加強機械加工精度有效對策

時間:2022-04-06 11:28:00

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加強機械加工精度有效對策

一、簡要分析機械加工產(chǎn)生誤差主要原因

(1)主軸回轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸各瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產(chǎn)生主軸徑向回轉誤差的主要原因有:主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。

(2)導軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準,也是機床運動的基準。車床導軌的精度要求主要有三個方面:在水平面內(nèi)的直線度、在垂直面內(nèi)的直線度、前后導軌的平行度(扭曲)。除了導軌本身的制造誤差外,導軌的不均勻磨損和安裝質量,也是造成導軌誤差的重要因素。

(3)傳動鏈誤差。傳動鏈的傳動誤差是指內(nèi)聯(lián)系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環(huán)節(jié)的制造和裝配誤差,以及使用過程中的磨損所引起。

(4)刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過程中,都不可避免要產(chǎn)生磨損,并由此引起工件尺寸和形狀地改變。正確地選用刀具材料和選用新型耐磨的刀具材料,合理地選用刀具幾何參數(shù)和切削用量,正確地采用冷卻液等,均能最大限度地減少刀具的尺寸磨損。必要時還可采用補償裝置對刀具尺寸磨損進行自動補償。

(5)定位誤差。一是基準不重合誤差。在零件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據(jù)的基準稱為設計基準。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)的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時,須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準,如果所選用的定位基準與設計基準不重合,就會產(chǎn)生基準不重合誤差。二是定位副制造不準確誤差。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對準確,它們的實際尺寸(或位置)都允許在分別規(guī)定的公差范圍內(nèi)變動。工件定位面與夾具定位元件共同構成定位副,由于定位副制造得不準確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動量,稱為定位副制造不準確誤差。

(6)工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差。一是工件剛度。工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低,在切削力的作用下,工件由于剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大。二是刀具剛度。外圓車刀在加工表面法線(y)方向上的剛度很大,其變形可以忽略不計。若直徑較小的內(nèi)孔,刀桿剛度很差,刀桿受力變形對孔加工精度就有很大影響。三是機床部件剛度。機床部件由許多零件組成,機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方法,目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。變形與載荷不成線性關系,加載曲線和卸載曲線不重合,卸載曲線滯后于加載曲線。

(7)工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差。工藝系統(tǒng)熱變形對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可占工件總誤差的50%。機床、刀具和工件受到各種熱源的作用,溫度會逐漸升高,同時它們也通過各種傳熱方式向周圍的物質和空間散發(fā)熱量。

(8)調(diào)整誤差。在機械加工的每一工序中,總要對工藝系統(tǒng)進行這樣或那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對地準確,因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態(tài)因素時,調(diào)整誤差的影響,對加工精度起到?jīng)Q定性的作用。

(9)測量誤差。零件在加工時或加工后進行測量時,由于測量方法、量具精度以及工件和主客觀因素都直接影響測量精度。

二、提高機械加工精度的具體措施

(1)減少原始誤差。為了提高機械加工精度,需對產(chǎn)生加工誤差的各項原始誤差進行分析,根據(jù)不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決。對于精密零件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形;對具有成形表面的零件加工,則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。(2)誤差補償法。對工藝系統(tǒng)的一些原始誤差,可采取誤差補償?shù)姆椒ㄒ钥刂破鋵α慵庸ふ`差的影響。一是誤差補償法:此法是人為地造出一種新的原始誤差,從而補償或抵消原來工藝系統(tǒng)中固有的原始誤差,達到減少加工誤差,提高加工精度的目的。二是誤差抵消法:利用原有的一種原始誤差去部分或全部地抵消原有原始誤差或另一種原始誤差。(3)分化或均化原始誤差。為了提高一批零件的加工精度,可采取分化某些原始誤差的方法。對加工精度要求高的零件表面,還可以采取在不斷試切加工過程中,逐步均化原始誤差的方法。一是分化原始誤差(分組)法:根據(jù)誤差反映規(guī)律,將毛坯或上道工序的工件尺寸經(jīng)測量按大小分為n組,每組工件的尺寸范圍就縮減為原來的1/n。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具相對工件的準確位置,使各組工件的尺寸分散范圍中心基本一致,以使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小。二是均化原始誤差:此法過程為通過加工使被加工表面原有誤差不斷縮小和平均化的過程。均化的原理就是通過有密切聯(lián)系的工件或工具表面的相互比較和檢查,從中找出它們之間的差異,然后再進行相互修正加工或基準加工。