车削加工时工件偏心对加工精度的影响

车削加工时工件偏心对加工精度的影响
1 绪论
1．1机械加工工艺的发展及重要性
机械加工工艺与当前的社会发展相适应，存在着自身的优势。

机械加工工
艺保持着极高的精准度。

随着社会经济的不断发展，机械加工工艺水平也在不断地发展和提高，机械加工工艺越来越精细。

精密准确的机械才能更加好的适应当今社会的需求。

机械加工工艺的速度正在不断提高，生活在现代社会的人们追求速度以及工件的精度，在提高效率的同时也在提高精确性，在工业的慢慢完善中，工件的偏心给精度带来的误差，也在渐渐减少，。

如今加工技术已经慢慢走向机械化，在这个过程中，出现了质量的问题，对于精度的零件在加工中出现的偏心带来的零件质量问题，如何使得工件在工件加工加工时避免产生误差。

质量能够保证，这就成为我们主要考虑的问题。

机械加工的精度是决定机械零件质量的关键影响的因素。

一般情况下，可以通过对加工后的零件几何参数进行仔细的提升，可以在一定程度上减少与理想参数的差距。

但是，随着机械生产的高速化和精准化，机械零件的精度提出更加严格的要求，这也就决定了在生产中一定要确保机械加工的精度。

如果在机械生产中不能确保工件的不偏心，导致其产品的精度存在着误差，这样会大大降低了机械零件的使用效率和寿命。

同时在生产中给工人带来一定性的危险，工件的偏心会导致工件不按照正常的轨迹运作。

这样也会导致机械的损坏，只要保证工件不偏心，在加工时能够控制误差在一定的范围里面。

这也才能够极
大地提升生产效率，确保零件的质量。

1.2研究方案与研究内容
减少偏心的位置与加工表面的位置距离，分析加工表面的是个什么形状的表面。

对改变工件的偏心来说，机械的工件装配和刀具也是极其重要的，而夹件和刀具的使用误差也会导致偏心的距离加大，使用夹具的时候必须定位好可能出现的误差情况，从而确定夹具位置，由于工件的加工工艺不同，我们也应取出不同的加工车削方法。

2精度影响因素有哪些
2.1机械加工精度的影响
机械加工的原理，主要指采用近似的刀具轮廓，加工方法或成形的运动所
导致的误差。

第一，轮廓型切削轨迹误差。

在一般情况下，为了提升机械加工制造的简洁度，大多都采用直轮廓法和阿基米法这两种蜗杆，但是在对它们进行机械加工时螺距与实际之间容易产生误差，其原因在于螺距需要通过无理数来计算且需要分数简化。

第二，由于滚动的刀齿数量有限。

导致工件在加工时产生了偏移，导致精度的不精确，其次，系统的误差，如机床，夹具与刀具误差等，这些误差是本身存在的误差，只是在工件加工时才能体现出来。

另外主轴的回转也会让工件在加工的路线产生偏差，主要原因是弯曲弧度与实际之间存在差距。

再次，工件的内应力，对精度也会产生影响，内应力的不均匀，导致工件在加工过程中产生不稳定现象，使工件慢慢偏心，最后在工件的精度也
会慢慢磨损。

2.2机床的影响
机械加工工艺系统主要包括机床，工件，工具以及夹具等组成部分，其中机床直接控制加工工具，对零件进行机械加工。

机床的精度直接影响到整个系统的精度。

除此之外，机床在由于安装存在问题以及长期使用过程当中的磨损，都会造成加工误差。

特别是在刀具随着使用时间的增长，其磨损十分明显，这种磨损是不均匀的，从而在加工过程当中造成误差。

1、机床导致的几何误差。

工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。

机床的磨损将使机床工作精度下降。

(1)主轴回转误差,机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。

(2)导轨误差,导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。

除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也是造成导轨误差的重要因素。

而导轨磨损又是机床精度下降的主要原因之一。

2、定位产生的误差。

一是基准不重合误差。

在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。

在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。

在机床上对工件进行加工时,须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准,如果所选用的定位基准与设计基准不重合,就会产生基准不重合误差。

二是定位副制造不准确误差。

夹具上的定位元件不可能按基本尺
寸制造得绝对准确,它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。

工件定位
面与夹具定位元件共同构成定位副,由于定位副制造的不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量,称为定位副制造不准确误差。

3、工艺系统受热变形和受力变形引起的误差。

工艺系统热变形对加工精度的影响比较大,特别是在精密加工和大件加工中,由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的60%。

机床、刀具和工件受到各种热源的作用,温度会逐渐升高,同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。

