工艺与误差机械加工

工艺与误差机械加工（共9篇）

工艺与误差机械加工 篇1

0 引言

众所周知, 不同的机械零件对于生产类型、形状、尺寸以及工艺技术的要求存在一定的差异, 一般情况下, 即使是一个普通的机械零件也需要在多个车床上才能加工完成。基于这样的原因, 在对机械产品进行加工的过程中, 往往需要应用一系列的机械加工工艺技术, 并要根据不同机械零件的具体要求, 选出最佳的加工方法与机床, 之后再对加工工序进行正确安排, 严格根据加工工序将机械零件加工出来。

1 简述机械加工工艺

以机械产品的加工数量、加工设备条件、工人的综合素质等实际情况为主要根据, 工艺人员合理选择采用的机械加工工艺技术, 制定工艺加工流程, 并将与机械加工相关的内容制成相应的工艺文件, 即工艺规程。工艺规程不仅是机械加工企业生产准备、计划调度的重要依据以及组织机械产品生产的基本技术文件, 也是扩建与改造加工车间的重要技术依据。不同的机械加工企业, 其实际生产情况、工艺流程也会出现一定的差异性, 基于这样的原因, 工艺流程相对来说具有比较强的针对性。而机械加工工艺流程指的是机械零件的加工制造步骤, 通过进行机械加工, 毛坯的形状、尺寸以及表面质量等就会相应的出现改变, 将毛坯逐渐加工成机械零件的这一过程, 就是机械加工工艺过程。举例说明, 一个普通的机械零件需要以此经过如下过程:从粗加工到精加工、从精加工到装配、从装配到质检再到最后的包装, 这一过程就是该机械零件的加工工艺流程。

机械加工工艺是在机械加工工艺流程的基础上, 改变机械零件的形状、尺寸、相对位置以及性质, 使其成为半成品或成品的过程[1]。而对于每一个机械加工步骤、机械加工流程来说, 都必须具备仔细的说明, 在机械加工工艺环节之中, 机械加工工艺流程是总纲领, 机械加工工艺是详细参数, 工艺规程则根据实际加工情况所制定的加工工艺。

2 机械加工工艺技术的误差及其产生的原因分析

2.1 机械加工过程中所出现的定位误差

在机械产品的生产与加工过程中, 若是机械定位副加工或者是基准定位存在不准确的状况, 就会导致加工定位误差的出现。定位误差是机械加工过程中较为常见、多发的几种误差之一, 也是机械加工工艺技术最基本的一种误差。基于这样的原因, 在将原材料加工成机械产品的过程中, 必须要将准确的机械加工要素当作基准, 并要保障定位基准、所选择的基准两者之间尽可能地重合或一致, 以减少定位误差的出现。可以说, 在机械加工过程中, 定位的精确性与精准度对机械加工质量、机械加工的精准水平起着决定性的作用。基于此, 为确保定位精准、减少定位误差的出现, 必须解决工件定位面、夹具定位原件存在的问题。然而, 若是机械加工设备存在定位误差或者是加工元件的测量数据存在误差, 那么势必会对机械加工产品的质量造成一定的影响。此外, 如果在机械加工过程中应用定位调整法, 极易出现定位副问题, 从而引发基准定位上的问题, 但若是在机械加工过程中应用试切法, 就能有效避免基准误差。

2.2 刀具与夹具存在的几何误差

刀具与夹具均是机械加工过程中必须要用到的加工器具, 因此, 刀具与夹具存在的误差在机械加工过程中也较为常见、多发。首先是刀具存在的几何误差。分析刀具存在几何误差的原因, 发现主要在于以下里两个方面:第一, 任何工具在经过长时间的使用之后都不可避免地会出现一定的磨损, 刀具也不例外, 在经过一段时间的使用之后, 由于受到各种因素的影响, 刀具刀体会出现一定的磨损, 从而其会产生几何误差, 对机械加工产品的精准度产生了一定的影响;第二, 在机械产品的加工过程中, 需要用到各式各样的刀具, 使用的刀具不同, 机械加工产品也会存在一定的差异性, 例如, 在机械制造过程中, 规定尺寸刀具对机械加工工艺技术造成的误差在很大程度上影响着加工零件的精准度, 而普通刀具造成的影响基本上能忽略不计[2]。其次是夹具存在的几何误差。分析夹具存在几何误差的原因, 发现主要在于:夹具在机械加工中如果能够得到合理使用, 就能对加工零件的位置进行准确定位, 然而在实际操作过程中, 因为对夹具的使用规范、使用标准的了解不足、掌握不准确, 导致夹具控制的刀具与机床之间出现了较大的空隙, 从而致使几何误差的出现。

2.3 机床制造误差

在机械产品的生产与加工过程中, 机床一般情况下处于运转状态, 机械运行摩擦过程中, 有很大的可能会出现制造误差, 制造误差也是机械加工工艺技术最为常见的一种误差。根据出现部位的不同, 可以将机床制造误差分为传动链误差、导轨误差以及主轴运转误差等类型, 这三种类型是最为常见的, 且均会直接影响机械加工产品的质量与精准度[3]。首先是传动链误差, 在机械产品的加工过程中, 机床上的传动链主要是在机床运转中起传递能量的作用, 然而, 传动链两端所连接的传动机存在运转速度不一致的情况时, 其在机械运动中不仅会磨损链条, 还会对传动机造成一定的损坏, 当传动链、传动机出现磨损, 势必会导致传动链两端出现差距, 进而造成机械加工产品出现一定的误差;其次是导轨误差, 导轨状态良好是机床能够正常运转的前提条件, 也是确定机床所有部件位置的标准。然而, 若是在安装导轨的时候存在质检不合格的状况或者在导轨使用过程中操作不当而导致其出现了磨损, 那么就极有可能导致导轨误差的出现[4];最后是主轴运转误差, 通常情况下, 如果主轴在运转的过程中出现运转量不稳定、运转速度不稳定的问题, 就极有可能导致机械设备产生磨损, 进而使主轴的实际运转数据与主轴的设计运转数据出现一定的差异, 这就会直接导致主轴运转误差的出现, 严重影响机械加工产品的质量与精准度。

