到零件要求的表面粗糙度, 需要考虑自磨刀的切削参数是否需要调整;当零件的加工余量达到0.1 或0.2 时, 为了达到零件要求的表面粗糙度, 需要考虑机夹刀的切削参数是否需要调整。自磨刀的刀尖半径较小, 其圆弧半径可忽略不计, 因此, 只能用自磨刀进行零件的粗加工。而机夹刀可用于精加工, 因为已知其刀尖圆弧半径。为了充分发挥刀具半径补偿值的作用, 可以在程序里添加G41/G42 和D01 等指令。
1.3 长度和尺寸精度的控制
对刀操作和预留加工余量这两种控制方法主要是针对对零件长度和尺寸精度有较高要求的零件提出的。对刀操作对准确性的要求非常严格, 一般要求精确到0.01 mm。控制零件的长度, 以使其达到精度要求, 只需第一把刀具即可, 其余刀具则负责相应的粗加工和精加工。例如, 在加工凹槽时, 需用切槽刀, 并且在操作时, 要在凹槽的左右两面预留加工余量。在精加工之前, 需对经过粗加工后的零件尺寸进行测量, 并调整程序。在加工制作零件前, 要注意仔细安装刀具, 以免使加工精度受到影响。在进行第一把刀的对刀时, 可以采用刀尖与顶尖中心对准的方法, 也可以试切, 直至刀具恰好切削到相应零件的中心位置, 还可以把第一把刀具作为基准刀, 将第二把与第三把刀具调到与其等高即可。而进行切断刀的对刀时, 切断刀的刀尖高度不能超过工件中心, 以免造成失误;而螺纹刀的对刀情况刚好与切断刀相反。由于在零件加工过程中螺纹刀会受到挤压, 导致刀尖向下移动, 因此, 提高刀尖的高度可以有效补偿刀尖的下移量。
2 结束语
总之, 数控编程技术已广泛应用于众多行业中, 也在现代机械制造中起着不可替代的作用。为了使其获得更进一步的发展, 相关人员需要加强数控车削加工过程中对直线尺寸精度的控制, 并熟练掌握数控编程技术, 以达到进一步推广和使用数控编程技术的目的。
参考文献
[1]李劲夫.数控车削加工中的工件尺寸精度控制方法[J].职业, 2008 (21) .
[2]寇录峰, 袁彦辉.数控车床加工过程中尺寸精度的控制[J].科技经济市场, 2013 (04) .
车削精度 篇2
关键词：多线螺纹,实习教学,分线,精确分线,分线精度的测量,微量修正
在多线螺纹的加工过程中, 不仅要保证每一条螺旋槽的尺寸精度和形状精度, 还要保证几条螺旋槽的相对位置的精度。如果几条螺旋槽的位置精度 (分线精度) 出现较大误差, 将会影响螺纹与其配合件的配合效果, 轻则影响使用寿命, 重则造成无法安装, 工件报废。由此可以看出, 多头螺纹分头精度是加工中的重点所在。从理论上讲, 使用正确的分线方法, 无论是用圆周分线法还是用轴向分线法, 都可以获得准确的分线精度。但在实际操作中, 如果没有正确的方法和一定的操作经验做保证, 就难以加工出分线精确的螺纹, 有时甚至会因为工件粗加工时已经造成工件分线误差过大而导致工件报废。
多线螺纹的粗车
在车削多线螺纹时, 先把某一条螺旋线连粗车带精车都加工完成后, 再去车另一条螺旋线, 这是不允许的, 必须进行统一的粗加工。因为, 先车好一条螺旋线后, 再去粗车、精车另一条螺旋线, 很难保证工件的分线精度, 可能使工件报废。所以, 要先进行粗车。在粗车时, 如何掌握好两条螺旋线的相对位置呢?教材对这个问题讲得不大清楚, 说分线时, 要记住:车第一条螺旋槽时中拖扳和小拖扳的刻度值, 以作为车第二条螺旋槽时的依据。实际工作中, 因为必须知道车刀车了多深, 牙型高度是多少, 才能使将来两条螺旋槽深度保持精车余量一致, 所以, 中拖板刻度值容易记住。而小拖板的刻度值要记住就比较困难了, 因为像加工模数为3毫米的双头蜗杆, 在粗车螺旋槽时要反复多次地左右移动小拖板, 进行“赶刀”, 用斜进法或是分层切削法逐渐把螺旋槽车够深度, 当第一条螺旋槽粗车成以后, 原来小拖板刻度值别说记不住, 就是记住了也没多大作用。