摘要:机械加工精度是主要的机械加工质量评价指标之一。在加工机械的过程中,对制造零部件的误差提出了相当严格的要求。诸如加工原理、工艺系统、工件内应力等因素引起的误差,均会降低机械加工精度。为了将以上问题切实解决,则应重点控制机械加工质量,从实际情况出发,认真分析导致误差出现的原因,并采取行之有效的技术措施,适当改进机械加工工艺,进而将机械加工精度有效提高。基于此,本文就机械加工,针对其精度影响因素,探讨了相应的提高措施,仅供参考。
关键词:影响因素;机械加工精度;提高措施
一个机械产品往往由各种各样的零件组合而成,因此,各零件质量既在使用机械产品的过程中发挥着非常重要的作用,又直接影响着机械产品的实际使用寿命。所以,随着中国社会经济的不断发展,各行各业也均提出提高机械零部件精度的要求。然而,在加工生产实践当中,却存在着诸多影响机械精度的不良因素。所以,一直以来,各机械加工公司都在致力于机械加工精度的有效提升。
一、影响机械加工精度的常见因素
1、回转主轴时的误差
在主轴回转中,发生误差会极大地影响机械加工精度。如果在几段主轴轴颈中,同承或轴度间的同轴度等有误差出现,则主轴势必会出现径向主轴回转误差;如果主轴轴肩和轴承承载,这二者的端面对于主轴回转轴线来说,存在垂直度误差,则势必会导致轴向窜动。上述这些均会极大地影响被加工零件的平面度及垂直度等,进而将部件精度有所降低。
2、导轨误差
在机床上,作为各机床部件具体位置关系确定的基准之一,导轨还是机床日常运动的基准。导轨出现磨损不均匀及安装质量问题,均会导致导轨误差出现。
3、传动链误差
在传动链上,传动误差指的是在传动链的内部联系当中,传动元件中的首末两端出现相对运动而引起的误差。这种误差一般是通过传动链中,制造和装配各组成环节的误差和投入使用后的磨损而引发的。
4、几何刀具误差
在进行切削时,均不免会磨损刀具,由此便会导致工件的形状及其尺寸精度降低。
5、定位误差
首先,是不重合基准误差。设计基准是指零件图中,对某表面位置尺寸确定时参考的基准。工序基准是指工序图中,对工序下加工位置、尺寸确定时参考的基准。通过机床加工工件时,要选择诸多工件几何要素来用作定位加工基准,倘若这些定位基准无法与设计、工序基准重合,则便会导致不重合基准误差。其次,是不准确制造定位副误差。在夹具上,一般通过定位元件来确定在夹具中工件的正确位置。有时不重合基准误差与不准确制造定位副误差的方向并不一样,则定位误差为这两种误差的矢量和。
6、受力变形误差
首先,是工件刚度。倘若与夹具、刀具、机床相比,工件刚度较低,基于切削力的作用,这种刚度不足的工件,出现的变形便会严重影响加工精度。其次,是刀具刚度。在表面加工法线方向,外圆车刀的刚度很大,可以忽略不计其变形。但小镗直径的内孔,刀杆具有很差的刚度,受力刀杆的变形则会严重影响孔加工精度。最后,是机床部件刚度。一般由多个零件来组成机床部件,以下因素均会影响机床部件刚度:面接触变形、摩擦力、低刚度零件、间隙等。机床部件刚度降低后,受力后也会影响加工精度。
7、受热变形误差
在工艺系统,热变形往往会严重影响加工精度,尤其是在加工大件机械或精密加工的过程中,这种热变形加工误差几乎占总误差的一半。
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二、机械加工精度的提高措施
1、直接降低原始误差
诸多原因均会降低机械加工精度,在找出加工某个零件出现误差的原因后,便可针对其原因直接处理,以提升机械加工精度。比如,在因工艺系统切削力的作用而导致的误差,则可选用大偏角组切削法,通过该方法能将轴线切削力有效消除,防止受力导致细长轴零件变形。另外,针对受热导致的工艺误差,也可通过合适的方法加以解决,例如,选用弹簧式顶尖车床,增强机床散热能力,保证各机床部分温度均匀稳定等。
2、对原始误差的补偿
人为制造一种新的误差,用于抵消工艺系统中原来的原始误差便是误差补偿法。如果原始误差为负,便人为制造正误差,否则,制造负误差,并尽可能保持两者的大小一样;或一种原始误差被另一种原始误差抵消,也应尽可能保持两者大小一样,且方向相反,进而减少加工误差,将加工精度提高。
3、原始误差的转移
在工艺系统,转移热变形、受力变形、几何误差等的方法便是误差转移法。这种方法具有很多实例,比如,如果机床精度低于零件加工要求,往往可以不一味将机床精度提高,而考虑通过工艺或夹具,来创造条件,将这种几何机床误差向不至影响精度的地方转移。比如,保证磨削主轴锥孔与轴颈同轴度,并不是靠提高主轴机床回转精度,却是通过夹具来保证。如果以浮动的形式,来联接机床主轴和工件,则原始机床主轴误差便被合理转移。
4、原始误差的均分
在进行加工时,因毛坯或上一道工序有误差(即原始误差),则一般本工序也会因此而出现误差。原始误差出现较大的变化时,影响本工序情况一般包括以下两种:①复映误差,导致本工序误差;②扩大定位误差,导致本工序误差。为了将以上问题加以解决,则通过调整分组将误差均分最好不过了。实际上,这种办法是指按原始误差的大小,将其均分成n组,将每组毛坯误差缩小成原有的1/n,再由各组对加工调整。
5、原始误差的均化
研磨工艺常常被应用在高配合精度的轴和孔加工中。一般并不要求研具本身的精度高,但在和工件进行相对运动时,应能微量切削工件,逐渐磨掉高点(同时工件也会磨去部分模具),最终提高工件的精度。在二者表面之间的相互摩擦和磨损中,误差便会不断被减少,以上便是均化误差的方法。这种方法实际上,是通过比较联系密切的表面,从检查和对比中将差异找出,再相互进行修正或以彼此为基准来加工,以不断缩小或均匀化被加工的工件表面。在生产实践当中,很多精密基准件(比如,端齿分度盘、直尺、角度规、平板等)均是通过误差均化法而制造加工的。
6、就地加工
针对部分加工和装配精度问题,往往涉及到部件或零件之间的相互关系,极为复杂,倘若一味地将零、部件自身的精度加以提高,常常既困难,又不可能,但倘若通过就地加工法(即加工自身修配法),便极可能很便捷地将看似极难的精度问题加以解决。在加工机械零件的过程当中,就地加工法常用于有效确保零件的加工精度。
三、结语
综上所述,机械加工精度除了会影响产品质量外,还会直接影响加工单位的形象与信誉。尽管在加工机械的过程中,有诸多因素会不可避免地导致加工误差出现,但操作人员只要从具体的情况出发,准确找出导致加工误差的原因及其影响规律,并及时采取行之有效的预防和优化改善措施,也可以有效控制误差,使其位于在国家规定的范围内,从而将机械加工的精度真正地加以提高,最终将加工机械零件的质量也有效提高。
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论文作者:钟富远
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/13
标签:误差论文; 精度论文; 加工论文; 机械加工论文; 工件论文; 机床论文; 基准论文; 《基层建设》2019年第8期论文;