2.4 工艺系统的变形误差

在机械产品的生产与加工过程中, 相比较于刀具、夹具等加工器具, 工艺系统中存在的工件的强度相对而言较低, 工艺系统变形误差的发生, 主要是机械加工产品本身所具备的性能所造成的。也就是说, 如果机械加工产品本身容易发生变形、强度非常低的话, 就会对机械加工工艺系统造成严重的影响, 从而导致工艺系统变形误差的出现[5]。例如, 当在内圆磨床上进行机械加工的时候, 切入磨床内孔的过程中, 选择应用横向切入法, 此时, 在外力的作用下内圆磨头主轴出现了变形, 那么利用其磨出的孔不可避免地会出现一定的误差 (如图1所示) , 从而严重影响机械加工产品的质量;再如, 在进行车削细长轴的过程中, 若是加工工件本身就存在强度非常低的情况, 那么在切削力作用之下, 其就极易出现变形问题, 从而导致变形误差的出现, 严重影响机械加工产品的质量 (如图2所示) 。总而言之, 在机械产品的生产与加工过程中, 材质不同、机械切削力不均等因素, 均有可能导致机械加工工件出现弯曲变形, 从而造成工艺系统变形误差的出现。

3 减少机械加工工艺误差、提高机械加工精度的有效措施

3.1 机械加工过程中应当遵循的原则

在机械产品的生产与加工过程中, 安排加工顺序的时候, 必须遵循如下几项基本的加工原则, 即“基准先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等。与此同时, 在基准方面上, 应尽量选择多表面加工的基准, 以确保各加工表面具有良好的位置精度, 减少出现定位误差的可能性, 此外, 应当使设计基准、定位基准尽可能地重合, 以减少基准不重合误差出现的可能性。在机械产品的生产与加工过程中, 应当严格遵循相应的原则, 在“基准先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等原则的指导之下, 尽可能地减少机械加工工艺技术误差, 提高机械加工的精度。

3.2 采取有效的措施, 尽量减少机械加工工艺过程中出现的直接误差

在机械产品的实际生产与加工过程中, 一些机械加工工艺误差完全能够通过良好的前期准备而做到事先避免的, 基于这样的原因, 在实际机械加工与生产过程中, 必须采取有效的措施, 尽量减少机械加工工艺过程中出现的直接误差。工作人员专业技能上的不足或责任意识不强, 就有可能导致各种误差的出现, 从而会对机械加工工艺的精度产生严重的影响, 基于这样的现象, 工作人员必须找出自身存在的、容易引起误差的因素, 并要致力于提升自身的专业能力与综合素质, 严格遵循相关技术标准的要求, 对机械加工工艺技术进行合理安排, 并要积极采取有效的、合理的措施尽可能地减少机械加工工艺过程中出现的直接误差。例如, 对薄片工件进行加工的过程中, 在磨削工件的两端时, 就可以采取如下措施进行加工:在自然状态下将所有部件用环氧树脂粘强剂粘合在一块表面光滑的平板上, 之后把平板、工件同时在磁力吸盘上固定, 再对其进行打磨, 确定一个端面磨平之后, 使用同样的方法对另一个端面进行打磨, 使用这样的方法, 就可以生产出不易变形、刚度较强的薄片产品。综上所述, 在机械产品的实际生产与加工过程中, 必须采取有效的措施, 尽量减少机械加工工艺过程中出现的直接误差, 最终才能生产出质量良好的机械产品。

3.3 及时补救误差

在机械产品的实际生产与加工过程中, 一些机械加工工艺误差不可避免, 对于这部分机械加工工艺误差, 可以通过采取人为操作方法, 去抵消、补偿原有机械加工系统中存在的误差, 最终减少误差所产生的影响。也就说, 机械加工过程中, 工作人员必须严格根据加工工艺的实际应用情况, 制定并实施有针对性的误差补救对策, 抵消补偿原有机械加工系统中存在的误差, 从而实现对加工误差的有效控制, 确保加工工艺的有效性、准确性。举例说明, 对于机械制造数控机床存在的滚珠丝杆, 可以采取相应的措施适当减小螺距, 在使用滚珠丝杆的时候, 其在热量的影响之下进行拉伸会出现一定的增长, 若是根据标准值进行设计, 反而会出现较大的误差, 而在实践过程中适当减小螺距, 就可以使滚珠丝杆适应机械加工过程中出现的拉伸力, 最终减少误差。此外, 在机械加工工艺的实施过程中, 必须要对相关数据进行仔细、准确的记录, 并要掌握机械加工工艺的相关信息, 为补救误差方法的实施创造良好的资料条件。

4 结语

综上所述, 随着时间的推移、社会的进步以及科学技术的改进, 我国机械加工工业也顺势得到了巨大的发展, 并为促进市场经济的发展作出了突出的贡献。机械加工工艺技术的误差, 在很大程度上限制了我国机械加工工业的健康、持续发展, 因此, 必须采取合理、有效的措施, 减少机械加工工艺的技术误差问题的出现。

摘要：在机械加工过程中, 机械产品的可靠性、耐久性、性能以及质量从一定角度上来看是由机械加工工艺技术所决定的。然而, 机械加工工艺技术的误差, 在很大程度上限制了我国机械加工工业的健康、持续发展, 因此, 必须加强对机械加工工艺技术与误差的重视。本篇论文中, 笔者主要对机械加工工艺技术与误差问题进行了分析与探讨, 以供参考。

关键词：机械加工,工艺,技术,误差

参考文献

[1]李鹤.机械加工工艺技术与误差探析[J].科技展望, 2016 (04) :62.

[2]赵强.机械加工工艺的技术误差问题及对策分析[J].轻工科技, 2016 (02) :61-62.

[3]王秀丽, 魏永辉, 蒋志强, 魏永强.机械加工工艺技术的误差分析及策略分析[J].河南科技, 2015 (24) :52-54.

[4]曹津炼.机械加工工艺技术的误差与原因探究[J].科技与创新, 2015 (03) :142+146.

[5]张媛媛.煤矿机械加工工艺技术的误差及原因分析[J].能源与节能, 2015 (06) :120-121.

