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提高機(jī)械加工精度的途徑

深圳市科瑞特自動(dòng)化技術(shù)有限公司 ? 2023-07-31 22:31 ? 次閱讀

摘 要:影響機(jī)加工工件質(zhì)量的因素很多,機(jī)床精度和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝是兩個(gè)重要影響因素,著重分析了在修配車間加工過程中,因機(jī)床精度引起的常見加工缺陷及消除方法,并詳細(xì)闡述了提高加工工藝的途徑。

關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;精度;誤差

所謂加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)(尺寸,幾何形狀和相互位置)與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度,他們之間的偏離程度則為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低,加工精度包括如下三個(gè)方面:(1)尺寸精度:限制加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過一定的范圍;(2)幾何形狀精度:限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差,如:圓度,圓柱度,平面度,直線度等;(3)相互位置精度:限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差,如:平行度,垂直度,同軸度,位置度等。在機(jī)械加工中,誤差是不可避免的,但誤差必須在允許的范圍內(nèi)。通過誤差分析,掌握其變化的基本規(guī)律,從而采取相應(yīng)的措施減少加工誤差,提高加工精度。

1 機(jī)械加工產(chǎn)生誤差主要原因

1.1 機(jī)床的幾何誤差

加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過機(jī)床完成的,因此,工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有:主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。(1)主軸回轉(zhuǎn)誤差,機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn),并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具,主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。(2)導(dǎo)軌誤差,導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn),也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。除了導(dǎo)軌本身的制造誤差外,導(dǎo)軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量,也使造成導(dǎo)軌誤差的重要因素。導(dǎo)軌磨損是機(jī)床精度下降的主要原因之一。(3)傳動(dòng)鏈誤差,傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。

1.2 刀具的幾何誤差

刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工時(shí),刀具的制造誤差會(huì)直接影響工件的加工精度;而對(duì)一般刀具,其制造誤差對(duì)工件加工精度無直接影響。夾具的幾何誤差:夾具的作用時(shí)使工件相當(dāng)于刀具和機(jī)床具有正確的位置,因此夾具的制造誤差對(duì)工件的加工精度有很大影響。

1.3 定位誤差

一是基準(zhǔn)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(jù)的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。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(jù)的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí),須選擇工件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位基準(zhǔn),如果所選用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。二是定位副制造不準(zhǔn)確誤差。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對(duì)準(zhǔn)確,它們的實(shí)際尺寸都允許在分別規(guī)定的公差范圍內(nèi)變動(dòng)。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副,由于定位副制造得不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動(dòng)量,稱為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。

1.5 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差

工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響比較大,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(shí)可占工件總誤差的50%。機(jī)床、刀具和工件受到各種熱源的作用,溫度會(huì)逐漸升高,同時(shí)它們也通過各種傳熱方式向周圍的物質(zhì)和空間散發(fā)熱量。

1.6 調(diào)整誤差

在機(jī)械加工的每一工序中,總要對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對(duì)地準(zhǔn)確,因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。在工藝系統(tǒng)中,工件、刀具在機(jī)床上的互相位置精度,是通過調(diào)整機(jī)床、刀具、夾具或工件等來保證的。當(dāng)機(jī)床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達(dá)到工藝要求而又不考慮動(dòng)態(tài)因素時(shí),調(diào)整誤差的影響,對(duì)加工精度起到?jīng)Q定性的作用。

2 提高加工精度的途徑

保證和提高加工精度的方法,大致可概括為以下幾種:減小原始誤差法、補(bǔ)償原始誤差法、轉(zhuǎn)移原始誤差法、均分原始誤差法、均化原始誤差法、“就地加工”法。

2.1 減少原始誤差

這種方法是生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的一種基本方法。它是在查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素之后,設(shè)法消除或減少這些因素。例如細(xì)長軸的車削,現(xiàn)在采用了大走刀反向車削法,基本消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂尖,則可進(jìn)一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。

2.2 補(bǔ)償原始誤差

誤差補(bǔ)償法,是人為地造出一種新的誤差,去抵消原來工藝系統(tǒng)中的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負(fù)值時(shí)人為的誤差就取正值,反之,取負(fù)值,并盡量使兩者大小相等;或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差,也是盡量使兩者大小相等,方向相反,從而達(dá)到減少加工誤差,提高加工精度的目的。

2.3 轉(zhuǎn)移原始誤差

誤差轉(zhuǎn)移法實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)移工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉(zhuǎn)移法的實(shí)例很多。如當(dāng)機(jī)床精度達(dá)不到零件加工要求時(shí),常常不是一味提高機(jī)床精度,而是從工藝上或夾具上想辦法,創(chuàng)造條件,使機(jī)床的幾何誤差轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方面去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的同軸度,不是靠機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度來保證,而是靠夾具保證。當(dāng)機(jī)床主軸與工件之間用浮動(dòng)聯(lián)接以后,機(jī)床主軸的原始誤差就被轉(zhuǎn)移掉了。

2.4 均分原始誤差

在加工中,由于毛坯或上道工序誤差(以下統(tǒng)稱“原始誤差”)的存在,往往造成本工序的加工誤差,或者由于工件材料性能改變,或者上道工序的工藝改變,引起原始誤差發(fā)生較大的變化,這種原始誤差的變化,對(duì)本工序的影響主要有兩種情況:誤差復(fù)映,引起本工序誤差;定位誤差擴(kuò)大,引起本工序誤差。

解決這個(gè)問題,最好是采用分組調(diào)整均分誤差的辦法。這種辦法的實(shí)質(zhì)就是把原始誤差按其大小均分為n組,每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n,然后按各組分別調(diào)整加工。

2.5 均化原始誤差

對(duì)配合精度要求很高的軸和孔,常采用研磨工藝。研具本身并不要求具有高精度,但它能在和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)工件進(jìn)行微量切削,高點(diǎn)逐漸被磨掉最終使工件達(dá)到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過程,就是誤差不斷減少的過程。這就是誤差均化法。它的實(shí)質(zhì)就是利用有密切聯(lián)系的表面相互比較,相互檢查從對(duì)比中找出差異,然后進(jìn)行相互修正或互為基準(zhǔn)加工,使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均。在生產(chǎn)中,許多精密基準(zhǔn)件都是利用誤差均化法加工出來的。

2.6 就地加工法

在加工和裝配中有些精度問題,牽涉到零件或部件間的相互關(guān)系,相當(dāng)復(fù)雜,如果一味地提高零、部件本身精度,有時(shí)不僅困難,甚至不可能,若采用就地加工法的方法,就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機(jī)械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。

結(jié)束語

在機(jī)械加工中,誤差是不可避免的,只有對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析,才能采取相應(yīng)的預(yù)防措施減少加工誤差,提高機(jī)械加工精度。

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