數(shù)控車削加工的通用守則

  1.車刀的裝夾

  1) 車刀刀桿伸出刀架不宜太長，一般長度不應超出刀桿高度的1.5倍(車孔、槽等除外)

  2) 車刀刀桿中心線應與走刀方向垂直或平行。

  3) 刀尖高度的調整：

  a、車端面、車圓錐面、車螺紋、車成形面及切斷實心工件時，刀尖一般應與工件軸線等高。

  b、 粗車外圓、精車孔、刀尖一般應比工件軸線稍高。

  c、車細長軸、粗車孔、切斷空心工件時，刀尖一般應比工件軸線稍低。

  4) 螺紋車刀刀尖角的平分線應與工件軸線垂直。

  5) 裝夾車刀時，刀桿下面的墊片要少而平，壓緊車刀的螺釘要旋緊。

  2.工件的裝夾

  1) 用三爪自定心卡盤裝夾工件進行粗車或精車時，若工件直徑小于30㎜，其懸伸長度應不大于直徑的5倍，若工件直徑大于30㎜，其懸伸長度應不大于直徑的3倍。

  2) 用四爪單動卡盤、花盤，角鐵(彎板)等裝夾不規(guī)則偏重工件時，必須加配重。

  3) 在頂尖間加工軸類工件時，車削前要調整尾座頂尖軸線與車床主軸軸線重合。

  4) 在兩頂尖間加工細長軸時，應使用跟刀架或中心架。在加工過程中要注意調整頂尖的頂緊力，死頂尖和中心架應注意潤滑。

  5) 使用尾座時，套筒盡量伸出短些，以減少振動。

  6) 在立車上裝夾支承面小、高度高的工件時，應使用加高的卡爪，并在適當?shù)牟课患永瓧U或壓板壓緊工件。

  7) 車削輪類、套類鑄鍛件時，應按不加工的表面找正，以保證加工后工件壁厚均勻。

  3.車削加工

  1) 車削臺階軸時，為了保證車削時的剛性，一般應先車直徑較大的部分，后車直徑較小的部分。

  2) 在軸得工件上切槽時，應在精車之前進行，以防止工件變形。

  3) 精車帶螺紋的軸時，一般應在螺紋加工之后再精車無螺紋部分。

  4) 鉆孔前，應將工件端面車平。必要時應先打中心孔。

  5) 鉆深孔時，一般先鉆導向孔。

  6) 車削(Φ10—Φ20)㎜的孔時，刀桿的直徑應為被加工孔徑0.6—0.7倍;加工直徑大于Φ20㎜的孔時，一般應采用裝夾刀頭的刀桿。

  7) 車削多頭螺紋或多頭蝸桿時，調整好交換齒輪后要進行試切。

  8) 使用自動車床時，要按機床調整卡片進行刀具與工件相對位置的調整，調好后要進行試車削，首件合格后方可加工;加工過程中隨時注意刀具的磨損及工件尺寸與表面粗糙度。

  9) 在立式車床上車削時，當?shù)都苷{整好后，不得隨意移動橫梁。

  10) 當工件的有關表面有位置公差要求時，盡量在一次裝夾中完成車削。

  11) 車削圓柱齒輪齒坯時，孔與基準端面必須在一次裝夾中加工。必要時應在該端面的齒輪分度圓附近車出標記線。

  4.誤差補償

  現(xiàn)代機械制造技術正朝著高效率、高質量、高精度、高集成和高智能方向發(fā)展。精密和超精密加工技術已成為現(xiàn)代機械制造中重要的組成部分和發(fā)展方向，并成為提高國際競爭能力的關鍵技術。

  車削加工誤差隨著精密加工的廣泛應用也成為了研究的熱門課題。由于在機床的各種誤差中，熱誤差以及幾何誤差占據(jù)著絕大部分，故以減少這兩項誤差特別是其中的熱誤差成為了主要目標。誤差補償技術隨著科學技術的不斷發(fā)展而出現(xiàn)并發(fā)展起來。由機床熱變形造成的損失是相當大的。

  故極有必要開發(fā)能滿足工廠實際生產要求的高精度、低成本熱誤差補償系統(tǒng)來修正主軸(或工件)與切削刀具之間的熱誤差，以提高機床加工精度，降低廢品、增加生產效率和經濟效益。

  (1)基本定義

  誤差補償?shù)幕径x是人為地造出一種新的誤差去抵消或大大減弱當前成為問題的原始誤差，通過分析、統(tǒng)計、歸納及掌握原始誤差的特點和規(guī)律，建立誤差數(shù)學模型，盡量使人為造成的誤差和原始誤差兩者的數(shù)值相等、方向相反，從而減少加工誤差，提高零件尺寸精度。

  最早的誤差補償是通過硬件實現(xiàn)的。硬件補償屬機械式固定補償，在機床誤差發(fā)生變化時要改變補償量必須重新制作零部件、校正尺或重新調整補償機構。硬件補償又有不能解決隨機性誤差、缺乏柔性的缺點。近來發(fā)展的軟件補償其特點是在對機床本身不作任何改動的情況下，綜合運用當代各學科的先進技術和計算機控制技術來提高機床加工精度。軟件補償克服了硬件補償?shù)脑S多困難和缺點，把補償技術推向了一個新的階段。