工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系，导致加工铸件误差的产生，并影响加工过程的稳定性。

4、调整产生的误差。

在机械加工的每一工序中,总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。

由于调整不可能绝对地准确,因而产生调整误差。

在工艺系统中,工件、刀具在机床上的互相位置精度,是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。

当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时,
调整误差的影响,对加工精度起到决定性的作用。

2.3转移原始误差
在提升机械加工精度过程中，可以转移原始误差的方法，其操作原理是把原始误差进行合理转移，将其较为敏感的误差方向转移到敏感度较低的误差方向，而且在零件加工过程中的各种误差程度与其敏感方向存在着一定的关系。

在实际机械加工中，想法设法将原始误差转移到敏感程度低的误差方向，能够有效提高加工精度。

例如，在对具有转位或分度的进行机械加工时，其多工位的加工环节，因为分度转位所产生的误差，能够直接影响零件加工部分表面的加工精度，此时如果把车削加工刀具安装到合当的合理位置，将分度转位所产生的误差转移到零件表面的加工面方向，就能够有效减少原始误差，从而可以
提升零件加工精度。

2.4分化原始误差
在机械加工过程中，可以采用分化原始误差的加工方法来有效提升部分零件的加工精度，对于一些特殊的原始误差可以对其进行合理的分化，进而提高机械加工精度。

根据误差的自身规律，可以将毛坯零件的尺寸经过测量，根据其大小分为x组，把每组零件的尺寸进行缩减，为原有的x/1组。

接着再根据各个组的误差范围对刀具进行分别调至相对准确位置，从而使得各组零件尺寸
的中心几乎一致，进而缩小所有零件的尺寸范围。

例如，在进行齿轮精加工过程中，为了提升齿轮内孔和齿圈之间同轴度的精度，就可以把各种类型齿轮的轴心进行定位。

对于同一批齿轮零件来说，齿轮的内孔和齿圈之间的精度，其决定因素在齿轮内孔和轴心之间的间隙，因此，可以根据齿轮内孔的尺寸进行分组，并且与多个尺寸进行分配，然后通过缩小它们的配合间隙，从而齿轮齿型的机械加工精度得以提高
3车削加工硬件对精度的影响
3.1车削加工偏心影响精度
在机械加工中由于刀具与零件表面之间的摩擦，从而使得工件的偏心，使得精度的差距增大。

在加工过程中加进切削液，可以使得切削的温度降低从而减少偏心的程度，最终使工件加工的精度更加准确，使性能更加有效果。

加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。

机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。

机床的磨损将使机床工作精度下降。

（1）主轴回转误差，机床主轴是装夹工具。

或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接响被加工工件的精度。

（2）导轨误差，导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。

除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。

导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。

（3）传动链误差，传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。

一般用传动链末端元件的转角误差来衡量.如当机床精度达不到零件
加工要求时，常常不是一味提高机床精度，而是从工艺上或夹具上想办法，创造条件，使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。

如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度，不是靠机床主轴的回转精度来保证，而是靠夹具保证。

当机床主轴与工件之间用浮动联接以后，机床主轴的原始误差就被转移掉了。

3.2刀具的几何形状
刀具的几何形状会影响工件在加工时轨迹的运动，适当的增大刀具的前角，
对于减少零件的表面粗糙度有着重要的作用。

而表面粗糙度直接影响了零件的精度的精确性，但是如果前角较大，会影响工件在加工时的精准性，会使得工件偏心，从而增大了精度的误差。

当固定前角后，后角也需要调到一定的程度，降低后刀和表面之间的摩擦带来的工件偏心的可能性。

此外，刀具在做进给运动的过程中，加工表面产生的残留面积的形状也会影响工件在加工时带来的误
差减少主负偏角与进给量可以有效降低残留面积从而确保精度的稳定性。

3.3工件材料性质
减少偏心的位置与加工表面的位置距离，分析加工表面的是个什么形状的表面。

对改变工件的偏心来说，机械的工件装配和刀具也是极其重要的，而夹件和刀具的使用误差也会导致偏心的距离加大，使用夹具的时候必须定位好可能出现的误差情况，从而确定夹具位置，由于工件的加工工艺不同，我们也应取出不同的加工车削方法。

4位置对精度的影响
4.1刀具造成的误差
对于机械加工的工具来说其主要有夹具和刀具，而夹具和刀具的使用误差
对加工工艺来说也非常重要。

使用夹具的主要作用是确定加工零件的具体位置，如果在夹具的使用过程中出现了误差，则会直接导致加工零件的位出现偏差。

出现刀具使用误差的主要原因是由于刀具在使用过程中会受到各种因素的影
响从而出现不同程度的磨损，对产品的精度造成一定的偏差。

因此刀具的误差
也是对工件在加工时产生偏差的因素。

4.2造成误差的因素
1 ．加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而
产生的误差。

例如，加工渐开线齿轮用的齿轮滚刀，为使滚刀制造方便，采用了阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆，使齿轮渐开线齿形产生了误差。

