在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天,加工精度在機(jī)械行業(yè)也隨著有了更進(jìn)一步的延伸和發(fā)展 ,尤其是高端的科學(xué)技術(shù)發(fā)展,對(duì)機(jī)械設(shè)備元件的精度加劇了相關(guān)加工的需求,因客觀原因的限制,在其實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程時(shí),機(jī)械部件經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不同程度的誤差,針對(duì)本文機(jī)械加工精度的影響以及減小加工誤差的方法做了探討與研究。
科學(xué)技術(shù)在近幾年的不斷發(fā)展,精準(zhǔn)度在機(jī)械加工領(lǐng)域有了更加嚴(yán)格的要求。尤其是在軍工業(yè)、航天、汽車等行業(yè)的逐漸的改進(jìn)和完善,精準(zhǔn)度在很多行業(yè)上有所關(guān)注和提高,加工精度在機(jī)械行業(yè)中也隨著有了更進(jìn)一步的發(fā)展和延伸。
加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。加工誤差指的是他們之間偏離的程度,是零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離數(shù)值,加工精度的高低是由加工誤差的大小所決定的,加工精度主要包含三個(gè)內(nèi)容:1.尺寸精度:尺寸精度指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度,基準(zhǔn)間尺寸誤差與其限制加工工件表面在一定的范圍內(nèi);2.幾何形狀精度:形狀誤差是從整體形狀看待在形狀方面存在的誤差,又稱為宏觀幾何形狀誤差。如圓度、直線度、平面度、圓柱度。3.相互位置精度:相互位置精度指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置精度差別。如平行度、垂直度和同軸度等。原始誤差與加工誤差是相互因果關(guān)系,“因”是指工藝系統(tǒng)誤差,“果”是指加工誤差。正是因?yàn)橛性颊`差的存在,所以零件一定存在著加工誤差。所以影響系統(tǒng)誤差產(chǎn)生是有多方面的因素,引起加工誤差有以下幾方面內(nèi)容。
1.機(jī)械加工產(chǎn)生誤差
1.1.原始誤差
任何零件在加工過(guò)程都會(huì)存在加工誤差,其來(lái)源是由于機(jī)床一夾具一工件一刀具存在誤差;我們把“機(jī)床一夾具一工件一刀具”構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng),稱為工藝系統(tǒng)。也即工藝系統(tǒng)的誤差,是造成零件加工誤差的根源,故稱之為原始誤差。眾所周知,機(jī)械加工工藝系統(tǒng)是由機(jī)床.刀具.工件以及夾具構(gòu)成,其會(huì)有各式各樣的誤差,在不同的工作環(huán)境和條件下,這些誤差通過(guò)各種各樣的方式來(lái)反襯工件的加工誤差。對(duì)于工藝系統(tǒng)的原始誤差來(lái)說(shuō),除了有幾何誤差.定位誤差.調(diào)整誤差.測(cè)量誤差外,還有因受力或受熱變形而帶來(lái)的加工誤差,除此之外,還有工件內(nèi)應(yīng)力重新調(diào)整引起的變形以及原理誤差等。
1.2.機(jī)床本身的幾何誤差
加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)機(jī)床運(yùn)動(dòng)所完成的,因此,工件最后產(chǎn)品的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床本身的精度"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! 機(jī)床主軸是刀具或裝夾工件的基準(zhǔn) ,同時(shí)主軸還能把動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給所有需要加工的工件和刀具 ,因此主軸回轉(zhuǎn)的誤差往往會(huì)直接導(dǎo)致和影響整個(gè)被加工零部件的精度。
1.3.機(jī)床所用刀具本身的幾何誤差
機(jī)床是工件加工成形的重要機(jī)械,工件加工精度在很大程度上取決于機(jī)床及其刀具或夾具的加工性能。任何刀具在切屑過(guò)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。機(jī)床主軸、導(dǎo)軌以及傳動(dòng)鏈的工作性能低于機(jī)床加工的精度影響較大,主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度質(zhì)量,導(dǎo)軌磨損以及傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差是造成機(jī)床精度下降而影響元件加工精度的重要原因。刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。
1.4.定位的誤差
機(jī)械加工時(shí)應(yīng)針對(duì)相關(guān)元件進(jìn)行一定的基準(zhǔn)定位,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。基準(zhǔn)主要有兩大類,分別是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是指在零件設(shè)計(jì)圖上用以確定其它點(diǎn)、線及表面位置時(shí)的基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)主要包括工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)三部分。相對(duì)來(lái)說(shuō),機(jī)械加工過(guò)程中的精度誤差具有不可避免的客觀性,但應(yīng)在最大可能的基礎(chǔ)上將影響機(jī)械加工精度的誤差因素控制在允許范圍內(nèi),從而提高工件加工質(zhì)量和精度,具體措施如下:
2.提高機(jī)械加工精度的措施
2.1.直接減少誤差法
直接減少誤差方式在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛 ,是存查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素直進(jìn)行減少或消除的方法。例如 :細(xì)長(zhǎng)軸的車削 ,由于受力和熱的影響而使工件產(chǎn)生彎曲變形 ,現(xiàn)采用“大進(jìn)給反向切削法”,再輔之以彈簧后頂尖,可進(jìn)一步消除熱伸長(zhǎng)的危害。
2.2.合理利用誤差補(bǔ)償措施抵制消除原始誤差
提高零件加工所使用機(jī)床的幾何精度,提高夾具、量具及工具本身精度,控制工藝系統(tǒng)受力、受熱變形、刀具磨損、內(nèi)應(yīng)力引起的變形、測(cè)量誤差等均屬于直接減少原始誤差。
2.3.就地加工法
在加工和裝配中有些精度問(wèn)題,牽涉到零件或部件間的相互關(guān)系,相當(dāng)復(fù)雜,如果單獨(dú)提高零件部件本身精度,有時(shí)不僅困難,甚至不可能。
2.4.減小工藝系統(tǒng)熱變形的途徑
2.4.1.減少發(fā)熱和隔熱。切削中內(nèi)部熱源是機(jī)床產(chǎn)生熱變形的主要根源。工藝系統(tǒng)中由熱變形導(dǎo)致的誤差也會(huì)對(duì)加工精度產(chǎn)生較大影響,尤其在進(jìn)行精密加工及大件加工過(guò)程中,這種影響會(huì)十分明顯,工件總誤差的40%~70%都是由工藝
系統(tǒng)中的熱變形引起的。為了減少機(jī)床的發(fā)熱,在新的機(jī)床產(chǎn)品中凡是能從主機(jī)上分離出去的熱源,一般都有分離出去的趨勢(shì)。例如采用靜壓軸承、靜壓導(dǎo)軌、低黏度潤(rùn)滑油、鋰基潤(rùn)滑脂等。也可以用隔熱材料將發(fā)熱部件和機(jī)床大件分隔開(kāi)來(lái)。
2.4.2.加強(qiáng)散熱能力。為了消除機(jī)床內(nèi)部熱源的影響,可以采用強(qiáng)制冷卻的辦法,吸收熱源發(fā)出的熱。
總之,機(jī)械加工是當(dāng)前機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),零件加工過(guò)程中,誤差是不可避免的,只有對(duì)誤差產(chǎn)生的各種原因進(jìn)行細(xì)致的分析,采取合理措施減少或消除相關(guān)影響機(jī)械加工精度的誤差因素,是保障機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。