工艺与误差机械加工 篇2

刀具误差主要指刀具的制造、磨损和安装误差等，刀具对加工精度的影响因刀具种类不同而定，机械加工中常用的刀具有：一般刀具、定尺寸刀具和成形刀具。

一般刀具（如普通车刀、单刃镗刀、平面铣刀等）的制造误差，对加工精度没有直接的影响。但当刀具与工件的相对位置调整好以后，在加工过程中，刀具的磨损将会影响加工误差。

定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀、槽铣刀等）的制造误差及磨损误差，均直接影响工件的加工尺寸精度。

成形刀具 (如成形车刀、成形铣刀、齿轮刀具等 )的制造和磨损误差，主要影响被加工工件的形状精度，

( 二 )夹具误差

夹具误差主要是指定位误差、夹紧误差、夹具安装误差和对刀误差以及夹具的磨损等。

( 三 )调整误差

零件加工的每一道工序中，为了获得被加工表面的形状、尺寸和位置精度，必须对机床、夹具和刀具进行调整。而采用任何调整方法及使用任何调整工具都难免带来—些原始误差，这就是调整误差。

如用试切法调整时的测量误差、进给机构的位移误差及最小极限切削厚度的影响；如用调整法调整时的定程机构的误差、样板或样件调整时的样板或样件的误差等。

工艺与误差机械加工 篇3

关键词：机械加工工艺；不良影响；处理对策

中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）23-0110-02

机械加工精度除了影响零部件的外观，也会对其使用寿命带来重要影响，因此高精度应该成为加工质量控制的主要内容。加工工艺流程有众多环节，任何一个环节出现问题都会导致零件的精度下降，从而影响后续的生产，主要包括热量、受力等，而要想对这些方面进行准确的把握，就必须掌握零件加工精度的影响因素。对此，本文主要做了以下研究。

1 机械加工工艺产生误差的不良影响

1.1 几何精度的影响

加工过程中出现的细小误差都可能导致几何精度出现，例如加工设备自身的误差以及长期使用磨损带来的误差等。机床误差主要指机床在本身的制造中就存在工艺不良的状况，这也是影响零件加工精度的最主要因素，例如在切割环节时候，可能出现主轴回转误差，而主轴运动的变化使得零件加工的精度也会出现动态的变化，进而使得零件的尺寸等基本信息无法达到预期标准，另外如果控制机件移动时相对位置的导轮出现误差，那么同样会对加工精度带来不良影响。刀具在经历一定的使用后都会出现不同程度的磨碎，因此必然会导致误差的出现，为了保证刀具和零件的相对位置稳定下来，可以采用夹具来对零件进行固定，而夹具也会导致误差产生，主要包括夹具自身的制造误差、磨损误差、定位误差等。

1.2 受力变形的影响

工艺系统的主要组成部分包括工具、工件、机床以及夹具，而在切削加工的过程当中，因为工具切削力会带来影响，因此在夹具的夹压力以及自身重力的相互作用下部件就会出现不同程度的变形，进而改变了加工的几何关系以及刀具和工件的相对位置，同时系统当中的残余应力也会对系统变形带来影响，尤其是工件内部的残余以及切削加工的应力等，并且这些影响因素存在于工件内部，即使没有外部影响也会出现变形。

1.3 温度变形影响

机械加工过程中常因为磨削等高速运作环节导致高温出现，对部件的正常运作带来了诸多的不良影响，对于设备的加工精度也会带来不良影响。热量不同使得热变形的程度也不尽相同。通常情况下刀具、工件、机床是出现温度变形的主要部位。尤其是外观呈细长状的工件对于热变形控制的要求更高，例如在丝杠的制造中，必须進行磨削，而在磨削时其表面温度会不断上升，如果超过可承受范围内，则必然会导致误差出现，另外对工件表面进行铣削时，一个平面的温度与另一平面的温度会因为反差过大导致误差出现，并且在加工冷却之后其平面度的误差会进一步增大。而刀具的热变形主要是因为切削产生的热量导致，在切削过程中刀具在高速的运动中使得开始阶段的变形量急剧上升，而在带到一定的变形度之后趋于稳定。机床是机械加工工艺中不可缺少的部件，主要负责对工件以及刀具运动的控制，在工作状态下切削热以及工件摩擦热会使得机床的温度上升，并且热分布不均匀，而机床内部的结构极为复杂，因此容易出现温度差，改变了机床的几何精度以及部件相互的位置，最终降低了整体的精度。

2 机械加工工艺产生误差的处理对策

2.1 采取有效的精度控制措施

为了掌握部件误差的具体情况，技术人员应该将误差分析进入到系统的各个部件当中。加工过程出现的误差是客观存在的，根据目前技术手段难以完全消除，只能采取控制措施进行纠正。在机床精度要求较高的时候需要依靠补偿控制装置来对误差进行灵活控制，而一些数控机床还可以利用专业软件补偿磨损带来的误差，并且操作简单，只要输入数据就可以实现软件的自动补偿，而一些精度要求不高的机床只需要技术人员手动对补偿螺母进行调节就可以减少误差。

2.2 受力变形的控制措施

降低受力变形的幅度是机械受力变形的主要控制措施，主要可以采取以下措施：①提高系统的刚度，强化其受影响能力。②应减小负荷使得系统外来压力得到控制，防止变形出现。总的来说就是在保证生产效率的同时尽可能的提高系统的刚度，尤其是强度的薄弱点更应该加强。

2.3 温度变形控制措施

目前抑制温度变形的主要方式是使用冷却液，以避免温度呈梯度分布，降低工件的局部温度，从而避免热变形的出现，另外还可以采取误差补偿法来抑制工件的变形，在开始加工之前设置微变形，让随后出现的误差与预设误差相互抵消，从而达到精度控制的目标，另外在各个加工环节的衔接过程中应尽量等散热结束再开始下一环节的操作。刀具的温度变形控制同样可以使用润滑液以及冷却液，从而让刀具快速的完成散热，并控制每一次切割量的摩擦热。机床热变形控制的手段较多，从热源的角度考虑，应该切断热源与机床之间的联系，从而使得机床不会受到热源的影响，当然可以使用润滑剂降低产热。从散热角度看使用冷却液是最为有效的措施。结合机床本身的特质，应该从装备基准入手，使得整个机床的材料结构统一，能够实现均匀的升温，进而避免温度落差导致的误差，还可以在热量较大的部件安设散热装备，让主要受热地区的散热速度与其他部分相同。

3 结 语

综上所述，我国当前机械加工技术正处于飞速的发展阶段，尽管相比从前在机械加工精度方面有了显著的提高，但是目前仍然存在一些技术缺陷，这要求技术人员要不断的提高自身的技术水平，并以创新思维寻求更多的控制误差方式，最终提高机械加工工艺的整体质量。

参考文献：

[1] 王晓峰.有关机械加工精度影响因素探讨[J].工业设计，2011，（11）.

[2] 王国敏.浅析机械加工精度的影响因素及对策[J].经济研究导刊，2010，（26）.

[3] 张万胜.解析机械加工产生的误差[J].赤子，2012，（9）.

[4] 陈年华.机械加工精度提高方法[J].华章，2013，（1）.