粗车后的螺旋槽两侧并不十分规矩, 要依据原来小拖板的刻度来分头是困难的。根据上面所讲述的实际情况, 笔者在教学中是这样应对的, 既然找不到准确分头的基准, 那就粗略地进行分头。把第一条螺旋槽粗车好以后, 这时, 槽宽的每个侧面都要有0.2毫米精车余量, 根据齿顶圆上槽的最边缘位置, 将车刀向前移动蜗杆牙顶宽再加上0.4毫米的距离, 然后再开始粗车第二条螺旋槽。这样做首先保证了一条螺旋线的牙顶宽, 而且有足够的精车余量。在粗车第二条螺旋槽过程中, 注意控制槽的宽度, 当粗车到第二条螺旋线牙顶宽度时, 应仔细测量一下, 确保第二个牙顶宽度不小于第一条牙顶宽度, 这时粗车分线就基本完成了。这样的操作比教材上讲得具体, 切实可行, 学生更容易掌握。
多头螺纹的精车
在准备开始精车多头螺纹时, 对先精车哪一个侧面要有所选择。如果任意从某一侧面开始精车, 而这个齿型的余量较大时, 一般要把这个侧面精车好之后, 再去精车另一条螺旋线的同一侧面。但这时就有可能出现这样的问题:当把车刀精确地移动一个螺距去精车另一侧面时, 发觉这个侧面没有余量, 或是车了几刀之后, 侧面尚未达到要求就到尺寸了。是整个螺纹余量小?不是, 显然, 是在第一个侧面精车时留下的余量太多了, 导致余量较小的牙型侧面还未达到表面粗糙度要求时尺寸就已经达到要求的现象发生。而为了保证质量, 接下来就必须把精车过的侧面再精车一次, 造成操作上不必要的重复, 同时也影响了车削加工的效率, 造成的分头次数多、出现误差的机会就多。那么, 先从哪一个牙型侧面开始精车, 可以避免以上的现象呢?首先, 应选择两个牙型中齿顶宽较小的那一个齿的两个侧面, 其次, 比较这个牙型两边的螺旋槽哪个比较宽, 应选择宽螺旋槽里面的那个牙型侧面作为精车的第一面, 经过这两次比较选择, 先把这个牙型侧面精车好, 表面粗糙度达到要求后, 再进行精确分头, 精车另一条螺旋线的相同牙型侧面, 就不会出现余量不够的问题了。
当精车好第一个牙型侧面后, 要进行精确分线, 以保证工件的螺距 (周节) 正确, 教材上讲的圆周分头法和轴向分头法都是可以实施的。但要根据工件、场地的具体情况确定使用哪一种分线方法。在实习教学中, 笔者常用百分表监视, 用小拖板刻度盘分线方法分线。这种操作方法可以保证较高的分线精度, 操作也十分方便。精车第二侧面时, 经过精确分线, 车刀轴向位置就确定了, 只要依次逐渐加深中拖板吃刀深度, 当车刀进到精车第一侧面的刻度时, 就获得了第二牙型相同侧面的精确位置。两条螺旋线的相同一侧都精车好了, 再开始精车其他牙型侧面, 以保证齿型厚度合乎图纸设计的要求, 在控制一条螺旋线中经 (齿厚) 进入公差范围后, 再精度分线一次去精车第二齿型, 这样就完成了多线螺纹的精车。
多线螺纹分线精度的测量
多线螺纹除了与普通螺纹一样测量大径、中径等尺寸以外, 还要对其分线精度 (螺距精度) 进行精确的测量, 这是多线螺纹的重要技术指标。如果螺杆分线误差较大, 丝母就会拧不上去, 如果是蜗杆则会造成啮合间隙忽大忽小, 就会影响蜗杆蜗轮的传动精度和传动的平稳性。准确测量螺距的方法是这样的, 首先要测量法向齿厚, 如果测量两个法向齿厚基本相等, 则分别记下其法向齿厚的数据, 再测量包含这两个齿的法向距离 (两个法向齿厚和一个螺旋槽宽度) , 记下这个数值后, 再把齿厚卡尺向前 (或向后) 移动一个齿型, 再测量一次。比较两次测量结果, 其差值就是分头误差。可以看出两次测量都包含两个相同的齿型, 其法向齿厚的值是不变的, 两次测量所含的槽宽却不一样, 每次都换了一条螺旋槽, 两次测量结果不同 (不考虑测量操作的误差) , 说明一条螺旋槽较宽, 另一条较窄。在两条螺旋线法向齿厚相等的情况下, 说明组成导程的两个螺距 (周节) 不一样大。
