机械加工精度提高探析(共10篇)
机械加工精度提高探析 篇1
引言
机械加工精度是指零件经过加工后的形状、尺寸、表面粗糙度等的实际值与设计值之间的符合程度。加工精度反应在三个方面: (1) 尺寸精度:加工表面与基准件的尺寸误差必须符合设计要求; (2) 形状精度:零件加工表面自身的几何形状误差; (3) 位置精度:零件加工表面与基准之间的相互位置误差。机械加工误差是不可避免的, 但可以通过实际生产经验的总结, 掌握误差变化的规律, 采取合理的措施减少加工误差, 从而达到提高加工精度的目的。
1 机械加工精度的影响因素探析
在机械加工过程中, 对加工精度造成影响的因素有很多, 具体可以分为加工前的误差 (如加工原理误差、机床几何误差、刀具制造误差) , 加工中的误差 (如工艺系统受力变形、工艺系统热变形、磨损误差) , 加工后的误差 (如内应力引起的误差、度量误差) 。在众多影响因素中, 对机械加工精度影响较大的有加工原理误差、工艺系统几何误差、工艺系统受力变形、工艺系统热变形、工件内应力五种因素, 下面对这些因素进行一一分析。
1.1 加工原理误差对加工精度的影响
加工原理误差指在加工过程中采用了近似的成形运动或切削刃轮廓轨迹造成加工后的实际形状与理想形状不完全相符的误差。最典型的加工原理误差是齿轮滚刀加工齿轮造成的两种误差: (1) 切削刃的齿廓轨迹误差。为了减轻制造上的困难, 工业上采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替了齿轮加工原理中的渐开线基本蜗杆; (2) 滚刀的刀齿数有限, 滚刀加工的齿形实际上是一个折线, 与理论上的光滑渐开线存在原理误差。再比如在进行蜗杆加工时, 蜗杆的螺距计算是使用了无理数, 并对其进行了近似分数值简化, 从而造成的螺距误差。在生产中, 加工原理误差是允许存在的, 但必须保证在零件的误差允许范围内。
1.2 工艺系统的几何误差对机械加工精度的影响
工艺系统的几何误差通常包括机床、刀具、夹具自身的几何误差以及在使用过程中的磨损和调整误差, 其中机床、夹具、刀具的自身几何误差是加工之前就已经存在的, 在加工过程中反馈到零件上。
工件的加工通常是通过机床进行的, 机床自身制造精度就决定了工件的加工精度。在实际生产中, 对工件精度影响较大的有主轴回转造成的误差、导轨造成的误差以及机床传动链造成的误差等, 其中主轴回转误差包括主轴的弯曲挠度、同轴度、轴承误差等;导轨误差包括导轨制造误差、导轨磨损、导轨安装误差;传动链误差是由传动链各个环节的制造和装配误差造成的。同样, 刀具和夹具的误差也是由制造误差和安装误差造成的。
1.3 工艺系统引起的误差对机械加工精度的影响
工艺系统引起的误差按照原理不同可以分受力变形和受热变形两种, 前者是指工艺系统加工过程中受到重力、惯性力、切削力等因素的影响产生了变形, 破坏了工件与切削刃之间的位置关系, 从而造成了加工误差, 这种误差通常通过提高接触刚度、工件刚度、机床刚度以及合理利用夹具来减少;后者是指工艺系统受到了外界热源的影响而产生了变形, 影响了工件的加工精度, 工艺系统发生热变形的原因有以下三种: (1) 机床长时间运行成为热源, 而机床结构复杂、散热不均匀使机床各个部位的温度不同, 产生的变形也不同, 最终导致了误差; (2) 工件在加工过程中由于摩擦或其它外因作用变热, 产生了加工误差; (3) 刀具的热容量和体积都较小, 使热量集中在切削部位, 较高的温度对工件造成了影响。
1.4 工件内应力对机械加工精度的影响
工件内应力是指工件的外载荷去除以后, 工件内部仍残存的应力, 主要由于金属内部组织的体积变化不均匀造成。具有内应力的工件是不稳定的, 其内部组织会不断发生变化, 直到内应力消失为止, 在内应力变化过程中, 工件的原有加工精度也会消失。工件的内应力主要是在热加工和冷加工中产生, 如毛坯的铸造残余应力、冷校直中的内应力、切削中产生的内应力等。工件在经过加工过程中因为外界因素产生冷热不均匀, 从而产生内应力, 加工后不及时处理, 内应力逐渐消失, 就会使工件出现变形。在实际生产中通常通过合理设计零件结构、时效处理、合理安排工艺等手段消除内应力。
2 提高机械加工精度的措施探讨
根据上文的分析, 结合实践经验可以得知, 提高机械加工的精度的工艺措施有四种, 分别是直接减少误差法、误差补偿法、误差分组法、误差转移法。
2.1 直接减少误差法
在查明工件产生误差的原因后, 通过某种工艺措施对其减小或消除。如:采用“大主偏角反向切削法”进行细长轴的车削, 可以较好的消除轴向切削力引起的弯曲变形, 如果车床的顶尖采用弹簧顶尖, 还可以有效的消除热变形造成的误差。综合而言, 就是对某具体工件可能产生误差的各方面因素进行具体分析, 针对此工件的加工精度要求, 制定相应的工艺加工方案, 从而达到控制工件误差, 提高机械加工精度的目的。
2.2 补偿误差法
所谓补偿误差就是通过人为的制造一种新的误差, 来抵消工艺系统中的固有误差, 从而达到控制误差的目的。此方法主要适用于原有误差无法通过工艺改良进行控制的情况, 通过制造误差达到正负相抵消的目的。此方法的应用是建立在对机械加工误差全面了解, 并完全掌握其成因的基础上进行的, 否则盲目制造误差会进一步增加误差, 达不到误差抵消的目的。
2.3 误差分组法
在工件加工过程中, 上道工序中的工件误差, 会给本工序造成一定的影响, 如:误差复映造成本工序的加工误差扩大、定位误差造成本工序的位置误差扩大。为了解决这个问题, 在大批量加工工件时, 可以采用误差分组法, 即将上道工序加工后的零件按照误差大小分成N组, 那么每组的误差范围就会缩小到原来的1/N, 然后再各组的误差进行分别调整, 从而达到减小误差, 提高加工精度的目的。
2.4 误差转移法
误差转移法是指通过某种措施将工艺系统中的几何误差、受力变形以及热变形等转移到误差非敏感的方向, 使加工过程的误差对机械精度不会造成影响, 从而达到提高机械加工精度的目的。机械加工误差通常是指其敏感方向的误差, 如加工表面, 只要将误差转移到非敏感方向, 如加工表面的切线方向, 机械加工的精度就会得到很大的提高。
3 结束语
在机械加工的过程中, 误差是不可避免的, 但可以结合具体情况对误差产生的原因进行具体的分析, 并采取合理的对策减小误差, 从而达到提高机械加工精度的目的。文章著者根据多年的工作经验, 对影响机械加工精度的几个关键因素进行了具体的分析, 并提出了提高机械加工精度的措施, 为机械加工领域的发展提供了有效的技术支撑。
参考文献
[1]卢秉恒.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2005.