探讨机械加工工艺技术与误差 篇4

1 机械加工工艺技术与误差的相关分析

1.1 定位过程

在进行定位操作时,定位副加工制造存在数据不准确的问题,从而导致出现定位误差。一般定位副是由工件定位面和夹具定位元件组成。在制造定位副时,其配合间隙会出现变异现象,也会产生误差问题。因此,合理运用试切法加工操作工件时,则不会出现定位副加工不准确的问题。与此同时,还会出现基准不重合的情况,即定位基准、几个要素中的基准等存在冲突,则会引起定位方面的误差。

1.2 机床制造

在生产制造机床时,可能会出现传动链误差、导轨误差和主轴回转误差。因此,相关工作人员要高度重视,避免机械加工产品受到影响。一般传动链误差是因为传动链长期使用,导致其磨损非常严重,从而使传动链各个原件之间出现相对运动,最终产生误差。与此同时,导轨误差指的是导轨制造、安装和使用时引起的。一般导轨在机床正常工作、相位确定中占据着非常重要的位置,只有减小导轨误差,才能真正保证机床生产制造的稳定性。另外,主轴回转误差指的是实际回转轴线、平均回转轴线之间的差距,它会影响机械零件加工的精确度。

1.3 器具加工

从机械加工的实际情况来看,加工器具中出现的误差是由夹具、刀具引起的,因此,在正确确定加工位置时,夹具发挥着非常重要的作用,需要尽量减少夹具使用过程中出现的几何误差,以达到机械加工工艺标准。与此同时,在使用刀具时,会直接接触煤矿机械加工零件,并导致其被严重磨损,最终影响机械加工原件的形状、尺寸等。另外,刀具、夹具存在的几何误差与它们自身的尺寸、种类、材质等有极大的联系,所以,在合理选择器具时,必须要高度关注工件的加工精度、器具的几何误差等。

1.4 变性加工

在进行机械加工时,部分加工器件的刚度压强和夹具、刀具、机床等的强硬度要求可能存在一定的差异,从而导致机械加工工艺变形,最终出现误差。因此,加工零件和工件的自身情况与标准强度要求不符,会出现机械加工受力不均匀的情况,最终引起变形误差。所以,要全面检查机械工艺加工正式开始前使用的工艺系统,以便更好地降低误差。

2 解决对策

在具体工作中,要加强机械加工人员的技能培训,增强他们的责任意识、管理意识,提高机械加工工艺的精度,在综合分析了各种影响因素的基础上,要确保机械加工工艺技术的合理运用,最终减少误差出现的次数。例如,在细长轴车的切削加工中,合理应用“大走刀反向切削法”可以避免高温引起的变形问题。又比如,在磨削薄片工件的两端时,所有部件的黏合都是用环氧树脂黏强剂来完成的——在自然状态下,将其黏合在一个平滑平板上,可以减小变形程度,提高机械加工产品的刚度。

有的误差是不能避免的,应采取相关措施进行误差补救,以避免机械加工产品出现太大的质量问题。一般情况下,可采取人为操作的方式减小误差,从而降低机械加工工艺中的损失。例如,合理应用滚珠丝杆工艺技术,可以通过减少螺距来减小误差,即在标准值的基础上减小一些螺距,以便更好地减少机械加工产生的拉伸力。因此,需要完整记录机械加工工艺检测时产生的各种数据,以便更好地减少误差。另外,合理利用误差分组可以进一步提高机械加工工艺精度,有效缩小误差范围。所以,要合理分类成品、毛坯的误差与尺寸,以减小误差,合理调整器械之间的位置,最终进一步提高机械加工工艺精度。

3 结束语

总而言之,在进行机械加工操作时,必须严格按照机械工艺流程合理调整机械零件,即大小,尺寸,形状,规格,等等,才能在有机结合相关生产环节的基础上,真正生产出客户所需的产品。这对全面提高机械加工产品的质量有重要的影响。

摘要：在我国市场经济快速发展的情况下,我国机械工业在加速发展,不但促进了机械加工工艺技术的进一步创新,还大大提升了机械工具的使用性能。简要分析了机械加工工艺技术与误差,探讨了机械加工工艺技术与误差的解决对策,以促进我国机械加工业更快、更好的发展。

关键词：机械加工,工艺技术,误差,产品质量

参考文献

[1]李峰.机械加工工艺中的技术误差问题研究[J].山东工业技术,2016(08):4.

工艺与误差机械加工 篇5

关键词：直齿圆锥齿轮；轮齿失效；齿向；折尺；检测

前言

我公司承制生产的直齿圆锥齿轮，主要应用于圆锥破碎机设备。锥齿轮副按一定的传动比传递功率，带动圆锥破碎机中的竖轴、偏心套旋转，形成曲体对矿石物料的挤压作用，使矿石被破碎成规定要求的粒度。因此圆锥齿轮副是圆锥破碎机中重要的工件。在实际工作运行中，圆锥破碎机有时会发生一些不正常的现象：如设备噪音较大、齿面点蚀、齿面交合现象，严重情况会造成应力集中将轮齿折断，出现产品质量问题。上述情况，都是齿轮轮齿失效的形式。为了避免这些失效形式的发生，在加工锥齿轮时完善加工工艺手段及提供科学的检测工具和方法，做好生产过程加工误差控制是保证圆锥齿轮质量的关键。

1.直齿圆锥齿轮加工中的技术测量

圆锥齿轮在加工中，要满足图纸技术要求，采用有效的技术测量手段与标准的量具，有效的减少齿轮的各项加工误差。下面以一心直齿圆锥齿轮为例，对齿轮加工误差产生的原因进行分析。

1.1.直齿圆锥齿轮的结构简图

直齿圆锥齿轮由顶锥角δa，节锥角δ，根锥角δi，顶锥面A和背锥面B，节锥距L及大端直径，齿长L1等构成。

1.2.直齿圆锥齿轮的质量分析与检测

1.2.1.在车床上加工锥齿轮时，保证节锥距L的准确性是不容忽视的，经分析节锥距误差是由顶锥角和背锥角的误差产生的。从几何关系可知，背锥角应等于节锥角，当背锥角产生误差扩大时，制齿时节锥距会发生改变，加工的齿形会出现齿形误差。当顶锥角出现误差时，顶锥面母线不能与节锥距相交与一点，会使齿轮的大端或小端齿顶高产生误差，加工出的齿厚因测量位置的改变而造成齿形误差。