有些教师在测量双线螺纹分线 (螺距) 误差时, 会选择测量包含三个牙型法向厚度和两个螺槽宽的距离, 笔者认为这种方法是不妥的。实际上, 这种测量方法是测量一个导程加上一个齿厚的法向距离。导程是由车床传动系统控制的, 在这里可以认为没有误差, 剩下的就是法向齿厚了。对这样的两次测量结果进行比较, 实际上是两个法向齿厚的比较。当两条螺旋线的法向齿厚相等就认为分线准确显然是不完整、不全面的。这种方法不能真实准确地反映分线存在的误差, 只反映了每个螺距的齿厚误差, 而对于每个螺距的螺旋槽宽度没有测量, 槽宽不同则同样影响到螺距误差。在控制或测量每条螺旋线齿厚相等的基础上, 采用测量一个螺距加一齿厚的测量方法, 可以推广到三线、四线螺纹的分线精度测量上, 都可以得到较准确的结果。使用跨距较大的这样测量法向数值的方法, 其结果是一个近似值, 可以通过比较测量来判断分线误差的大小, 其误差的大小与实际存在的偏差有一定的测量误差值。
多线螺纹分线误差的微量修正
在测量的基础上, 发现工件分线精度有较大的误差。当法向齿厚在公差范围内还有一定的余量可供加工时, 可以对多线螺纹进行微量修正, 以减少偏差, 提高分线精度。假如通过测量知道两个螺距相差为0.1毫米, 而两个齿型厚度又相等, 就可以把较窄的螺旋槽车宽0.1毫米, 但在车宽时不能只车螺旋槽的一个侧面, 那样会造成槽宽相等而齿厚又不相等了, 误差依然存在。要把0.1毫米的余量均分在螺旋槽的两个侧面上, 这样槽车宽了, 与另一条螺旋宽相等, 两个齿厚同时减薄了, 仍然保持相同的厚度, 螺距误差就消除了。总之, 在做最后的修正时, 要根据每条螺旋线齿厚和槽宽的具体情况选择修正的位置。粗心大意、选择位置不对就会越修越乱, 误差增大, 最后弄得不可收拾。
参考文献
[1]王家浩.高级车工技能训练[M].北京:中国劳动出版社, 1999.
[2]劳动部教材办公室.车工工艺学[M].北京:中国劳动出版社, 1997.
车削精度 篇3
1 车刀刀尖高度对零件加工精准度的影响
在实际的零件加工工作中, 如果车刀刀尖和被加工零件的回转中心出现不等高的现象就会影响到零件的加工。通常情况下, 车刀都具有前角和后角两部分, 如果车刀的刀尖和零件的回转中心在一条等高线上, 车刀的角度就会按照零件加工的角度来进行, 具体情况可以从图1中获得。
1.1 对刀误差。
车刀刀尖和零件的回转中心出现不等高的现象主要有两种情况, 第一是车刀刀尖要高于零件回转中心, 第二是车刀刀尖要低于零件的回转中心。当数控车床出现对刀时, 需要在加工和计算系统中, 将刀偏值等相关的信息输入到系统当中。所谓的刀偏值就是需要加工零件的直径长度, 通常情况下, 对刀直径需要和工件直径相同, 这样才能保证零件加工的高效性, 但是在实际的工作中, 如果车刀刀尖和零件位置不符, 就会产生严重的对刀误差。如图2。
1.2 加工误差。
如果车刀刀尖和零件的回转中心不等高, 零件的尺寸就是对刀误差, 经过加工的零部件就会出现严重的欠切的现象, 在孔的部位会出现过切的现象。尺寸的误差和工件直径等因素有直接的关系。因此, 需要对车削工作中的各个环节都加强重视。
2 车刀刀尖对加工零件形状精度的影响
2.1 加工圆柱表面。
由于圆柱形的特点使然, 圆柱的直径都相等, 如果出现误差其大小也相等。如果车刀刀尖和零件互转中心不等高, 对于圆柱表面的形状不会产生较大的影响。
2.2 加工圆锥表面。
在车削工程中, 对圆锥的表面积进行加工, 车削的零件的母线是双曲线结构。为了保证圆锥表面加工的完整性, 需要在同一锥度的内外圆锥面上进行配合加工, 对内外锥面的接触程度进行严格地控制。如果出现了两端相互接触的现象就说明车刀刀尖和零件回转中心出现了不等高的现象。
2.3 加工圆弧表面。在对圆弧表面进行加工的过程中, 如果车刀刀尖和零件的回转中心出现了不等高的现象, 就会如图3所示。
3 保证车刀刀尖和零件回转中心等高的对策