[2]张全.机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].工具技术, 2007 (08) :70-71.
[3]朱政红, 张春伟.影响机械加工精度的几种因素[J].组合机床与自动化加工技术, 2008 (11) :77-85.
机械加工精度提高探析 篇2
【关键词】机械加工;减少误差;提高精度
绣十字绣的时候,为了绣得准确,绣得形象,绣得逼真,讲究买布要买100%精准印花的。机械加工也一样,虽然达不到100%的精准程度,但也要讲究精度。机械加工中的精度,顾名思义,就是精确程度,精准程度。说得专业一点,就是零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。符合程度越高,精度越高;符合程度越低,精度越低。相反,所谓误差就是零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数不相符合的程度。不相符合的程度越高,误差越大;不相符合的程度越低,误差越小。机械加工中误差是不可避免的,但误差必须在允许的范围内。要尽可能地减少加工误差,尽最大努力提高加工精度。那么,造成机械加工误差的原因有哪些,有没有相应的解决办法呢?
一、主轴径向回转误差
产生主轴径向回转误差的主要原因有:主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。
解决办法:适当提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度。
二、导轨和传动链误差
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面:在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度(扭曲)。除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也是造成导轨误差的重要因素。
传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差,以及使用过程中的磨损所引起。
解决办法:应尽可能地提高所使用机床的几何精度。人为地造出一种新的原始误差,从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差。
三、刀具的几何误差
任何刀具在切削过程中,都不可避免要产生磨损,并由此引起工件尺寸和形状的改变。
解决办法:正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料,合理地选用刀具几何参数和切削用量 ,正确地采用冷却液等,均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
四、工艺系统受力或受热变形产生的误差
1.受力变形误差。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低,在切削力的作用下,工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响比较大。外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大,其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔,刀杆刚度很差,刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。
解决办法:机械加工时,应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度以及刀具的安装误差。
2.受热变形误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大,特别是在精密加工和大件加工中,由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用,温度会逐渐升高,同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。
解决办法:采用安装空调,使用电扇、换气扇等办法达到散热的目的。
五、调整工艺系统产生的误差
在机械加工的每一工序中,总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确,因而产生调整误差。在工艺系统中,工件、刀具在机床上的互相位置精度,是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时,调整误差的影响,对加工精度起到决定性的作用。
解决办法:根据误差反映规律,将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组,每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置,使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致,以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。应认真仔细地做好调整工作,并反复地进行调试,提高准确程度。另外,各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向,则可大大提高加工精度。
六、测量误差
零件在加工时或加工后进行测量时,由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。
解决办法:测量时要尽职尽责,切记疏忽大意。另外测量高精度工件时应采用高精度的量具,而且应该规范测量方法。
为了提高机械加工精度,把误差降到最低程度,需对产生加工误差的各种原因进行分析、研究,然后对症下药,采取相应解决办法,这样就能减少误差,提高精度,保障质量。
参考文献:
[1]朱正欣.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社,1999.
