機(jī)械加工誤差因素分析
時(shí)間:2022-03-04 10:00:35
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摘要:機(jī)械加工誤差是指零件加工后實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)存在的偏差,參數(shù)差距越小,加工誤差越小,加工精度越高。在實(shí)際機(jī)械加工中,產(chǎn)生加工誤差的因素有很多,如工藝流程、定位、工具使用、內(nèi)應(yīng)力等,因此,對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)基本情況進(jìn)行概述,重點(diǎn)分析導(dǎo)致機(jī)械加工誤差的影響因素,并提出具體機(jī)械加工誤差的誤差控制措施,以期為相關(guān)從業(yè)者提供一定參考。
關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;誤差;工藝流程;誤差分析
機(jī)械加工工業(yè)中,造成加工誤差的因素十分復(fù)雜,由于機(jī)械加工工藝技術(shù)、使用設(shè)備不同,生產(chǎn)出的產(chǎn)品規(guī)格和質(zhì)量也存在很大差別,基本上可分為原始誤差和工藝誤差兩種,原始誤差多為機(jī)械設(shè)備因素,工藝誤差多為人工操作因素,存在較大不確定性,貫穿加工全過程,若想有效提高機(jī)械加工精度,降低機(jī)械加工誤差,就需要從多個(gè)角度進(jìn)行分析,尋找和歸納誤差產(chǎn)生原因、誤差性質(zhì),制定針對(duì)性措施,以解決機(jī)械加工誤差問題。
1機(jī)械加工工藝基本情況
機(jī)械加工工藝流程,是零件或工件加工制造的步驟,主要依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙尺寸、樣式和要求,通過機(jī)械加工方式,對(duì)普通原材料幾何形狀、尺寸、表面質(zhì)量等進(jìn)行加工,使其成為工業(yè)成品或半成品的流程,機(jī)械加工工藝水平高低直接影響產(chǎn)品質(zhì)量[1]。因此,需要嚴(yán)格控制機(jī)械加工工藝流程,在實(shí)際操作時(shí),技術(shù)人員需要明確產(chǎn)品加工方式、加工工藝流程、需要參與的技術(shù)人員等,結(jié)合工廠實(shí)際情況,制定科學(xué)合理的施工方案,最大限度減小機(jī)械加工過程中人員失誤,提高機(jī)械加工精度。此外,機(jī)械加工工藝技術(shù)具有較強(qiáng)針對(duì)性和適用性,不同類型的工業(yè)產(chǎn)品認(rèn)證都有其對(duì)應(yīng)機(jī)械加工工藝,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視這一特點(diǎn),加大機(jī)械加工工藝技術(shù)改革創(chuàng)新力度,制定更為科學(xué)合理的工藝流程和加工方案,提高整體技術(shù)人才業(yè)務(wù)水平,不斷提高機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量,提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭力。
2機(jī)械加工誤差產(chǎn)生因素
2.1機(jī)床制造誤差
機(jī)床是目前機(jī)械加工主要應(yīng)用設(shè)備,在長期應(yīng)用過程中,其部分配件會(huì)產(chǎn)生一定磨損,導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)誤差、傳動(dòng)鏈誤差及導(dǎo)軌誤差等問題,對(duì)機(jī)械加工精度產(chǎn)生影響。其中,主軸回轉(zhuǎn)誤差,指主軸各瞬間實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量,簡單來說就是作為零配件基準(zhǔn)的主軸,一旦發(fā)生磨損,就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)誤差,繼而影響機(jī)械加工精度,產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差的因素有軸承本身誤差、主軸繞度、軸承間的同軸度誤差等[2];傳動(dòng)鏈誤差,是傳動(dòng)鏈?zhǔn)褂眠^程中磨損、各組成環(huán)節(jié)的制造和裝配誤差等導(dǎo)致的,傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的誤差,最終對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量造成影響;導(dǎo)軌誤差,導(dǎo)軌具有控制各零部件位置變化、確定機(jī)床各部件相對(duì)位置的作用,是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn),在機(jī)床實(shí)際使用中,導(dǎo)軌自身制造與安裝質(zhì)量不佳、不均勻磨損等都會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌誤差。
2.2定位誤差
機(jī)械加工中定位誤差主要有定位副制造不準(zhǔn)確誤差和基準(zhǔn)不重合誤差,在進(jìn)行具體定位操作時(shí),定位副制造一般由工件定位面和夾具定位元件構(gòu)成,倘若定位副制造出現(xiàn)誤差,就會(huì)出現(xiàn)機(jī)械零部件變形或松動(dòng),使得機(jī)械加工各部件無法緊密合作,引發(fā)工件最大位置變動(dòng)量,導(dǎo)致定位副制造不準(zhǔn)確誤差;基準(zhǔn)不重合誤差,指在機(jī)床上加工工件時(shí),需要確定工件上某些幾何參數(shù)為加工時(shí)定位基準(zhǔn),倘若與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。
2.3工具使用誤差
