机加工精度的影响因素及提升对策探究

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机加工精度的影响因素及提升对策探究

作者:张磊 王阳 张永刚 来源:《科技资讯》2013年第04期

摘 要:在我国国民经济中机械加工是一项必不可少的重要行业,随着人们生活水平的日益提高,对使用机械的精度要求也日益提高。然而机械加工的精度会受到诸多因素的影响,如一定的几何误差、定位方面的误差、调整方面的误差等。基于此,本文首先分析了机械加工精度的影响因素,然后针对性的提出了相应的解决对策。 关键词:机加工精度 影响因素 解决对策

中图分类号:TH161.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)02(a)-0128-01 机械加工行业是一个国家经济发展的重要支撑,且在人类漫长的发展历史中发挥着不可缺少的重要作用。同时机械加工也是现代工业不可缺少的重要一环,通过机加工制造出的工件和工具,可投入到人们日常的生产、生活中,为生产、生活带来了极大的便利。随着科技的不断发展,人们对机械加工的精度要求逐步提高,因而如何提高机械加工精度已经成为亟待解决的重要课题。

1 影响机械加工精度的相关因素分析

所谓的加工精度,是指零部件在加工时要精确的符合设定的理想参数。在日常生产中,虽然对工件的理想参数进行了设定,但是由于理论与实践之间的偏颇,在实际加工中并不能真正达到与设计参数一样的结果,总会存在一定的偏差,这种误差称为加工误差,提高加工精度是尽可能缩小加工误差的有效途径。 1.1 原始误差

一般来说,机械加工工艺系统由机床、刀具、工件以及夹具组成,在不同环境和加工状态下,加工出来的产品尺寸会存在较大的误差。一般来说由工艺系统造成的原始误差,包括几何误差、定位误差、调整误差、测量误差等,同时还会存在由于受力不均或者温度过高而导致的变形等导致的误差等。 1.2 机床的几何误差

(1)主轴回转运动误差。这种误差是指主轴在实际旋转过程中每个不同瞬间的实际回转轴线与平均回转轴线相比存在一定的变动。这种误差出现的主要因素是:主轴几段轴颈的同轴度存在相应的误差、轴承本身存在相应的误差、轴承之间的同轴度存在相应的误差、主轴绕度存在相应的误差等。当然通过恰当提高主轴及箱体的制造精度,选择高精度的轴承及使用高精度的主轴部件,平衡高速主轴部件,预先紧固滚动轴承等方法,都可以增强机床主轴的回转精

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度。(2)导轨直线运动误差。机床中导轨的主要功能是对不同部件的位置进行固定,同时也是机床运动的基准。导轨本身存在的制造误差会导致原始误差的出现,同时导轨的安装质量以及在运行过程中的不均匀磨损也会导致误差的产生。(3)传动链误差。是指内在相互关联的动链中开始与结束处的传动元件在相对运动后产生的误差。这种误差的产生大都是由于传动链中不同的环节由于制造、装配、使用而产生误差。 1.3 加工过程中存在的误差 1.3.1 工艺系统受热变形导致的误差

在加工时,由于摩擦等机械作业使得机床温度快速提升,从而导致工艺系统变形,降低了加工精度,出现误差。在众多的误差中,由热变形而产生的精度误差几乎占到了所要误差的半数之多。

1.3.2 调整误差

在部件加工时,为了实现加工产品预先设定的尺寸、外形和精度,需要对所使用的工艺系统进行调整,因而不可避免的带来调整误差,尤其是在工艺系统如机床、刀具、夹具和工件毛坯等都一定的情况下,由于工艺系统的调整而产生的调整误差是形成加工误差的主要因素。 1.4 加工后存在的主要误差

部件经过加工后产生的误差主要有以下两种情况:第一是由于工件残余的应力而引发的误差,所谓的残余应力是指在去除外部负荷后还留存在工件内部的应力;第二是由于测量而产生的测量误差,零件加工后,会使用一定的测量方法对其进行测量,而量具的精度以及测量时外部的温度和测量力的状况都会导致误差的出现。 2 机加工精度的提升对策 2.1 减少原始误差

对于原始误差的改善措施,应追溯其产生的原因,从源头处予以解决。因此,应尽可能的提高机床工装夹具和量具的几何精度,并对切削进程中的热变形现象进行适度控制;在加工精密工件时,对于原始误差的改善,应从机床的刚度和精度两方面着手,提高机床自身的刚度和加工的精密度;对于外形轮廓已经加工完毕的工件,对于原始误差的改善,可从以下两方面进行:首先改善刀具在切削时产生形状误差;其次尽量降低由于安装刀具所产生的误差。 2.2 误差补偿法

由工艺系统所产生的原始误差,可使用一定的补偿方法来降低误差所带来的不利影响。一般来说可以通过以下两种方法来弥补,第一是通过人为故意的方式制造出新的原始误差,来冲

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抵原先所存在的系统误差带来的问题,达到缩小误差的目的。第二是使用误差相互抵消的方法,来消除和减少原始误差。 2.3 分化或均化措施

分化或均化方法也可以对原始误差进行改善,而且会获得良好的效果。其中分化是指对正在成长的个体形态,通过采用一定的措施促进其产生变异,而均化是指通过一定的手段将两种或者两种以上的物质形态进行均和。在加工过程中,不同的加工件会存在不同的加工误差,由于误差产生的规律不同,可以测量零件的尺寸变化并进行分组,测定其误差范围,之后再改变相应的位置,从而分散误差,减少误差。对于表面要求较高的加工工件,可以使用比较检测法,先分析和计算出工件表面的不同,之后再进行修正加工,缩小原始误差,或降低原始误差的均值。

2.4 转移原始误差

这种转移原始误差的方法实际上对误差的敏感度进行降低,即将敏感的原始误差转移到非敏感的方向。原始误差对加工产品的加工误差的影响主要和误差敏感方向有关。如果在加工时能够转移加工敏感方向,就可以实现加工精度的有效提升。 3 结语

总之,在机械行业中机加工是其不可分割的重要部分,随着科技的逐步发展以及人们生活水平的不断提高,对于机械加工的精度要求也越来越高。因而在实际的加工工艺中,需要工作人员不断提高工作质量,提高技术和工艺水平,采取相应的对策提高加工的精确度,不断提高产品的质量,以满足人们日益增长的需求。 参考文献

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