机械加工精度提高探析 篇3
对于机械加工行业来讲, 零件的精度对于零件的质量以及工艺有着重要的影响, 而对于加工的精度来讲则是包含了零件的形状以及相应的尺寸和零件在加工之后的表面粗糙程度三方面的内容, 这三方面的实际值和设计值存在的符合度就是零件加工的精度。可以说在机械加工中产生误差是不能也不可能避免的但是往往可以通过长久的经验总结来最大程度的避免这些零件加工过程中产生的误差。
1 初探机械加工中精度的影响因素
其实在实际的机械加工中影响加工精度的因素是多方面的, 并且存在于各个环节中, 包含加工前环节、加工中环节以及加工后环节, 在加工前环节中可能会出现的误差通常是在加工的原理以及机床的几何以及制造的刀具上, 在加工环节中可能出现的误差通常是在工艺的受力变形以及热变形和磨损上, 在加工后环节中可能出现的误差通常是在内应力以及度量上。而在这些较多的影响因素中最重要的影响因素则表现为以下情况:
1.1 影响因素之加工原理
可以说在加工原理中存在的的误差主要是指采用成形近似运动以及轮廓型切削轨迹而造成的在加工形状在实际与理想形状之间存在较大的差距, 其中集中在两种比较典型误差上, 首先是“轮廓型切削轨迹”型误差, 通常情况下为了使加工制造更加的简便, 基本上在工业中会应用基本的“阿基米德”以及“直廓法向”两种蜗杆。而对这两种蜗杆进行加工的时候实际与螺距产生一定的误差, 原因在于螺距使用无理数计算并且还进行分数值简化。其次是由于滚刀在刀齿数量上非常有限因而对于其实际的加工就是将其改变为折线, 这就与实际上的光滑性“剪开线”在原理上存在了一定的误差。
1.2 影响因素之系统几何
对于系统几何产生的误差主要集中在工艺系统中。通常这样的误差包含了机床上的误差、刀具误差以及夹具误差、磨损误差以及调整误差。在这些误差中机床上的误差以及刀具和夹具山的误差本身就有, 只是在实际的加工环节中体现了出来, 具体来讲, 在零件的加工中一般都是运用机床进行加工, 而机床本身的精度对于后续工件在加工过程中的精度有很大的影响, 起着决定性的作用。除此之外, 还有加工过程中主轴在回转中产生的一定误差, 以及导轨和机床的传动链在使用中产生的误差。而主轴回转产生物产的主要原因是弯曲的弧度与实际产生了差距。
1.3 影响因素之工件内应力
所谓的工件的内应力则是指工件在除去外部载荷之后在内部中依然存在的相关应力, 而这种残存的内应力主要是由于内部的相关金属部件在体积上发生了一定的变化, 产生了不均匀的现象。而如果一旦存在这样的内应力就会使的工件在加工的时候具有不稳定性, 工件内部的相关组织也会逐渐的产生变化一直到将残存的内应力消耗完为止, 而在这个过程中就会使得工件的精度会渐渐的磨损掉。而这种内应力主要是由于冷热加工进而产生, 例如“毛坯的应力”以及“冷校直”应力和“切削”应力等等, 这种冷热的不均匀就会使得内应力产生, 而如果没有进行及时的处理就会使得工件产生一定的变形, 从而产生误差[1]。
2 探析对机械加工精度提高的有效措施
对于有效的提高机械在加工过程中的精度结合以往的相关理论以及实际的经验可以总结出以下几种措施。具体分析如下:
2.1 措施之“直接法”
进行有效的提高机械加工过程中的精度首先要从“直接法”来讲, 所谓的“直接法”就是在对产生的误差进行了原因上的分析研究之后, 利用相关的特殊工艺对误差进行减少或者是消除的方法, 比如可以利用“反向式偏角”的消切方法来对工件的弯曲变形进行一定的调整, 从而恢复工件的正常状态, 也就有效地降低了误差的范围, 或是直接消除了误差。在比如可以利用“弹簧顶尖”来消除车床的受热变形等等误差。可以看出这种“直接法”就是直接对出现的误差进行认真的分析和研究, 然后找出其中能够解决的方法进行直接性质的误差消除[2]。
2.2 措施之“补偿法”
进行有效的提高机械加工过程中的精度除了“直接法”之外, 还可以采用“补偿法”, 而所谓的“补偿法”就是利用一种新的误差来抵消旧的误差的一种方法。具体来讲是通过人为来进行新的误差制造, 通过这个新的误差来有效的控制旧的误差。而这种方法具有一定的针对性, 必须是旧的误差已经没有办法再进行后期的工艺改良。也没有一定的控制办法, 在这种情况下可以通过制造新的误差使得旧的误差消失, 起到一种相互抵消的作用。如果要采用这种“补偿法”, 必须要对相关的机械加工知识有着较为全面的了解, 了解其中的误差原因, 在此基础上才能进行“补偿法”的实施。
2.3 措施之“分组法”
进行有效的提高机械加工过程中的精度还可以采用“分组法”, 而所谓的“分组法”就是在实际的工件加工环节中往往会由于上一个环节中出现的误差使得后续的环节中相继出现误差, 不仅造成加工成本上的提高, 还会造成后续工件加工质量上的问题。而为了较大程度的解决这样的误差, 在进行大量的工件加工环节中可以将上一个环节中已经加工好的零件按照存在的不同的误差值进行不同的分类, 可以依据实际的误差范围分成若干组, 这样就会使得误差相较于原来降低到最小值, 在此基础上在对存在的误差进行研究和相应的调整[3]。
3 结论
综上分析可知, 在实际的工件零件加工环节中, 出现误差是在所难免的, 也是不能避免的事情, 但是可以结合加工环节中的具体情况进行对症分析和研究, 采取相应的有效解决措施, 这样才能真正的将误差降到最低。
参考文献
[1]李顺, 杜磊, 郭忠华.机械加工精度的影响因素及提高措施探析[J].科技创新与应用, 2015 (05) :72.
[2]雷长贵, 李冠效.机械加工精度的影响因素及提高措施[J].科技传播, 2014 (05) :60.