我们知道，齿轮的齿形误差对齿轮副啮合过程中会产生瞬时传动比变化，即齿轮的平稳性较差。因而有效的控制锥齿轮的顶锥角和背锥角是减小齿形误差的重要方面。

顶锥角和背锥角的测量应通过顶锥面和背锥面的夹角α、β进行测量的，由几何关系式得：α=90o-（δa-δ）；β=90o+（δa-δ）。

α角的测量工具可以用万能角度尺测量或专用的锥齿轮角度样板测量，是保证锥齿轮顶锥角和背锥角正确的方法。

1.2.2.制齿过程中，保证轮齿的等分性是非常重要的问题。如果轮齿出现不等分的现象，锥齿轮的周节就会超差。齿轮的周节差值越大，既是轮齿出现了大小牙，锥齿轮副工作的平稳性就越差，轮齿啮合忽快忽慢，形成运动瞬时冲击，从而轮齿表面极易产生点蚀和胶合现象。

控制锥齿轮的周节公差，通常我们使用切线式基节仪，以锥齿轮大端为基准逐齿的进行检测，满足基节的公差要求，保证轮齿等分精度。

1.2.3.锥齿轮制齿时，对齿厚的检测是必不可少的。因为齿厚的公差是根据制齿要求及装配关系和工作中产生高温等综合因素制定的，齿厚超差较大，齿轮副啮合过程中，轮齿间会产生冲击，噪音较大；齿厚没有进差，工作中有可能齿轮出现卡死现象。所有控制齿厚公差也是一项重要的检测内容。

齿厚公差测量，都是采用专用的齿轮游标卡尺，卡尺精度高及测量简单方便。

1.2.4.制齿过程中，锥齿轮的齿向的调整与检测是一项不容忽视的问题。如果齿向偏斜过大，可想而知，接触面积达不到要求，锥齿轮啮合时将形成轮齿的点接触，造成轮齿应力集中，工作时极易产生断齿现象。

由于实际生产对齿轮的齿向没有专用的检测工具，加之设备普遍没有对刀装置，通常情况下采用的是圆规划线法。

2.齿向检测方法

2.1.圆规划线法

划线步骤：

2.1.1.在伞轮大端（或小端）任选相邻三个阳牙，取适当长度a在两侧阳牙划线，交阳牙边线A、B和C、D；

2.1.2.确定⌒AB 、⌒CD 中点01和02，（划圆和阳牙边线相切）；

2.1.3.分别以01和02，适当长为半径划弧，交中间阳牙点为03；

2.1.4.以03为圆心，与一边相切圆半径长划图。

从以上划法可知，如果⊙3与两边都相切，说明齿向正确；如果⊙3与另一边相交或相离，说明齿向偏。

实际生产中齿轮用划线法检测齿向一般需要取2～4处，故繁琐、耗时。

为了解决齿向检测繁琐问题，根据顶锥面和背锥面均由两个正圆锥构成的特点，我们采用一副折尺检测直齿伞轮齿向，既方便、快捷，又准确，使用效果很好。

2.2.直齿伞轮齿向折尺检测法

2.2.1.折尺构造

折尺由长边直尺和短边直尺铆合而成，采用45号淬火（HRC32～42，经平磨，线切割等工序制成，工艺要求长、短直尺20尺寸对贴合面要保证垂直，粗糙度不低于Ra3.2；铆合适度，折叠自如（折尺长短边的长度根据加工产品确定）。

2.2.2.检测原理

我们知道当圆锥轴截面通过圆锥轴线时，其截面为等腰三角形，两腰即是圆锥母线；当圆锥轴向截面不通过圆锥轴线时，有两种情况：

2.2.2.1.轴截面与轴线平行时，其截面是抛物线；

2.2.2.2.轴截面与轴线不平行时，其截面是椭圆。

根据圆锥体这一特点，检测原理如下所示：

将折尺的长边直尺贴合面侧与顶锥的阳牙顶线对齐，即AB重合，轻轻转折短边直尺与背锥贴合，这时透过光隙有两种情况发生。

2.2.2.3.若短折尺与背锥接触无光隙，说明齿向正确，即AC重合。

2.2.2.4.若短折尺与背锥接触的上端和下端有光隙，说明齿向偏差过大，即AC未重合。3.结束语

通过对锥齿轮加工中的问题分析得出结论，降低齿轮副三个精度等级的原因，主要产生于生产制造过程，而齿轮检测工具与手段是非常重要的，对于锥齿轮加工单分齿这一特点，用基节仪控制齿距积累公差，用万能角度尺或样板间接控制顶锥角和节锥角；用折尺控制齿向。实践证明通过这些检测工具在生产锥齿轮过程中，有效地减少了各项误差，保证齿轮的精度。

参考文献：

[1]唐敬修. 渐开线圆柱齿轮的测量[M]. 机械工业出版社. 1984.2

[2]张鸿源. 圆锥齿轮的测量[M]. 中国计量出版社. 1983.1

[3]铣工技术[M]. 国防工业出版社. 铣工技术编写组. 1973.2

[4]机械检查工必读[M]. 机械工业出版社. 天津市第一工业局主编.

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工艺与误差机械加工 篇6

1机械加工工艺的相关概念

机械加工工艺相对于其他工艺来说要复杂的多, 其本身就是一个复杂的加工过程。因此, 在进行机械加工时, 必须要有相关措施来规范工艺, 否则会出现一系列的问题, 而这种约束性的规范就称为工艺规程。工艺规程的定义是技术人员在机械加工时对工艺产品进行规范制约, 即技术人员根据工艺产品的形状或规格等因素来制定一系列的工艺流程, 然后将其制成相关技术文件, 在加工过程中就以此文件为基础进行操作, 这也被称为工艺规范。在机械加工中, 工艺规范文件占了很重要的地位, 其对机械加工起着指导性作用。

工艺规程对整个机械加工来说非常重要, 由于其具有指导性, 因此在实际的操作中就应该以工艺规程为基础而对实际的加工操作作出相应的调整。在调整过后, 产品的相关位置、尺寸等因素也会有一些变化, 但是不能违背工艺规程, 以此形成一个生产环节, 产品经过这个环节之后就会成为一个完整的工艺成品, 这就是机械加工工艺的基本流程。

2加工工艺的误差以及原因

(1) 定位误差及原因。在机械加工工艺中, 加工中的定位误差是比较常见的, 其主要表现在两个方面。第一, 由于基准的重合不准确而导致的误差;第二, 由于定位副加工的准确度不高从而导致的定位误差。由此看出, 在加工机械零件时定位的准确性是非常重要的。

机械加工必须要有准确的定位基准, 且要使用正规的几何要素。如果采用不正确的几何要素来作为定位基准, 则会出现相应的定位误差, 并且所选择的定位基准必须要与设计基准相吻合, 否则会出现基准不重合的现象, 这就是导致基准不重合的主要原因。定位副主要是由两方面组成, 即夹具定位原件和工件定位面, 引起定位副加工不准确的主要原因就是由于定位副制造或定位副间的配合不协调, 使得其间隙发生变化而导致零件发生变化, 从而使定位副加工的准确度受到影响。这种误差一般在调整法加工中出现, 若换成试切法加工会将此误差的出现概率降低。

