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加工精度的影響，使零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀、位置）與理想幾何參數不相符，影響加工質量。鈦浩機械是以回轉頂尖、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀柄刀桿、夾頭接桿為公司的主打產品，因此，在機械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內。通過誤差分析，掌握其變化的基本規律，從而采取相應的措施減少加工誤差，提高加工精度。

一、誤差的分類

1、隨機誤差。隨機誤差是在同一條件下，多次測量同一量值時，絕對值和符號不可預定變化的誤差。產生隨機誤差的因素很多，這些因素多具有偶然性和不穩定性。如測量機構的間隙、運動間摩擦力的變化、測量力的變動及溫度的波動等。

2、系統誤差。系統誤差是指在同一條件下，對同一測量值進行多次重復測量時，誤差大小和符號均保持不變或按一定規律變化的誤差。即前一種情況為定值系統誤差，后一種情況為變直系統誤差。

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

二、車床加工產生誤差的主要原因

1、定位誤差。

一是基準不重合誤差。在零件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據的基準稱之為工序基準。在機床上對工件進行加工時，必須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。

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

2、刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過程中，都不可避免產生磨損，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。必要時還可以用補償裝置對刀具尺寸磨損進行補償。

3、車床主軸回轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸個瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：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。鈦浩機械是以回轉頂尖、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀柄刀桿、夾頭接桿為公司的主打產品，適當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，對高速主軸部件進行平衡，對滾動軸承進行預緊等。均可提高機床主軸的回轉精度。

4、調整誤差。在機械加工每一道工序中，總要對工藝系統進行這樣和那樣的調整工作。由于調整不可能絕對準確，因而產生調整誤差。在工藝系統中，工件、刀具在機床上的互相位置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加工精度起到決定性的作用。

5、傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤差是指內聯系傳動鏈中首末兩輪傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的制造和裝配誤差，以及使用過程中磨損所引起的誤差。

6、工藝系統受熱變形引起的誤差。工藝系統熱變形對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可占工件總誤差的50%。機床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會逐漸升高，同時它們也通過各種傳熱方式向周圍的物質和空間散發熱量。

7、導軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準，也是機床運動的基準。車床導軌的精度要求主要有以下三方面：在水平面內的直線度；在垂直面內的直線度；前后導軌的平行度。除了導軌本身的制造誤差外，導軌的不均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因素。

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

9、人員誤差。人員誤差是由測量人員主管因素和操作者技術水平所引起的誤差。測量人員對量具使用的方法不正確，對讀數值的分辨能力和對量具的調節能力不強等因素引起的測量無差。

10、工藝系統受力變形產生的誤差。一是工件剛度。工藝系統中如果工件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低，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。車削直徑較小內孔時，刀桿細剛度很差，刀桿受力變形很大，對加工孔的精度有很大的影響。三是機床部件的剛度。機床部件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡便計算方法，目前主要還是用實驗方法來測定機床部件的剛度。變形與載荷不成線性關系，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，變形恢復不到第一次加載的起點，這說明有殘變形存在，經多次加載卸載后，加載曲線起點才和卸載曲線終點重合，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象

1、車削工件時圓度超差。

2、車圓柱形工件時產生錐度。

3、精車后工件端面平面度超差。

4、精車后工件端面圓跳動超差。

5、車削外圓時，工件素線的直線度超差。

6、鉆、擴、鉸孔時，工件孔徑擴大或孔變為喇叭形。

7、車削螺紋時螺距精度超差。

8、車外圓時表面上有混亂的振紋。

9、精車外圓時表面上軸向出現有規律的波紋。

10、精車外圓時圓周表面上出現有規律的波紋。

四、減少誤差的預防措施

1、測量方法。測量方法是指測量時所采用的計量器具和測量條件的綜合。測量前應根據被測對象的特點，如精度、形狀、質量、材質和數量等來確定須用的測量器具，以確定最佳的的測量方法。

2、測量精度。測量精度是指測量結果與真值的一致程度。任何測量過程總不可避免出現測量誤差，誤差大，說明測量結果離真值遠，精度低；反之，誤差小，精度高。因此精度和誤差是兩個相對的概念。由于存在測量誤差，任何測量結果都只能是要素真值的近似值。以上說明測量結果有效值的準確性是由測量精度確定的。

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，控制工藝系統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬于直接減少原始誤差。鈦浩機械是以回轉頂尖、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀柄刀桿、夾頭接桿為公司的主打產品，為了提高機械加工精度，對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析，根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決。對于精密零件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形；對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、轉移原始誤差。這種方法的實質就是將原始誤差從誤差敏感方向轉移到誤差非敏感方向上去。轉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系。若在加工過程中設法使其轉移到加工誤差的非敏感方向，則可大大提高加工精度。轉移原始誤差至其它對加工精度無影響的方面。

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程中，逐步均化原始誤差的方法。根據誤差反映規律，將毛坯或上道工序的工件尺寸經測量按大小分X組，每組工件的尺寸范圍就縮減為原來的1/x.。然后按各組的誤差范圍分別調整刀具相對工件的準確位置，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：通過加工使被加工表面原有誤差不斷縮小和平均化的過程。均化的原理就是通過有密切聯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，然而在進行相互修正或基準加工。

7、誤差補償法。對工藝系統的一些原始誤差，可采取誤差補償的方法，以控制其對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，從而補償或抵消原來工藝系統中固有的原始誤差，達到減少加工誤差，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零件本身的幾何形狀精度、相互位置的幾何精度及其相對運動的幾何精度。包括以下內容：

1、導軌在垂直平面內的直線度（縱向）；

2、導軌應在同一平面內（橫向）。

3、床鞍移動在水平面內的直線度。

4、尾座移動對床鞍移動的平行度。

5、主軸的軸向竄動和主軸軸肩支撐面的跳動。

6、主軸定心軸頸的徑向跳動。

7、主軸軸線的徑向跳動。

8、主軸軸線對床鞍縱向移動的平行度。

9、主軸頂尖的徑向跳動。

10、尾座套筒軸線對床鞍移動的平行度。

11、尾座套筒錐孔軸線對床鞍移動的平行度。

12、主軸和尾座兩頂尖的等高度。

13、小滑板縱向移動對主軸軸線的平行度。

14、中滑板橫向移動對主軸軸線的垂直度。

15、絲桿的軸向竄動。

16、絲桿所產生的螺距累計誤差。

六、車床常見的故障

1、剎車不靈。在車床停止過程中，主軸不能迅速停止，影響工作效率，易發事故。

2、悶車。就是在車削過程中，背吃刀量較大時造成主軸停止。

3、強力車削時機動進給停止。

4、卡盤圓跳動大。主軸間隙過大。

5、主軸溫度過高。主軸間隙小，摩擦力增加，時間長，滿負荷工作。摩擦熱過多，造成主軸溫度過高。

總之，在車床加工中，誤差是不可避免的，只要對誤差產生的原因進行詳細的分析，對工具、量具、夾具、測量方法和相關手柄調整到最佳，盡量減少加工誤差，這樣才能提高車床加工精度，提高生產效率，加工出符合圖紙要求的零件。

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