机械加工精度提高探析 篇4
一、影响机械加工精度的因素
(一)机械加工精度定位误差。设计基准一般用于通过零件图来确定零件某个表面的尺寸和位置,基准会直接影响到机械产品的生产加工。工序基准一般用于通过工序图对零件加工前后的表面尺寸进行核查确定,正常情况下设计基准和工序基准相同。在进行机械加工时,一般选用工件的若干几何要素作为基准,如果其定位基准和设计基准不重合,则会因为基准而造成误差。基准的误差量由定位基准和设计基准之间的尺寸变化量决定,因此尺寸变化越大,则误差越大。
(二)工艺系统的几何误差。工艺系统的几何误差体现在加工原理、机床、刀具、调整四个方面。其中的加工原理误差是在进行近似切削刃轮廓加工时形成的,该种误差对机械加工的影响可以控制,因此只要将误差控制在一定范围内,就仍然可以用于机械生产。当机床转动链产生误差或机床主动回转具有误差以后会形成机床整体误差,如果机床导轨导向不准确也会影响机械加工的精度。刀具误差会表现在刀具安装、刀具装夹部制造以及刀具切削三个环节,如果刀具无法具有很好的尺寸精度,则会影响产生的尺寸。刀具和刀刃的形状精度对产品的形状会造成直接影响,但是此种影响不会直接作用于機械产品,而是会产生间接影响。在机械加工过程中,会由于分批加工等原因进行工序的调整,从而使得每批加工的零件都不可能完全相同,因此会因工序调整造成一定的误差。
(三)工艺系统引起的加工误差。工艺系统会因为受力变形或者受热变形从而对机械加工的精度造成影响。工艺系统加工过程中,会因为重力、惯性力等的作用,使得工艺系统因受力造成变形。产生变形以后的工艺系统会对其生产加工造成影响,破坏工件和切削刀之间的位置关系,从而造成加工误差。工艺系统会因为受力点位置改变而影响工件的形状,不均匀的毛坯材料在不同硬度的情况下对切削力的影响不同,因此对工艺系统会造成不同程度的影响,进而产生不同程度的误差。除了以上的影响以外,还会因其他不确定环节的作用力使得工艺系统变形,导致加工误差的产生。
(四)内应力分布引起的误差。工件加工在不受外力的情况下,其自身也会产生内应力。该种内应力会影响工件金属的能位状态,使其处于向低能位转化的状态,以寻求自身的稳定。该种转化过程会使工件发生变形,从而影响工件加工的精度。工件内应力会在热加工和冷校直工序中产生,工件在热处理过程中会因为其自身壁厚的不均寻、冷却不均匀等原因而产生内应力。由于丝杠之类的工件较为细长,因此在经过车削以后其内应力会重新分布,使得工件出现弯曲。
二、提高机械加工精度的方法
(一)减少原始误差。提高机械精度的最基本方法就是减少原始误差,要在加工过程中将夹具、量具、工具本身的梢度提高,并且控制工艺系统在各方面的受力影响,降低其变形的程度。要想使机械加工精度得到很好的提高,就需要对导致误差产生的各方面因素进行分析,根据不同的影响程度和原因制定相应的解决方案。只有将方案措施做到具有绝对的针对性,才能提高误差控制的效果,从而提高机械加工的精度。在对精密零件进行加工时,要从其几何精度、刚度、加工变形等多个方面进行控制,以保证误差控制的效果。在对具有成形表面的零件进行加工时,要对成形刀具进行定时的检查,并检查其安装是否妥当,以减少其对精度的影响。
(二)补偿误差。对于机械加工过程中产生的原始误差,要对其通过补偿从而控制成品的误差。该种方法适用于对原始误差无控制方法可行的情况,该种方法主要包含误差补偿法和误差抵消法两种。误差补偿法即通过人为的操作来制造出一种新的原始误差,通过该种误差来对原先工艺产生的误差进行补偿,从而达到正负相抵的效果。该种方法的应用需要先对误差产生因素有全面的了解,并且能够掌握其成因,从而通过相对的补偿来控制机械加工的误差。误差抵消法即通过对一种原始误差的利用,来实现对原有原始误差或另外一种原始误差的抵消。
(三)分化误差。分化误差主要是通过将原始误差进行分化或均化处理,从而减小工件的误差,提高工件的精度。该应用该方法时,能够对精度要求较高的零件表面进行试切加工,从而逐步实现原始误差的均化。分化误差主要是根据误差反映的规律将工件尺寸在测量后分为N组,此种状态下的工件尺寸范围就缩减为原先的1/N。接着要根据每一组的误差范围情况进行刀具相对工件位置的调整,该过程要保证每一组工件的尺寸分散范围和中心能够保持一致,从而控制工件整体的误差。通过适当使用定位元件来控制上道工序加工误差对机械加工精度的影响,从而将工件尺寸范围控制在一定标准内,这种方法相比较其他精度提高的方法要更加简便可行。均化原始误差的过程就是将加工过程中的表面原有误差进行不断的均化使其逐渐缩小,在此过程中,要对工件或工具的表面进行多次的核对和比较,找出差异之所在,再对其进行修正处理。
(四)转移误差。转移误差即将误差转移到非敏感的方向,使该种误差对加工的精度没有影响。机械加工的误差是由其敏感方向的误差直接造成的,因此在机械加工过程中,只要将误差转移到非敏感方向,就会使加工过程的误差对机械精度不会造成影响。非敏感方向一般是加工表面切线方向,将误差往该方面转移能够使加工精度得到很大的提高。大型机床因其横梁较差,因此在受到重力作用以后容易发生扭曲变形,为了避免这种问题的产生可以在机床的结构基础上添加一根承重附和梁,该附和梁能够起到承受机床自身重力的作用,因此不容易发生扭曲变形,同时也减少了机床加工产生的误差。
(五)就地加工。就地加工即在进行机械加工时,对重要工件的表面在装配以后再进行精加工。一般的工件由于在进行精加工以后再进行装配,因此每一个零件的误差累计会对工件整体造成较大的影响。但是在装配以后再进行精加工则可以从整体上控制误差,使整体的误差最小,从而提高机械加工的精度。在机械加工和装配的过程中,很多零件的相互关系都会影响到精度,并且此中相互关系较为复杂,因此如果只注重提高零件的精度,则无法实现工件整体的精度标准。先精加工再装配的方法不仅不能保证工件的精度,还需要相对较高的成本。就地加工方法较为简便,不仅能够减少操作的难度,还能够提高装配后工件的精度。该种方法的适用范围较广,操作也较为简便,能够避免重复繁琐的操作程序,并且从整体上做到精度的提高。
小结
总之,对于机械加工制造而言,加工出精度合乎标准的工件是其加工的追求目标。在机械加工过程中,影响机械加工精度的因素众多,除了已总结出的方面以外,还有其他不定性因素会对其造成影响。因此在机械生产过程中很难做到完全没有误差,但必须要将误差控制在一定范围内,保证工件的精度合格。
参考文献
[1]王忠建.机加工误差成因及提高加工精度之措施[J].铜业工程,2011(01).