  (2)特性

  誤差補償(技術)具有兩個主要特性:科學性和工程性。

  科學性誤差補償技術的迅速發(fā)展極大地豐富了精密機械設計理論、精密測量學和整個精密工程學，成為這一學科的重要分支。與誤差補償相關的技術有檢測技術、傳感技術、信號處理技術、光電技術、材料技術、計算機技術以及控制技術等。作為一門新技術分支，誤差補償技術具有自己的獨立內容和特色。進一步研究誤差補償技術，使其理論化、系統(tǒng)化，將具有非常重要的科學意義。

  工程性誤差補償技術的工程意義是非常顯著的，它包含3層含義:一是采用誤差補償技術可以較容易地達到“硬技術”要花費很大代價才能達到的精度水平;二是采用誤差補償技術，可以解決“硬技術”通常無法達到的精度水平;三是在滿足一定的精度要求情況下若采用誤差補償技術，則可大大降低儀器和設備制造的成本，具有非常顯著的經濟效益。

  5.車削加工熱誤差產生及分類

  隨著對機床精度要求的進一步提高，熱誤差在總誤差中的比重將不斷增大，機床熱變形已成為提高加工精度的主要障礙。機床熱誤差主要由馬達、軸承、傳動件、液壓系統(tǒng)、環(huán)境溫度、冷卻液等機床內外熱源引起的機床部件熱變形而造成的。機床幾何誤差來自機床的制造缺陷、機床部件之間的配合誤差、機床部件的動、靜變位等等。

  誤差補償基本方法：

  綜上所述可知車削加工誤差一般是由下列因素引起的：機床熱變形誤差;機床零部件和結構的幾何誤差;切削力引起的誤差;刀具磨損誤差;其他誤差源，如機床軸系的伺服誤差，數(shù)控插補算法誤差等等。提高機床精度有兩種基本方法:誤差防止法和誤差補償法。

  誤差防止法是試圖通過設計和制造途徑消除或減少可能的誤差源。誤差防止法在一定程度上對于降低熱源溫升、均衡溫度場和減少機床熱變形是有效的。但它不可能完全消除熱變形，且花費代價是很昂貴的;而應用熱誤差補償法則開辟了一條提高機床精度的有效和經濟的途徑。

  車削加工誤差的研究是現(xiàn)代機械制造中重要的組成部分和發(fā)展方向，并成為提高國際競爭能力的關鍵技術，誤差的產生是多方面的，對熱誤差的分析與研究有利于提高車削精度和技術要求。

  誤差補償技術能滿足工廠實際生產要求的高精度、低成本，熱誤差補償技術可以修正主軸(或工件)與切削刀具之間的熱漂誤差，提高機床加工精度，降低廢品、增加生產效率和經濟效益。

  6.常見問題

  普通車床在強力車削大螺距螺紋時，有時會出現(xiàn)床鞍振動，輕者使加工表面產生波紋，重者斷刀。而切斷時，經常有扎刀或斷刀現(xiàn)象。以上問題產生的原因很多，現(xiàn)主要通過對刀具的受力情況分析這一側面來討論這一現(xiàn)象及解決方法。

  問題的產生及原因：

  車削螺距較小的螺紋時，一般采用直進刀切削法(在垂直于工件軸線方向做直線進刀);車削螺距較大的螺紋時，為減小切削力，往往采用左右借刀切削法(通過移動小滑板讓螺紋車刀分別用左右切削刃切削)。

  車削螺紋時，床鞍的移動是由長絲杠的轉動帶動開合螺母的移動來實現(xiàn)的。長絲杠的軸承處有軸向間隙，長絲杠與開合螺母之間也同樣有軸向間隙。當采用左右借刀切削法強力車削右旋蝸桿用右主刀刃切削時，刀具承受了工件給它的力P,(忽略切屑與前刀面的摩擦力，如圖1)，把力P分解成軸向分力Px和徑向分力巧，其中軸向分力Px與刀具的進給方向相同，刀具把這個軸向分力Px傳給了床鞍，從而推動了床鞍向有間隙一側做快速猛烈的來回竄動，其結果是使刀具來回竄動，并使加工表面產生波紋，甚至斷刀。但用左主刀刃切削時就沒有這種現(xiàn)象，當用左主刀刃切削時，刀具所承受的軸向分力Px與進給方向相反，往消除間隙的方向運動，這時床鞍做勻速運動。

  切斷時，中滑板的移動是由中滑板絲杠的旋轉帶動螺母的移動來實現(xiàn)的，絲杠軸承處有軸向間隙，絲杠與螺母之間也有軸向間隙。在車床上切斷時，刀具前刀面(帶有前角的)承受了工件給它的力P，(忽略切屑與前刀面的摩擦力，如圖2)，把力P分解成力Pz和徑向分力巧，其中徑向分力巧與切斷車刀的進給方向相同，指向工件，將刀具朝工件里推，從而會拉動中滑板向有間隙方向竄動，使切斷刀突然扎人工件，造成扎(斷)刀或工件彎曲。

  解決方法：

  當車削螺距較大采用左右借刀切削法的螺紋時，除了調整好車床有關參數(shù)外，還應調整床鞍同床身導軌之間的配合間隙，使其稍緊一些，以增大移動時的摩擦力，減少床鞍竄動的可能性，但這個間隙也不能調的太緊，以能平穩(wěn)搖動床鞍為宜。

  調整好中滑板的間隙，盡量使間隙最小;調整好小滑板的松緊，使其稍緊一些，以防車削時車刀移位。應盡量縮短工件和刀桿伸出的長度，盡量采用左主刀刃切削;用右主刀刃切削時，要減小背吃刀量;增大右主刀刃的前角，刀刃口要直，要鋒利，以減小刀具所承受的軸向分力Px。從理論上講，右主刀刃的前角越大越好。