魯國清

（肇慶工商職業(yè)技術學院，廣東 肇慶 526020）

0 引言

車削加工中，很多因素會影響工件的加工精度，如機床、刀具、夾具的制造誤差、安裝誤差、使用中的磨損、切削力引起的變形等。而車刀安裝高度也是影響零件精加工尺寸精度的一重要因素。本文通過分析誤差產生原因，具體介紹減小加工誤差的方法，以控制因刀具安裝高度而造成的零件誤差［1］。

1 內孔加工發(fā)生誤差的原因分析

通過對數控車床的分析發(fā)現，在車床上加工內孔與在車床上加工外圓相比較，前者的影響因素比較多，例如，剛性弱、直徑小、刀桿長、排屑難、冷卻慢、安裝高度不合理等，均有可能導致內孔加工時發(fā)生誤差［2］。在進行車削時，加工人員應先在車削前將車刀的刀尖和機床的主軸軸線，安裝調整相等的高度。針對平床身數控車床而言，絕大多數機床生產企業(yè)對主軸軸線和刀架的高度沒有統(tǒng)一、嚴格的要求，每臺機床的高度幾乎都不一樣，因此，在應用標準刀具之后，需要采用墊片等來對刀尖的高度進行調整，以避免在內孔加工時發(fā)生誤差。而針對斜床身數控車床，機床的主軸軸線與刀架安裝的高度均有十分嚴格的標準要求，因此，在安裝時無須再對刀尖的高度進行調整，使用標準刀具即可［1］。

在實際的內孔加工過程當中，由于加工人員可應用試切端面檢查來保證刀具中心的高度與主軸一致，因此在加工階梯軸外表面時，很少會產生加工誤差。但是在加工階梯內孔的時候，常出現內孔加工誤差，這是因為內孔誤差產生原因在加工時很難發(fā)現，大多數人認為是由于機床精度低造成的，從而漏掉真正的誤差原因。除此之外，在加工內孔時，比較難調整車刀的高度，當發(fā)現內孔直徑小于標準孔徑時，加工人員為防止刀桿和工件發(fā)生碰撞，多會將刀具適當調高一點。加工人員將刀具調整一定高度之后，其對刀段的加工直徑是比較準確的，但是加工臺階孔，可能發(fā)生內孔孔徑超差的現象。

通過對內孔誤差原因的詳細分析可知，其產生誤差的原因多是發(fā)生在對刀的過程當中，由于外圓加工對刀時，可通過試切來檢查端面，十分有利于對刀尖偏差的測量，這也降低了外圓加工誤差。但是在加工內孔時對刀，不能通過試切端面來檢查刀具，大多是直接對內孔直徑進行測量，從而使得對刀段直徑準確，但由于刀具中心高度無法準確測量，容易產生內孔加工誤差。

2 內孔加工誤差的計算方法分析

對內孔加工誤差和刀尖安裝高度之間的關系分析如下：

假設實際加工外圓的直徑小于試切外圓的直徑，實際加工內孔直徑小于試切內孔直徑，而加工外圓與內孔的刀尖安裝高度，對加工誤差所造成的影響相同。圖1 所示為車刀安裝誤差和加工誤差之間的關系圖。

假設試切外圓直徑大于實際加工外圓直徑，試切內孔直徑大于實際加工內孔直徑。加工外圓和加工內孔刀尖安裝高度對加工誤差的影響是一樣的，為了描述更為清晰，以圖1 所示的外圓加工為例，分析車刀安裝誤差與加工誤差關系。

假設刀具安裝高度與主軸軸線高度差為AC，即為Δh。對刀時試切外圓直徑為2R1。假設刀具實際車削時沿X 方向進刀距離為ΔX，即加工后的編程直徑值為2R3，零件的編程半徑值為OB。由于刀尖比機床主軸軸線高Δh的距離，刀具車削后的零件實際直徑值為2R2，刀尖在C點位置，加工后的零件半徑值是OC。很明顯，在圖1 中R2＞R3。這就是刀尖與機床主軸不等高時加工直徑與編程數值不一致的原因。

由于OA 是與拖板導軌面和X 向絲桿軸線平行，所以當刀尖與工件軸線等高時，拖板的移動量與加工直徑的變動量是一致的。如果刀尖安裝高于軸線OA，高出Δh的距離，則拖板的移動量與加工直徑的變動量不一致，加工直徑誤差K=2×（R2-R3）。

根據對圖1 的分析，可以得知由于數控車刀安裝高度誤差，所造成的加工誤差為

圖1 車刀安裝誤差與加工誤差關系

根據式（1），將圖1 中的各種變量分別代入，便可得到：

將公式進行分析可以得知，當車刀刀尖和工件軸線之間高度不一樣時，所發(fā)生的零件精加工誤差則與刀尖高出工件軸線高度Δh、工件試切半徑R1、進給深度ΔX等有著明顯的關系。通過將式（1）的分析與換算，可以得出：

在實際的加工當中，若是對刀尖的中心高誤差難以測定時，可利用式（5）來計算刀尖應該降低的高度。也可通過式（5）來計算在數控車刀安裝時，刀尖低于機床主軸軸線時應該提高的刀尖高度。

3 內孔加工誤差的判斷方法分析

當內孔加工出現誤差時，可通過以下3 點來進行判斷：1）進行多件零件加工時，各個相同尺寸臺階的直徑誤差基本是穩(wěn)定的；2）在加工時，總有一個臺階直徑尺寸是精確的，但是這一臺階一定屬于對刀段，因此其也會存在誤差；3）除了對刀段加工直徑尺寸和編程尺寸相同之外，其余臺階的尺寸一般都會比編程尺寸大一些［2］。

4 結語

通過以上論述，對數控車刀安裝高度作了探討，但在實際的加工當中，不同的零件加工有不同的要求。因此，在實際的操作當中，加工人員應該嚴格根據數控機床、車刀、所加工零件的特點進行詳細分析，并合理調整車刀安裝高度，才能盡量避免零件精加工尺寸誤差的產生。

［1］張謙.數控車刀安裝高度對外圓加工精度影響［J］.煤礦機械，2010，8（8）：147-148.

［2］程仲文，等.數控車刀安裝高度對零件精加工尺寸誤差的影響［J］.蘭州工業(yè)高等?？茖W校學報，2011，3（3）：112-113.