[2]温玉华.机械加工中的误差分析[J].中国石油和化工标准与质量,2011(04).
[3]徐萍.浅谈如何提高机械加工精度[J].甘肃冶金,2009(06).
刍议如何有效提高机械加工精度 篇5
关键词:工件质量,机械加工,影响,精度,误差补偿
1 概述
机械产品寿命以及零件的工作性能的保证是以机械加工质量作为保障的。而加工精度以及工件的表面质量是衡量加工质量的主要指标。但是受到各类因素的影响, 机械加工时工件同刀具之间的位置会发生变化, 因此工件不能达到理想的标准, 人们通过加工精度以及加工误差进行工件同刀具位置是否符合理想要求的标识。
2 加工精度获取方法
(1) 尺寸精度的获取方式主要有三种, 若产品的批量相对较小可以用试切法进行获得;若大批量生产工件则可以用调整法进行获取;若刀具制造相对复杂则可以利用定尺寸刀具法进行获取;而补偿调整的精度测量则可以使用自动控制法。
(2) 形状精度的获得方式主要有三种, 即轨迹法、展成法以及成形刀具法。轨迹法是利用刀尖进行运动, 从而获得实际工件表面形状。而展成法则是利用刀刃包络面获得工件形状。而成形刀具法则是利用了刀刃的形状。
(3) 位置精度的获取方式需要借由夹具精度、机床精度以及夹装精度等予以保证。
3 影响精度的因素
3.1 几何精度的影响
3.1.1 加工原理的误差
加工原理误差是指采用了近似的成形运动或近似的切削刃轮廓进行加工而产生的误差, 如滚齿加工用的齿轮滚刀有两种误差: (1) 切削刃齿廓近似造形误差, 由于制造上的困难, 采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆; (2) 由于滚刀刀齿数有限, 实际加工出的齿形是一条折线, 和理论的光滑渐开线有差异。通过采用近似的成形运动或近似的切削刃轮廓, 虽然会带来加工原理误差, 但往往可简化机床或刀具的结构, 提高生产效率, 有时反而能得到较高的加工精度。因此, 只要误差不超过规定的精度要求、在生产中仍能得到广泛的应用。
3.1.2 机床的误差
此种误差是由于机床受到各类因素的影响而出现的误差, 主要的误差种类可以总结为三种, 即主轴回转误差、导轨导向误差以及传动链误差。
(1) 主轴回转误差。主要是由于加工过程中回转轴线实际的位置同理想的位置没有重合, 发生了一定的偏移, 主轴回转偏移主要有纯角度摆动、径向跳动以及轴向窜动三种形式。而主轴发生回转误差主要受到轴承间隙、轴度和轴承间误差、轴承自身误差、主轴刚度改变、主轴热变形等因素的影响。但实际加工中, 加工方式不同, 则回转精度受到上述因素的影响不同。
(2) 导轨导何误差。工件的相对位置由机床导轨确定, 而导轨误差是影响加工运动基准的主要因素。被加工工件因此受到影响, 而产生误差。一旦导轨发生扭曲, 即前后导轨的水平面、垂直面直线度不同, 就会发生导轨误差, 切削过程中, 工件表面会发生内弯曲或向前凸出。从而影响工件的加工精度。
(3) 传动链误差。主要是机床两端始末传动链元件同工件之间出现相对运动误差造成, 其误差衡量指标主要为元件转角误差进行衡量, 其产生的原因主要有传动元件、装配和磨损。
3.1.3 刀具的几何误差
刀具的几何误差主要有安装误差、制造误差等。对于定尺寸刀具的机械加工中, 工件尺寸精度会直接受到刀具精度的影响。工件形状会受到刀具形状的影响。而刀刃形状在展成刀具加工中, 会直接对工件加工精度产生影响。在一般刀具机械加工中, 制造精度对工件加工精度无直接影响。
3.2 受力变形的影响
在机械加工过程中, 产生的力主要有:夹紧力、中立、传动力以及切削力和惯力等。受到上述力的作用, 加工系统便会产生不同的变形。而变形的出现会改变工件同切削刃之间已经确定的位置关系, 加工误差便会出现。而工艺加工精度受到系统刚度的影响会产生以下几种形式的误差:工件形状受到受力点位置变化而出现的误差;切削力由于毛坯材料的硬度不均而出现变化, 使得系统受力不均, 产生受力变形, 因而出现加工误差;误差复映;在其它作用力的影响下, 某些加工环节会出现手动变形, 因而出现误差。
3.3 热变形的影响
在机械加工中, 各类热源都会影响加工精度, 使得工件产生诸多形变, 因而出现加工误差。在机械加工中, 加工精度受到热变形的影响主要有以下几种。 (1) 机床热变形。这种加工误差是由机床受到热源影响使得机床各部分温升不均, 而机床结构又相对较为复杂, 受到分布不均的热源影响, 各个部件发生热变形, 且程度各异, 使得机床几何精度被破坏, 机床加工精度因此而降低。 (2) 工件热变形。切削热是令工件发生热变形的主要热源, 其次则是外部热源。在机械加工过程中, 加工的方法不同, 工件的结构、尺寸以及材料不同, 则工件的热变形也不相同。 (3) 刀具热变形。切削热是刀具热变形的主要原因, 切削过程中, 虽然切削作用下传递给刀具的热量很少, 但刀具体积相对较小, 而热容量也相对较小, 热量容易集中在刀刃, 因而刀具切削部分很容易在切削过程中发生热变形。
4 提高加工精度方法