又如车削模数蜗杆时，由于蜗杆的螺距等于蜗轮的周节（即mπ），其中m是模数，而π是一个无理数，但是车床的配换齿轮的齿数是
有限的，选择配换齿轮时只能将π化为近似的分数值（π=3.1415）计算，这就将引起刀具对于工件成形运动（螺旋运动）的不准确，造成螺距误差。

2 ．工艺系统的几何误差
由于工艺系统中各组成环节的实际几何参数和位置，相对于理想几何参数和位置发生偏离而引起的误差，统称为工艺系统几何误差。

工艺系统几何误差只与工艺系统各环节的几何要素有关。

3 ．工艺系统受力变形引起的误差
工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系，导致加工误差的产生，并影响加工过程的稳定性。

4 ．工艺系统受热变形引起的误差
在加工过程中，由于受切削热、摩擦热以及工作场地周围热源的影响，工
艺系统的温度会产生复杂的变化。

在各种热源的作用下，工艺系统会发生变形，导致改变系统中各组成部分的正确相对位置，导致加工误差的产生。

5 ．工件内应力引起的加工误差
内应力是工件自身的误差因素。

工件冷热加工后会产生一定的内应力。

通常情况下内应力处于平衡状态，但对具有内应力的工件进行加工时，工件原有
的内应力平衡状态被破坏，从而使工件产生变形。

4.3加工的表面与其他表面的位置对偏心的影响
在车床上车削外圆或孔表面时，由于装夹误差，夹紧力对车床主轴回转中心不平衡，以及工件质量不平衡产生离心力，将它们相互之间的表面产生了偏移，表面与表面在轴的位置不同的位置对于刀具的偏转也会受到不同的力，产生受力不均匀，导致表面的精度不一样，从而增大了精度的误差。

5工件偏心对精度的影响
5.1如何避免加工偏心对精度偏心的影响
在机械加工工艺中，并不是所有的误差都不可避免的，但是工件偏心带来的误差，是可以避免的，首先工程技术人员要高度重视在加工过程中出现的这种情况，并及时的处理这些误差，从而避免这些误差再次的出现。

例如，在车削薄零件的端面时，技术人员可以用原件粘在平板上，然后准备一个磁力吸盘，并将两个工件放在于吸盘上，将零件断面磨平再取出来。

随后在打磨另一个端面时就以它为基准进行，这样打磨出来的零件不容易变形从而导致产生误差。

机械加工必须要有准确的定位基准，且要使用正规的几何要素。

如果使用不正规的几何作为基准，也会使工件在加工的过程中产生偏心，即夹具定位和工件的定位误差。

6改善机械加工对精度的完善过程
6.1合理加工工艺流程图
提高加工工艺的加工精度的关键因素之一是设计出完善的加工流程图。

设计人员在设计过程中必须综合考虑各种因素，尽量在不影响正常加工的基础上缩短工艺流程。

在合理的加工工艺流程图的指导下，对零件进行机械加工，可以节约生产周期和生产成本，又能减少对加工精度不利的影响因素，可以提高
质量的产品。

6.2完善加工工艺系统
在加工工艺系统中，每个环节在加工过程中产生的误差都会对加工零件的精度产生影响。

完善加工工艺系统是提高加工精度的有效措施。

因此，其余要引进具有国际先进技术水平的加工设备，完善和加强创新机制，鼓励创新新型加工工艺的研制，同时，对使用加工设备进行必要的维修和检测，使之达到最
佳的工作状态，从而提高加工工艺系统。

6.3制定机械加工工艺路线
在进行机械加工之前，应当事先设计好机械加工工艺路线，整理确定加工每一道工序加工零件的尺寸，准备好每一种在生产中可能在用到的工具，夹具，量具。

制定工业路线要注意以下几点；首先优先加工基准面，将加工工艺合理的划分为几个阶段，加工平面完成后加工孔，以此来保证工件的精度。

其次应当选择合理的机械设备，将精加工和粗加工分开进行，将热处理的时间安排适
当等等。

6.4机械加工工艺流程
在机械加工过程中将原材料加工成成品或半成品，最终成为机械成品，机械加工除了对原材料和半成品进行加工以外还包括材料处理，零部件的运输和处理，外表面处理等。

在如今发达的背景下，现代工艺到用较为先进的系统工程学进行组织协调和指导生产，实现机械自动化。

在科学管理下，提高了产品质量和企业效率，使企业在激烈社会竞争中取胜起到积极作用。

本课题的工作经过几个月的不懈努力，目前基本达到了预期的要求，可得到如下结论：（1）影响工件偏心带来的精度误差有刀具，有人为因素，还有材料，以及定为基准，其中工具是对偏心造成最大精度差距的。

（2）在机械加工快速的发展情况下，提升机械加工精度是必须的条件。

（3）合理的选择机械零件加工材料也是一种对于减小偏心的方法。

（4）改变工件偏心的问题，很简单，但是需要精确的计算和基准的定位。

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