機(jī)械加工過程中,工具使用是必不可少的重要內(nèi)容,而且隨著機(jī)械加工工藝技術(shù)的發(fā)展,可使用的工具也愈加復(fù)雜多樣,合理使用機(jī)械加工工具,與提升產(chǎn)品加工效率和質(zhì)量有著十分緊密的聯(lián)系[3]。以刀具為例,在機(jī)械加工過程中,使用任何刀具都會(huì)造成磨損,導(dǎo)致工件形狀和尺寸的變化,不同種類刀具其幾何誤差對(duì)機(jī)械加工誤差的影響各不相同,如一般刀具制造誤差不會(huì)對(duì)機(jī)械加工誤差造成影響;定制刀具誤差將直接影響工件加工精度。因此,為避免工具使用誤差,技術(shù)人員不僅要根據(jù)加工產(chǎn)品選擇對(duì)應(yīng)工具,還要隨時(shí)注意加工工具磨損程度,及時(shí)更換,以保障加工效率和質(zhì)量。
2.4內(nèi)應(yīng)力誤差
內(nèi)應(yīng)力指沒有外力作用而存在于零件內(nèi)部的應(yīng)力,工件一旦產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,就會(huì)處于一種極不穩(wěn)定的狀態(tài),不但會(huì)自動(dòng)向低能位穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變,而且極易引發(fā)形變,繼而使得加工精度難以滿足設(shè)計(jì)要求[4]。在對(duì)這類材料進(jìn)行加工時(shí),內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生主要是由于原材料自身厚度、大小等不同,在加熱環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)受熱不均勻情況,繼而使得材料內(nèi)部產(chǎn)生不同形變量,如,一些細(xì)長型原材料在冷校直工序中,其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致材料出現(xiàn)形變彎曲,對(duì)加工精度造成影響。
3機(jī)械加工中誤差控制有效措施
3.1嚴(yán)格遵守機(jī)械加工原則
為有效控制機(jī)械加工誤差,技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守機(jī)械加工工藝原則,即先主后次、先粗后精,有序開展機(jī)械加工活動(dòng)。一方面,要加強(qiáng)機(jī)械加工管控機(jī)械加工定位基準(zhǔn),減少基準(zhǔn)不重合數(shù)量和頻次,嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行施工,注重機(jī)械設(shè)備、機(jī)床、使用工具等磨損情況檢查,減少技術(shù)誤差;另一方面,重視多表面加工工藝,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求控制定位誤差,深入分析定位誤差產(chǎn)生因素并及時(shí)規(guī)避,以保障加工工藝技術(shù)的可靠性。
3.2合理應(yīng)用誤差分組法
誤差統(tǒng)計(jì)分析法,指在加工零件中抽取一定數(shù)量的零件,利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢查,對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,從中尋找規(guī)律性和加工誤差產(chǎn)生原因,以制定針對(duì)性解決措施。誤差分組法是基于誤差統(tǒng)計(jì)分析制定的一種解決措施,在實(shí)際機(jī)械加工過程中,為有效控制生產(chǎn)過程中誤差產(chǎn)生,可以采用誤差分組法,將加工原材料或半成品按照誤差進(jìn)行分組,分別對(duì)每個(gè)小組進(jìn)行施工,從而減少誤差產(chǎn)生,也能避免對(duì)其他加工環(huán)節(jié)造成影響,具有及時(shí)發(fā)現(xiàn)、分解和處理加工過程中差錯(cuò)的優(yōu)勢(shì),對(duì)提升機(jī)械加工精度,保障企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義。
3.3采用適宜誤差補(bǔ)償處理
在現(xiàn)階段機(jī)械加工工藝中,雖然有些誤差很難避免,但可以通過一些補(bǔ)償措施降低誤差影響,提升機(jī)械加工質(zhì)量。誤差補(bǔ)償法就是通過人為制造一些新的原始誤差,以抵消原有工藝系統(tǒng)中的誤差,使兩者大小相等、方向相反,從而達(dá)到抵消誤差的效果。例如,補(bǔ)償式機(jī)械加工方式,對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面精準(zhǔn)測(cè)量,獲取詳實(shí)詳細(xì)的參數(shù)信息,結(jié)合前期加工數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,再利用數(shù)據(jù)信息比對(duì)方式精確計(jì)算出機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的實(shí)際誤差值,將其傳輸至數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中,從而對(duì)機(jī)械加工誤差進(jìn)行補(bǔ)償,具有操作便捷、效果明顯的優(yōu)勢(shì)。
4結(jié)語
在機(jī)械加工工藝中產(chǎn)生誤差是不可避免的,在機(jī)床制造、定位、工具使用、內(nèi)應(yīng)力等方面均有體現(xiàn),嚴(yán)重影響機(jī)械加工精度和質(zhì)量。因此,相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)重視機(jī)械加工誤差,深入分析誤差產(chǎn)生原因,并以此制定科學(xué)可行的控制措施,通過嚴(yán)格遵守機(jī)械加工原則、合理應(yīng)用誤差分組法、并采用適宜誤差補(bǔ)償處理等措施,降低機(jī)械加工中誤差及影響,避免對(duì)企業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失,繼而加快推進(jìn)我國機(jī)械制造工業(yè)發(fā)展。
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作者:唐永忠 單位:桂林電子科技大學(xué)