(2) 制造误差及原因。在机械加工工艺误差中, 由于机床生产的制造误差主要包括三方面, 即导轨误差、传动链误差以及主轴回转误差。所谓导轨是指机床各部分零件位置的基准, 机床之所以能运转, 是因为有导轨的支撑。出现导轨误差的主要原因是由于在使用过程中出现局部磨损、安装的质量不过关等, 从而造成了机床生产制造误差。出现传动链误差的主要原因是传动链在使用的过程中会出现不同程度的磨损, 而磨损后的传动链在运转时就会产生一定的差距, 这样就会导致传动链出现误差。主轴回转误差的产生原因是由于主轴的实际回转线与平均回转线不是一成不变的, 两者之间会产生一系列的变动, 其变动的量就是所谓的主轴回转误差, 该误差的大小直接影响了加工产品的精细度。同时, 产生主轴回转误差的原因还包括了同轴度误差以及轴承运转的磨损程度等因素。

(3) 加工工具的误差及原因。对于机械加工的工具来说其主要有夹具和刀具, 而夹具和刀具的使用误差对加工工艺来说也是比较严重的问题。使用夹具的主要作用是确定加工零件的具体位置, 如果在夹具的使用过程中出现了误差, 则会直接导致加工零件的定位出现偏差。出现刀具使用误差的主要原因是由于刀具在使用过程中会受到各种因素的影响从而出现不同程度的磨损, 而将磨损后的刀具用于加工工艺中则会对产品的尺寸以及形状造成一定程度的影响。因此, 加工工艺中刀具的误差是一个不容忽视的问题。

(4) 工艺系统的误差及原因。在机械加工工艺中, 出现工艺系统误差的主要原因是由于在加工过程中有一些硬度不高的零件会容易变形。而变形后的零件就会促使工艺系统误差的出现, 并且在加工过程中, 切削力的变化、材质不均匀等也会导致误差的出现从而对整个工艺系统造成影响。

3如何降低加工工艺技术的误差

(1) 避免直接误差。在机械加工的过程中并不是所有误差都不能避免, 一些误差是可以被避免的。工程技术人员首先要高度重视在加工过程中所出现的误差, 并及时的处理这些误差, 从而避免这些误差再次出现。例如, 在磨削薄片零件的端面时, 技术人员可以根据以往的经验先将原件粘在平板上, 然后准备一个磁力吸盘, 并将两个工件放于吸盘上, 将零件端面磨平再取出。随后在打磨另一个端面时就以此为基准进行, 这样打磨出来的薄片不容易变形。

(2) 及时处理误差。虽然在加工过程中有些误差能够避免, 但是仍有一些误差是必然的, 若出现了不可避免的误差, 则工程技术人员应立即处理, 从而降低因误差带来的损失。避免误差的主要做法就是人为制造出新的误差, 并利用这种误差来抵消原有的不可避免的误差, 这样才能及时的避免误差恶化。

(3) 利用误差分组法。在机械加工工艺中常用降低误差的方法主要就是误差分组法, 其可以很大程度的降低误差并且提高工艺的精确度。误差分组法顾名思义就是进行分组, 而分组依据是按原件的尺寸和误差的大小进行。这样分组之后会使得每组的准确度大幅度提高, 然后在进行一定的调整, 就可以很大程度的降低所有组的整体误差, 从而使工艺的误差能够大幅度的减少。

4结束语

推动我国机械加工工艺进步的主要因素是工艺的精准度。因此, 工程技术人员在进行机械加工的过程中要高度重视加工工艺的误差, 对于一些能够避免的误差要尽量避免, 切忌粗心大意, 而对于一些不可避免的误差要及时采取相应的措施, 防止误差恶化而使损失更为惨重。只有降低了机械加工工艺的误差才能使我国机械工业更好更快的发展。

参考文献

[1]何七荣.JQM预应力锚固体夹片机械加工质量控制及制造技术研究[D].南京理工大学, 2005.

[2]贾顺.面向低碳制造的机械加工工艺过程能量需求建模与智能计算研究[D].浙江大学, 2014.

[3]冯平.机械加工工艺过程及对零件精度的影响探索[J].硅谷, 2013 (11) :2+7.

工艺与误差机械加工 篇7

1 机械加工工艺技术误差的类型影响

现阶段,机械加工工艺的基础误差主要体现在3个方面,分别是:定位误差、机床制造误差以及加工器具误差。其中定位误差会导致制造的零件产品出现配合变动,即定位副的机械加工出现了误差不准确问题。机床制造误差还可按相关标准分为如下几个类型,即传动链误差、导轨误差以及主轴回转误差等。由于机械加工中的传动链是始终处在运行磨损的状态下,其间的误差会严重影响机械产品制造和装配的过程质量。导轨误差的具体体现是:系统运行肌醇与主要部件的相关位置出现异常,这就降低了机床成形的精度。主轴回转的误差主要体现在平均回转轴线与主轴实际回转轴线的差异,这就会直接影响零件制造的精确性。而加工器具方面的误差,主要体现在夹具和刀具的应用问题。这些机械加工工艺过程的技术误差均会在不同程度上,影响零件加工的尺寸和形状,从而提高了废品的发生率[1]。

2 机械加工工艺的技术误差原因分析

2.1 定位误差原因

造成机械加工零部件出现定位误差的原因是:相关工艺人员没有在实际加工过程中参考定位基准,这就难以选择出正确的几何要素。具体来说,机械加工工艺人员定位的基础与设计基础不一致,就会使基准出现不稳定的误差问题。由于定位副间的配合间隙发生了变动,因此,机械加工工艺的定位副加工就会出现不同程度的误差问题。

2.2 机床制造误差原因

机床制造中导轨误差的发生原因是:机床主要部件的相对位置与运行基准之间存在精度问题。而机械加工工艺中的轴承运转误差和同轴度误差,是导致设备主轴出现回转误差的原因[2]。

2.3 加工器具误差原因

起主要作用的刀具和夹具在使用过程中,由于磨损而导致的加工器具误差,会直接影响机械产品的加工位置。对于夹具来说,磨损问题会导致其使用出现较大幅度的几何误差。而机械加工零件的尺寸精度和形状达不到设计要求,则主要是由刀具的使用磨损造成的。