通过以上的论述可知, 如果车刀刀尖的高度和零件回转中心的高度不相等, 就会出现严重的误差现象。不仅会影响到零件的尺寸, 还会对其精度产生严重的影响。所以, 需要在实际的工作中尽量保证车刀刀尖和零件回转中心的等高。
3.1 采用标准机夹式车刀。
为了保证车削工作的准确性, 需要采用相对比较标准的机夹式刀具。现如今, 车削刀具都朝着系列化, 标准化的方向发展。其发展状况主要是为了保证和零件的回转中心等高。通常情况下, 标准机夹式车刀的厚度要控制车削标准的范围内, 要不少于25mm。
3.2 试切断面法。
采用试切断面法比较直观又很准确, 如果车刀达到加工零件的旋转中心时, 不能出现任何凸台的现象。如果刀具的高度控制不合理, 出现了偏高或者是偏低的现象就要对垫块进行调整, 不断试切端面, 尽量保证车刀刀尖和零件的回转中心等高。
3.3 使用专业对刀仪器。
要想保护零件加工的准确性, 采用高效的仪器和工具比较重要。具体来说, 主要的应用仪器就是数控车专业对刀仪, 这种仪器在使用功能上看, 主要分为机械对刀仪和光学对刀仪, 在加工零件要求不同的情况下, 分别使用不同种类的仪器, 这就对车削零件的精准度造成较大的影响。
4 刀尖圆角半径补偿方法
刀具圆角补偿器是数控系统中比较常见的设备类型, 可以对其他设备进行有效的补偿。变成人员需要根据已有的程序来来对数据加工工程进行口控制, 还要缜密地计算好加工程序和刀具圆弧之间的关系, 在做好补偿工作的基础上, 对刀具的加工工作进行有效的完善。另外, 不需要对刀具的圆角半径采取任何补偿措施, 只需要使得盗号和圆弧的半径值相符合。有些数控系统在应用的过程中要严格地控制刀具的问题, 按照科学的顺序来进行刀具的加工。
当数控车床的数控系统具有刀具长度补偿器时, 直接根据零件轮廓形状进行编程在加工时调用相应刀具的补偿号即可。
对于有些不具备补偿功能经济型数控系统的车床可直接按照假想刀尖的轨迹进行编程, 即在编程时给出假想刀尖的轨迹。如果采用手工编程计算相当复杂, 通常可利用计算机绘图软件先画出工件轮廓, 再根据刀尖圆角半径大小绘制相应假想刀尖轨迹, 通过软件查出有关点的坐标来进行编程;对于较复杂的工件也可以利用计算机辅助编程。编程时考虑半径补偿和由机床进行半径补偿, 对于有些不具备补偿功能数控系统应该采用编程时考虑半径补偿, 根据给出的刀尖半径和零件轮廓会自动计算出假想刀尖轨迹, 通过软件后置处理生成假想刀尖轨迹的加工程序。对于这类数控系统当刀具磨损、重磨、或更换新刀具而使刀尖半径变化时, 需要重新计算假想刀尖轨迹, 并修改加工程序, 既复杂烦琐, 又不易保证加工精度。
编制数控车床加工程序时, 理论上是将车刀刀尖看成一个点。但为了进步刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度, 通常将刀尖磨成半径不大的圆弧。该点是编程时确定加工轨迹的点, 数控系统控制该点的运动轨迹。
结束语
如果车刀刀尖与零件回转中心不等高, 不仅会产生零件的尺寸误差和形状误差, 也会导致车刀刀尖的崩裂损坏, 形状误差很难靠其他方法补偿, 所以在加工精度较高的零件时, 必须要保证车刀刀尖与零件回转中心等高。
摘要：从现如今的零件加工工艺上看, 零件的精准度是保证加工企业高效发展的重要因素, 在加工的过程中, 需要对零件加工的相关加工工艺和加工方式进行深入介绍和分析, 并且对加工操作人员提出较高的要求。但是在实际的加工工程中, 由于刀具刀尖高和零件的中心位置高度不同而导致产品的不合格。因此, 需要对这一问题进行深入研究, 才能从根本上保证加工零件的高效性。
关键词：数控车床,刀具刀尖高度,零件加工精度,影响对对策
参考文献
[1]周华.数控车削中刀具的选用及其对加工质量的影响[J].湖北工业大学学报, 2008 (3) :99-101.