(1) 直接法。在生产中较为常用的方式是直接减少误差法。这种方式的应用需要对误差产生原因予以明确, 从而直接消除造成误差的原因, 或者对误差进行降低。例如, 在车削细长轴过程中, 工件受力受热而出现弯曲变形, 那么可以利用大进给反向切削、弹簧后顶尖的方式, 对热伸长危害予以消除。 (2) 误差补偿法。该种方式是通过一种误差去抵消另一种误差, 通过人为的制造误差, 从而令原有加工中的误差消除, 这种方式有益于误差的降低以及加工精度的提高。 (3) 转移误差。该种方式是通过对误差进行转移, 使之不会对加工精度造成影响。主要是对受力变形、几何误差以及热变形等进行转移。例如, 对具有分度或转位的多工位加工工序或采用转位刀架加工的工序, 其分度、转位误差将直接影响零件有关表面的加工精度。若将刀具垂直安装, 可将转塔刀架转位时的重复定位误差转移到零件内孔加工表面的误差非敏感方向, 可减少加工误差的产生, 提高加工精度。 (4) 均分原始误差法。提高毛坯精度或上道工序的加工精度, 往往是不经济的。这时, 可把毛坯 (或上道工序的工件) 按尺寸误差大小分为n组, 每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n, 然后按各组的平均尺寸分别调整刀具与工件的相对位置或调整定位元件、就可大大缩小整批工件的尺寸分散范围。在生产中会遇到这种情况:本工序的加工精度稳定, 工序能力也足够, 但毛坯或上道工序加工的半成品精度太低, 引起定位误差或复映误差过大, 因而不能保证加工精度。 (5) 就地加工法。机床零件装到工作位置上再精加工, 消除误差影响。如牛头刨、龙门刨工作台面装配在自身机床上进行精加工, 以保证对滑枕、横梁的平行度;平面磨床工作台面在装配后作精加工;在机床上修正卡盘平面的平直度, 卡爪的同轴度。
5 结束语
误差是机械加工中无法避免的问题, 在机械加工中应当尽可能的避免误差, 以保证加工工件的质量。在加工过程中, 只有依照实际情况, 分析误差产生的具体原因, 有针对性的采取措施, 减少误差, 以此提高机械加工质量, 确保工件精度, 使得工件误差符合零件加工误差范围, 保证机械加工质量。
参考文献
[1]汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响分析[J].科技信息, 2014 (4) :56-58.
提高机械加工精度的策略分析 篇6
1 机械加工精度的影响因素
在机械加工过程中, 影响其精度的因素有很多, 精度主要是以误差进行衡量的, 误差越大, 精度就越低, 因此必须严格控制误差, 以保证产品的质量。而要控制误差, 就必须知道误差的来源, 在加工的各个环节进行对误差来源进行全面的分析, 以制定控制误差的方法。根据实际工作经验和查阅文献, 将影响机械加工精度的因素分为四个方面。具体为:
1.1 定位误差
1.1.1 基准不重合产生的误差
机械加工中的设计基准是用来通过图纸确定零件某个表面的尺寸大小和位置的, 基准对机械产品的生产加工有直接的影响。设计基准与工序基准在正常情况下是相同的, 在机械加工过程中, 如果其定位基准与设计基准不吻合, 则会造成基准误差。定位基准与设计基准之间的尺寸变化量决定着误差的大小, 尺寸变化越大, 则代表误差越大。
1.1.2 定位副制造不准产生的误差
定位副制造不准确对机械加工的精度也有一定的影响。定位副由工件定位面与夹具定位元件两个部分所构成, 这两部分都会有误差, 因而导致定位副整体产生误差, 由这两部分的配合间隙引起的工件最大位置的变动, 即为定位副制造不准确误差。
1.2 工艺系统的几何误差
其一, 机床误差:包括机床转动链产生的误差、机床主动回转误差以及机床导轨导向不准产生的误差。
其二, 刀具误差:产生于刀具的安装、装夹部制造和切削三个环节。
其三, 调整误差:在机械产品的分批加工过程中, 由于进行工序的调整而使各批次的零件产品有所不同, 产生的误差。
1.3 工艺系统热变引起的误差
工艺系统热变引起的误差包括环境温度的变化、工件受热形变、机床以及刀具等产生的误差。在机械加工过程中, 切割、摩擦会产生增温, 加之高温环境的影响, 使工艺系统温度产生变化, 致使工艺系统中各个部件原有的位置发生改变, 从而导致加工误差的出现。
1.4 内应力分布产生的误差
由工件自身壁厚的薄厚、冷热不均匀等原因产生的内应力引起, 即工件金属自身寻求低能位的稳定所导致的, 金属工件在这一过程中发生变形, 从而对工件的加工精度产生影响。
2 提高机械加工精度的策略
2.1 减小原始误差
减小原始误差在生产加工中应用较为广泛。减小原始误差可以通过以下手段实现:提高机械加工所用机床的几何精度, 提高量具、夹具以及工具本身的精度, 控制由刀具磨损、内应力引起的变形、受热变形、工艺系统受力以及测量等引起的误差。此外, 应深入分析各项原始误差产生的原因, 并对其进行有针对性地处理, 从而有效减小误差, 提高机械加工的精度。如在加工精密零件时, 应尽量提高对所用机床的几何精度和刚度, 并控制加工过程中的热变形。
2.2 补偿原始误差
对于工艺系统中的某些原始误差, 可以采取补偿的方法进行控制, 主要有两种方法:
误差抵消法:即通过利用一种原始误差, 抵消原有原始误差或另外一种原始误差, 但需注意两种误差需要大小相等、方向相反。
误差补偿法:即通过人为操作制造一种新的原始误差, 用以补偿原工艺系统中的误差, 二者仍须大小相等, 方向相反。
2.3 转移误差
转移原始误差就是转移工艺系统的几何误差、热变形误差及受力变形误差等, 即将原始误差从误差的敏感方向向非敏感方向上转移, 因为加工过程中的误差程度与误差敏感方向是密切相关的。转移误差的方法很多, 如机床的精度与零件加工要求不相符, 则可以对夹具和工艺进行处理, 而不是只要求提高机床的精度。
2.4 就地加工
就地加工是针对一些重要的零件表面, 在装配前不对其进行精加工, 而是在装配后, 在其自身的机床上进行精细加工。此法操作简便, 避免了重复繁琐的操作程序, 使用范围较广, 可以从整体上对误差进行控制, 使整体误差达到最小, 从整体上提高机械加工的精度。
3 结语
机械加工追求的目标是加工出符合标准的高精度的工件, 而在加工过程中, 由于影响精度的因素较多, 所以不能做到完全没有误差。但是, 一定要争取将误差控制在要求的范围内, 从而保证加工工件的合格度。因此, 生产实践中必须采取切实有效的误差控制措施, 从而提高加工的精度, 确保产品的质量。
参考文献
[1]吴晓星.对机械制造过程中影响工件表面质量因素的分析[J].技术市场, 2010, (5) :17-19.