2.4 零件变形后的工艺系统误差

在对机械零件进行生产的过程中,需要对强度低于夹具、刀具以及机床的产品进行加工,这就使其容易出现形变误差。这里指的形变误差就是机械加工工艺的技术误差。例如,对于镗直径加工内径要求较小的产品零件来说,其发生变形的原因是:加工用的刀杆硬度不大。此外,加工原材料质量不均匀或是加工切削力变化,均是导致零件变形后工艺系统出现误差的原因[3]。

3 控制机械加工工艺技术误差的对策

3.1 误差补偿法

机械加工工艺的技术误差补偿法,就是当误差出现后通过一系列的弥补措施来进行误差纠正。具体来说,误差补偿法主要作用于机械加工工艺中人为因素造成的误差,其能够对技术误差进行抵消和中和,以保证零部件产品对精度的控制需求。例如,在对机械设备滚珠丝杆进行加工的过程中,为避免技术误差对其生产精度的影响,相关建设人员可刻意将丝杆的实际螺距控制在低于标准值的尺寸状态。这样一来,就能抵消预加拉伸力磨损所带来的技术误差。与此同时,在实际的补偿作用时,还能产生一定的正应力,以抵消丝杆受热后产生的丝杆压应力。由此可见,采用误差补偿法进行滚珠丝杆的机械加工,将有效保证标准的螺距尺寸。

3.2 直接减少误差法

在所有控制机械加工工艺技术误差的方法中,直接减少误差法具有操作成本低、操作方法简单易学的特点,这就使其成为了行业内部应用最为广泛的技术误差控制方法。因此,机械加工生产企业应通过不断优化该方法的应用合理性,以提高机械产品的生产效率。首先,在进行具体的操作前,机械加工人员要明确技术误差的产生原因,以找出具有针对性的问题控制策略。其次,在进行直接消除和抵消误差的过程中,加工人员要根据加工零部件以及所处作业条件的实际情况,来进行具体操作[4]。例如,在加工机械细长轴车削时,由于加工原材料具有不耐热和力的特性,这就意味着其工件非常容易出现变形或弯曲问题。因此,机械加工人员可通过采用大走刀反向切削法,来降低细长轴车削构件发生变形或弯曲的程度。最后,机械加工人员在采用直接减少误差法后,还要对零部件本身进行必要的处理,以控制其影响。例如,在对薄片工件的两端面进行磨削加工时,误差控制人员可以将工件和平板连同粘接在磁力吸盘上,以降低技术误差的影响。与此同时,加工人员还要保证工件处于平面磨得光滑状态后,再从磁力吸盘上取出,这就提高方法应用的效率,从而高效解决了薄片夹紧、弯曲以及变形问题所带来的影响。由此可见,直接减少误差法的应用,就是通过遵循“以毒攻毒”的控制策略原则,从而实现了既不影响原有机械加工工序的状态,还大幅度降低了技术误差对零件加工工序的精度影响。

3.3 误差分组法

在对机械产品进行加工的过程中,由于机械部件的尺寸和加工技术均有不同的要求。个别情况下,甚至是其功能要求也不相同。因此,在实际的机械加工过程中,产品生产使用的精度和质量受到了加工工艺以及加工技术的影响。由于目前的市场环境,使得机械加工企业的加工工艺应用处在较为成熟的状态,这就使其能够在整个机械加工环节中做到稳定的精度值。但是在每个小小的加工工序上,尤其是那些半成品的加工技术精度确实太低,难免会出现复映误差或定位误差等误差,从而影响了整个机械加工工序的效率和质量。在这种情况下采用的误差控制技术,通常是需要参考上一工序加工精度或毛坯精度,这是非常浪费时间,而且看不到效果[5]。而误差分组法正是弥补了这种误差控制技术的缺陷,以误差大小为参考标准,将半成品或毛坯尺寸分为若干个组,这样半成品或毛坯尺寸的误差都能得到一定程度的缩小,在借助调整工件与刀具的相对位置或调整定位元件等技术,降低整个工序的误差系数。由此可见,采用误差分组法进行机械加工产品的加工,能够在明确其工艺方面、工程方面以及应用技术方面的要求状态下,控制加工工艺的技术误差。

4 结论

综上所述,机械加工工艺的技术误差会使零部件的加工缺乏精准性,这就会对工业的可持续发展建设带来一定影响。因此,相关工作人员应在明确定位、机床制造以及加工器具等技术误差的影响和出现原因的基础上,找出控制其加工误差影响的措施方法,以提高机械零部件加工工艺的应用效果和作用价值。具体可采用误差补偿法、直接减少误差法以及误差分组法,来降低技术误差所带来的影响。

参考文献

[1]赵强.机械加工工艺的技术误差问题及对策分析[J].轻工科技,2016(2):61-62.

[2]李峰.机械加工工艺中的技术误差问题研究[J].山东工业技术,2016(8):4.

[3]田浩.机械加工中的误差控制技术分析[J].山东工业技术,2016(10):236.

[4]孟华峰.机械加工工艺技术与误差分析[J].煤炭技术,2011(8):18-19.

机械设计与加工的误差分析 篇8

随着社会的发展, 人们对机械产品的精度要求越来越高, 而降低机械产品的加工误差是提高产品质量和性能的直接途径。在实际的工业生产中, 每个零件的生产都是由各种类型的机床连续生产完成的, 又因为各个零件的尺寸、形状、规格和技术要求都不相同, 所以在加工过程中难免会出现各种类型的误差。如何降低这些影响产品质量与性能的误差呢?本文将从机械设计和加工两个方面对如何降低误差进行研究。

2 机械设计与加工的误差分析及降低措施

2.1 机械设计与加工的误差分析概述

一个零件从设计到加工直至成型要经过三个阶段, 第一个阶段是机械设计阶段:一个零件的设计不仅仅是形状的设计, 还要考虑使用什么样的材料, 如何进行加工, 加工过程中会产生什么样的变化等等, 这些都影响着零件的误差;第二个阶段是机械加工阶段:加工过程是产生误差的最主要过程, 影响零件误差的因素有加工设备误差, 加工工艺误差, 测量误差等;第三个阶段是检测阶段:零件完成后要进行质检, 不合格的产品将进行报废处理, 检测的工具、检测方法和检测人员的素质都影响着零件的误差。

