刀具误差和调整误差的基本含义及其对加工精度影响的例证分析 摘要： 刀具的制造误
差、安装误差以及使用中的磨损，都影响工件的加工精度。 刀具在切削过程中，切削刃、刀面与工件、切屑产生强烈摩擦，使刀具磨损。当 刀具磨损达到一定值时，工件的表面粗糙度值增大，切屑颜色和形状发生变化， 并伴有振动； 还有零件加工的每一个工序中， 为了获得被加工表面的形状、 尺寸 和位置精度， 总得对机床、 夹具和刀具进行这样或那样的调整， 任何调整工作必 然会带来一些原始误差。 刀具误差和调整误差将直接影响切削生产率、 加工质量 和成本。
中心思想： 刀具误差和调整误差将直接影响切削生产率、加工质量和成本。 关键字：加工精度 刀具磨损 调整 刀具误差 调整误差 生产率 加工质量 成本 中图分类号： TH161+.5
英译： The production error of tool angel and setup error and the abrarion in the use, all effect the transform accuracy of work piece. The tool angel is in the process of slicing to pare amid, slice to pare blade, knife surface and work piece, borings to
generate strong friction, make tool angel wear away. When the tool angel abrarion hits a certain value, the roughness value increase, borings color and shape of work piece take place to change, and the companion has a vibrating; In each sequence that still there is kit transform, by way of acquisition drive the transform superficial shape, size and location accuracy, have to carry on this the engine bed, fixture and tool angel or tune like that, any tune operate by all means will bring some original errors. Tool angel error and tune error will directly effect to slice to pare productivity and process mass and cost.
正文： 工艺系统中的各组成部分，包括机床、刀具、夹具的制造误差、安装误差、 使用
中的磨损都直接影响工件的加工精度。 也就是说，在加工过程中工艺系统会 产生各种误差，从而改变刀具和工件在切削运动过程中的相互位置关系而影响零 件的加工精度。 以下我们讨论 刀具误差和调整误差的基本含义及其对加工精度影 响和措施。
一、刀具误差的基本含义及其对加工精度影响
刀具的制造误差、 安装误差以及使用中的磨损， 都影响工件的加工精度。 刀 具在切削过程中，切削刃、刀面与工件、切屑产生强烈摩擦，使刀具磨损。当刀 具磨损达到一定值时， 工件的表面粗糙度值增大， 切屑颜色和形状发生变化， 并 伴有振动。刀具磨损将直接影响切削生产率、加工质量和成本。
在精密切削时， 通过精密刃磨获得足够的刀具锋利度是至关重要的。 由切削 原理可知， 刀具的刃口质量直接影响微量切削的获得。 无论是采用精密车削、 精 密磨削、研磨、 超精研等加工方法中的何种方法， 加工时所能去除的金属层的最 小极限厚度主要取决于刀具或磨粒的刃口钝圆半径。
选择可以使切削刃口钝圆半径小的刀具半径小的材料， 对刀具刃口进行精细 研磨，提高刀具淬火硬度，均有利于实现微薄切削层加工，从而获得高的尺寸精 度。对于精密磨削加工而言，除选择适当磨料、粒度和硬度的砂轮外，砂轮的精 细修整也非常重要。
刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具（例 如钻头、铰刀、键槽铣刀、圆拉刀等）加工时，刀具的尺寸误差和磨损将直接影 响工件尺寸精度。采用成形刀具（例如成形车刀、成形铣刀、齿轮模数铣刀、成 形砂轮等）加工时，刀具的形状误差和磨损将直接影响工件的形状精度。 即使没 有制造和刃磨误差，但在安装时有误差，也会影响加工表面的形状精度。 对回转 体成形表面加工，成形刀具的安装应保证刀具成形刃口所在平面必须通过被加工 工件的轴线，否则将会引起工件的形状误差。对于一般刀具（例如车刀、健刀、 铣刀等），其制造误差对工件加工精度无直接影响。
刀具的磨损分三个阶段：①初期磨损阶段
② 正常磨损阶段 ③ 急剧磨损阶段
第一阶段：
金属磨合、精磨合阶段。采用特殊工艺，人为控制将金属表面凸出部 分磨平。凹处补齐，使接触面积加大。光洁度提高。达到减少金属磨损目 的，可以使汽车节油，设备节电。 第二阶段：
金属磨损稳定阶段。在这个阶段金属磨损极少，磨损量与润滑油、负 载、速度、温度等条件有关。 第三阶段：
金属磨损加速阶段。由于磨损量日积月累达到一定程度后，就会发生 振动，温度提高，金属表面剧烈磨损导致另件失效，事故发生。也可以发 生汽车烧机油现象。
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为了提高成形刀具的刃磨和安装精度，可采用光学曲面磨床进行精确刃磨， 通过对刀样板或对刀显微镜，实现成形刀具的精确安装。可选用新型耐磨刀具材 料，合理选用刀具几何参数和切削用量，正确刃磨刀具，正确采用冷却润滑液等,
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图匸9刀具的尺寸磨｝箱切削路程的关系
刀具的尺寸磨扌员量可用下式计算:
1000~
均可减少刀具的尺寸磨损。必要时，还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动 补偿。
二、调整误差的基本含义及其提高加工精度的措施
零件加工的每一个工序中，为了获得被加工表面的形状、尺寸和位置精度， 总得对机床、夹具和刀具进行这样或那样的调整。任何调整工作必然会带来一些 原始误差，这种原始误差即调整误差。
调整方法主要有：
① 试切法调整 试切法调整，就是对被
直加工零件进行“试切-测量-调整-再试切”，
达到所要求的精度。它的调整误差来源有：至 测量误差；微量进给时，机构灵敏度 所引起的误差；最小切削深度影响。
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b)
图541 试切调整
a)楮加工 b)粗加工
② 用定程机构调整 ③ 用样件或样板调整
按标准样块或对刀块调整刀具时，影响刀具调整精度的主要因素有标准样件 本身的尺寸精度、对刀块相对工件定位元件之间的尺寸精度、刀具调整时目测精 度、切削加工时刀具相对于工件加工表面的弹性退让和行程挡块的受力变形等 等。
在机床上实现微量进给，大多通过一套减速机构实现的，一般由蜗杆、涡轮、 行星齿轮、棘轮、棘爪等组成。在微量进给过程中，机构往往会产生爬行现象而 影响微量进给精度。产生爬行的原因在于进给机构中相互运动零件表面之间存在 着摩擦力，其中最主要的是进给系统的最后环节一一机床工作台与导轨之间的摩 擦力。工作台每次爬行的距离L与整个进给机构的传动刚度 K成反比，与工作台 的重量G及静、动摩擦系数卩0和卩之差成正比，即
G( [1 0- [1)
L
K
提高微量进给精度的主要措施有：
① 尽量缩短传动链，减小传动丝杆的长径比，消除各传动元件之间的间隙， 以提高进给机构的传动刚度；
② 采用滚珠丝杆螺母副、滚动导轨副或惊讶螺母、静压导轨，使用性能优越 的导轨材料和润滑油， 以减小进给机构各传动副之间的摩擦力和静、 动摩擦系数 差；
③ 合理布置传动机构的结构布局，防止运动部件受扭测力矩而增大摩擦阻 力;
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刀具误差和调整误差的基本含义及其对加工精度影响的例证分析