[2]黄安莲.对如何提高机械加工精度工艺措施的探讨[J].中华民居 (下旬刊) , 2012, (12) :65-66.
[3]王忠建.机加工误差成因及提高加工精度之措施[J].铜业工程, 2011, (01) :143-144.
浅谈机械加工精度的提高 篇7
1 机械加工产生误差主要原因
1.1 机床本身的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床运动所完成的, 因此, 工件最后产品的加工精度在很大程度上取决于机床本身的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
1.2 机床所用刀具本身的几何误差
刀具本身误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时, 刀具的制造误差会直接影响工件产品的加工精度;而对一般刀具, 其制造误差对工件加工精度无直接影响。夹具的几何误差;夹具的作用是使工件相当于刀具和机床具有正确的加工位置, 因此夹具的误差对工件的加工精度有很大影响。
1.3 定位的误差
1.3.1 设计基准误差
在零件图上用来确定某一尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。
1.3.2 夹具定位基准误差
夹具上的定位元件不可能按设计基准制造得绝对准确, 它们的实际尺寸都允许在国家标准或者企业标准的公差范围内。
1.4 机床等刚度产生的误差
1.4.1 工件的刚度
如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低, 在切削力的作用下, 工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。
1.4.2 刀具的刚度
镗直径较小的内孔, 刀杆刚度很差, 刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。
1.4.3 机床部件的刚度
机床由许多部件、零件组成, 机床的刚度迄今尚无合适的简易计算方法,
1.5 加工系统受热变形而引起的误差
加工系统热变形对工件加工精度的影响比较大, 特别是在精密加工和大件加工中, 由加工系统和工件热变形所引起的加工误差可占工件总误差的40%到50%。
1.6 调整误差
在机械加工的每一工序中, 总要对加工系统进行一些必要的的调整工作。由于调整不可能绝对地准确, 因而在加工过程中会产生调整误差。在加工系统中, 工件和刀具在机床上的互相位置精度, 是通过调整刀具、夹具或者工件等来保证的。当刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又较少考虑动态因素时, 调整误差的影响, 对加工精度起到决定性的作用。
2 提高工件的加工精度的途径
提高工件的加工精度的方法, 大致可概括以下几种:补偿原始的误差法、减小原始误差法、均分原始的误差法、均化原始的误差法、转移原始的误差法、“就地加工”法。
2.1 减少原始误差
这种方法是生产中应用较广的一种方法。它是在查明和分析产生加工误差的主要因素之后, 设法消除或减少主要的因素。例如细长轴的加工, 现在采用了反向车削法, 基本消除和减小了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅以弹簧顶尖, 则可进一步消除和减少热变形引起的热伸长的对加工精度的影响。
2.2 补偿原始误差
误差补偿法, 是人为地造出一种新的误差, 去抵消和减少原来加工系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为制造的误差就取正值, 反之, 取负值, 并尽量使两者大小相等, 相互抵消;或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差, 也是尽量使两者大小相等, 方向相反, 从而达到减少加工误差, 提高加工精度之目的。
2.3 转移原始误差
误差转移法实质上是转移加工系统的几何误差、热变形和受力变形等。误差转移法的实例很多。如当机床精度达不到零件加工要求时, 常常特意要求机床精度, 而是从加工工艺上、夹具等部件上想办法, 创造条件, 使机床的几何误差转移到不影响工件加工精度的方面去。如保证磨削主轴锥孔与其轴颈的同轴度, 不是靠机床主轴的回转精度来保证, 而是靠夹具保证。当机床主轴与工件用浮动联接以后, 机床主轴的同轴度的原始误差就被转移掉了。
2.4 均分原始误差
在加工中, 由于毛坯或上道原始误差的存在, 往往造成其相应工序的加工误差, 或者由于被加工的工件材料性能改变, 或者其上道工序的加工工艺的改变, 引起原始误差发生较大的变化, 会引起下一道工序误差的变化。
解决这个问题, 最好是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为几组, 每组毛坯误差范围就缩小为原来的几分之一, 然后按各组分别做相应的调整加工。
2.5 就地加工法
在加工和装配中有些精度问题, 牵涉到零件或部件间的相互关系, 相当复杂, 如果单独提高零、部件本身精度, 有时不仅困难, 甚至不可能, 若采用就地加工法的方法, 就可能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械部件、零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。
3 结束语
在机械部件、零件加工过程中, 误差是不可避免的, 只有对误差产生的各种原因进行细致的分析, 并采取相应的预防和补偿措施来减少加工误差, 来保证和提高部件、零件的机械加工精度。
参考文献
[1]刘斌.机械精度设计与检测基础[M].国防工业出版社, 2011.11.[1]刘斌.机械精度设计与检测基础[M].国防工业出版社, 2011.11.