2.2 机械设计的误差分析

在机械设计过程中, 要考虑到零件的误差, 为了降低零件的误差, 在机械设计过程中需要注意三个方面的问题:首先是机械零件的材料选择问题, 机械零件的材料要满足其使用性能、工艺性能和经济性能;其次要选择合适的加工方法, 加工方法的不同, 机械零件的物理性能也不一样, 比如零件的毛胚是采用铸造, 还是锻造, 采用何种热处理方式, 这些都将影响机械零件的加工误差和机械的内应力, 最终影响机械零件的使用性能;再次要考虑零件的可加工性, 将零件的形状设计成易于加工的类型, 将精度要求高的位置与精度要求低的位置区分开, 使零件在满足要求的情况下尽可能的降低产生误差的可能。总体来说, 设计与加工是相辅相成的, 必须结合零件的加工工艺区设计, 绝不能脱离加工单纯去设计, 那样设计出来的零件必然是造价高且无实用意义的模型。

2.3 机械加工的误差分析

虽然机械设计中会产生一小部分因各种原因造成的误差, 但最主要的误差来源是机械加工, 机械设计可以通过形状等的改变对加工误差进行一定程度上的补偿, 下面本文对机械加工中的误差产生的几个主要原因进行分析:

2.3.1 机床自身运转的制造误差

机床本身也是一种机械, 其性能随着使用寿命的增长会产生一些误差, 主要包括主轴回转误差、导轨的位置误差、传动链的传递误差, 其中主轴的回转误差是指主轴的实际回转轴线与其理论回转轴线之间的变动所产生的误差, 对回转件的加工精度起到很大的影响, 零件的同轴度、挠度、圆跳动等都受到很大的影响;导轨的位置误差来源于两个方面, 一是导轨的安装误差, 二是导轨自身的制造误差和长时间使用的变形误差, 导轨的位置是机床运转的基本依据, 其位置误差极大的影响着零件的加工;传动链是整个机床运转的能量传递体系, 传动出现误差将影响机器的相对运转, 链条与机器传动件之间的摩擦等, 也是影响机械加工的主要误差原因之一。

2.3.2 机床用具的误差

机床的用具分为两种, 一种是刀具, 刀具在使用过程中不可避免的出现自身的磨损, 从而导致零件出现误差, 不同的机床使用的刀具不一样, 对零件的误差造成的影响也不一样, 总体来说, 一般的刀具对机械加工的误差是极小的, 另一种是夹具, 机床夹具是机械加工的必须辅助设备, 主要用于控制刀具、零件和机床的位置, 所以它产生的误差要远远大于刀具。

2.3.3 机械加工过程中的定位误差

机械加工中的定位误差主要出现在基准点不重合和定位副本身存在误差两个方面。在机械零件加工过程中, 必须有精准的基准点, 一般与设计中的基准点重合, 若选用的基准点与设计基准点不一致, 就会产生较大的误差;定位副是工件的基准面与夹具的定位面组成, 若夹具的定位面制造不精确或粘有杂物, 就会产生较早的制造误差。

2.3.4 加工过程中的系统误差

在机械加工过程中, 如果工件材料的刚度低于机床或机床用具的刚度, 工件就会因为切削力的作用而变形, 从而导致误差。这种误差是可以避免的, 机械设计人员应该一开始就考虑到, 对加工工艺进行一定的限制。

2.4 降低误差的措施

要降低零件的误差需要从三个方面着手:一是减少加工中的直接误差, 对机械加工中可能出现的误差进行削弱或消除, 可以在设计时对这部分误差进行考虑, 或者加工时选择合适的机床和夹具;二是对避免不了的误差进行补偿, 即根据已知的误差量, 通过添加原料或加工尺寸留下余量 (原本30mm的尺寸按31mm加工) 等对误差进行弥补。三是对产生误差的零件进行分组使用, 这种误差处理方法较为简单, 也较为经济, 这种方法的原理是对已经加工好的半成品或成品, 将大的误差分为较细微的小的误差段, 根据这些小的误差段对零件进行匹配或进一步的加工, 如加过误差偏大的销就要配一个误差偏大的销孔进行匹配。

除了这些产生误差的因素外, 还有许多其它的因素 (如人为操作因素) 以及相应的措施, 本文因为篇幅关系就不在此一一介绍了。

3 结束语

在机械设计和加工中, 误差是不可避免的一种现象, 然而误差却可以降低或削弱, 本文通过对机械设计与加工中的误差产生的原因进行详细的分析, 提出了相应的预防措施, 或通过设计时进行避免、或加工时进行补偿、或产生误差后进行分组处理, 为提高零件的精度提供了有效的借鉴。

摘要：在机械设计与加工的过程中, 误差是影响产品质量的主要因素, 因此对误差产生的原因和可以采取的措施进行分析显得十分必要, 文章通过对机械在加工过程中的变化规律的分析, 提出了在机械设计和加工中采取合理的措施降低误差。

关键词：机械设计,加工,误差分析,措施

参考文献

[1]冯义连.浅析影响机械零件加工精度的主要因素[J].科教文汇, 2008 (9) :262-264.

[2]翟道美, 易广斌.影响机械工程加工精度的因素分析[J].黑龙江科技信息, 2009 (05) .

工艺与误差机械加工 篇9

关键词：五轴加工,非线性误差,曲面插值,平滑刀轴矢量

针对五轴加工非线性误差分析与控制,众多学者开展了大量研究,文献[1]-[2]阐明了误差产生的原理及采用自适应线性化法来控制;文献[3]-[4]提出通过控制首末刀轴矢量在确定的平面上运动的刀位轨迹控制和刀轴矢量平面插补具体算法来减小非线性误差的产生。以上方法都是基于刀位文件的单一刀路数据来分析的非线性误差,没有考虑复杂理论曲面在三维空间下的信息,必然会影响其计算精度。因此对非线性误差控制有必要进一步研究。

1 非线性误差空间数学模型分析

2 平滑刀轴矢量的非线性误差补偿控制

2.1 插入补偿点

2.2 插补点刀轴方向矢量的确定

3 结语

以风扇叶片为例,设定最大容许误差为0.07 mm,如图1所示水平虚线,采用基于平滑刀轴矢量插入补偿点的补偿控制策略解算非线性误差,补偿控制前,最大误差为0.2 mm,超出了最大容许误差范围;补偿控制后,误差值均在容许范围内。仿真实验结果得出,曲面插值越密,误差越小;基于平滑刀轴矢量插入补偿点的补偿算法能有效减小非线性误差和实现刀轴矢量的平稳变化,验证了该算法的有效性、实用性。

参考文献

[1]杨旭静,周元生,陈泽生,等.五轴数控加工中旋转轴运动引起的非线性误差分析及控制[J].机械工程学报,2012,48(3):140-146.

[2]吴大中.五轴联动数控加工非线性误差控制及后置处理[D].上海:上海交通大学,2007.

[3]耿聪,于东,张晓辉.五轴联动数控加工中的刀具轨迹控制算法[J].中国机械工程,2010,21(24):2904-2909.