机械加工误差及提高加工精度分析 篇8
社会经济的发展和科学技术的进步,有力地推动了我国机械加工技术的发展。工件加工质量是工件的重要组成部分,而其中最为影响工件质量的是加工精度。加工精度影响机械运作,机械工件的正常运转也极大程度的依赖于加工精度。因此,在机械加工企业中尤为重视加工精度的要求和准度,控制误差,减少差错,提高精度。其中在尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度等三个方面都要做到相辅相成,互补为宜。一般来说,尺寸精度越高,几何形状和相互位置的精度也越高。影响机械加工精度的因素主要是人为误差和原始误差两种,人为误差具有不确定性,而原始误差则存在于机械加工工艺的每个环节。想要有效的提高机械加工的精度,就要认真分析加工误差,探寻控制和降低误差的措施。
1提高机械加工精度的重要性
机械加工精度对机械产品的质量有着重要的影响。但是,由于受设备、人员、技术水平等多种因素的影响,我国目前的机械加工精度往往出现不能满足要求的情况,对整个机械产品质量的提高产生不利影响。因此,结合机械加工具体工作,探讨提高机械加工精度的措施,具有重要的现实意义。在实际工作中,根据具体情况,采取有效的对策,通过多种措施来减少、均化、补偿、转移原始误差,或者采用就地加工法。通过综合采取有效对策,实现对误差的有效控制,确保机械加工精度,进而实现提高机械加工产品质量和综合效益的目的。
2影响机械加工精度误差的原因分析
2.1工艺系统集合误差的产生
经过长期的使用,机床产生的磨损就会造成其加工精度的下降,产生生产误差。1主轴回转误差:机床的主轴是零件加工的基准,如果主轴产生误差则会造成零件加工精度受到影响而产生误差;2导轨误差:导轨是用来对零件的相对位置关系进行确定的基础,也是机床整体运动的基础,导轨自身由于生产制造的原因会存在着一定的误差,同时其安装质量也会产生一定的影响,这也是造成机床精度下降的一个主要因素;3传动链误差:传动链两端的传动元件之间会产生一定的误差。
2.2内应力重新分布而引起的误差
内应力指的就是在没有外力作用的情况下存在于机械内部的应力,在机械加工的过程中,如果加工的零件产生内应力,则会使工件金属处于一种不稳定状态,其会产生向上或者向下的转化,这种变化将会导致零件的变形,无法达到要求的精度。内应力的产生原因,一是由于加热引起的,对于零件进行热处理时,零件的厚度不均匀或者是冷却不均等都会使零件产生内应力;二是很多细长形状的零件长轴经过车削加工后,在冷校直的过程中会产生内应力,而造成零件的弯曲。
2.3机床误差
一般来说,机床在制造、安装以及使用的过程中都会出现一定的偏差和错误,但对机床正常运转不会产生影响,这就是机床误差。其中对加工精度影响较大的有两种:一是主轴回转误差,包括其径向圆跳动、轴向窜动和摆动,主要是影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度以及表面粗糙度。二是导轨误差,其产生的主要原因是导轨的制造与安装误差,以及导轨的不均匀磨损。
2.4刀具和夹具的制造误差以及磨损
加工精度的误差程度也会因为不同种类的刀具而有很大的差别,一般类型的普通刀具的制造误差对机械加工精度的影响很小,一般可以忽略。影响机械加工精度的主要因素是定制刀具的尺寸误差,以及成形刀具的误差主要影响零件表面的形状精度。通常来说,夹具在定位时不准确,夹紧时不注意紧度和密集度,安装时有错误等都会影响夹具对零件的加工精度。另外,刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的位置;夹具的磨损也会引起零件的定位误差。
2.5调整误差与测量误差
在机械加工过程中,需要不断对工艺系统进行调整,而这些调整工作不可能绝对准确,从而产生调整误差,调整误差对加工精度有着决定性的影响。机械加工过程中,为了调整误差,需要对测量方法和量具精度进行严格规范和要求,综合考虑工件在机械加工过程中可能会出现的问题处理等因素。
3提高机械加工精度的措施
3.1减小原始误差
为了减小机械加工的原始误差,要保证机床的几何精度,以及夹具、量具本身的精度,对于加工系统受到的外力、磨损、热变形、应力变形、测量误差等进行严格的控制,从而实现提高设备精度,减小原始误差的目的。这些方法在机械加工中的应用较为广泛,得到工作人员的普遍关注和重视。通常在机械加工之前,全面分析和查明加工误差的产生原因,并有针对性的采取措施消除或者减小误差。例如,在细长轴加工时,采用反向车削法具有良好效果,能够基本消除和显著减小轴向切削力引起的变形现象。如果再配上弹簧顶尖,能进一步消除和减少热变形引起的热伸长,实现有效控制机械加工精度的目的。
3.2加工过程中对误差进行预防
对影响加工精度的各种原因进行分析之后发现,加大科技投入和研发力度,针对各个环节所造成的误差,提高加工精度,要不断研究创造新工艺、新手段、新方法等。努力提高机床的几何精度和量具、夹具的精度,进一步降低工艺的系统受力、磨损变形以及内应力等方面,所造成的原始误差。误差预防常用的方法有:误差转移法、误差分组法、就地加工法和误差平均法、采用先进工艺和设备法、直接减少原始误差法等。实践与分析证明,精度要求高于某一程度之后,加工精度所花费的成本将成指数增长用误差预防技术来降低。
3.3减少或者转移原始误差提高加工精度
直接减少原始误差的方法有控制工艺系统的受外力而产生变形、受热而产生变形、刀具使用时间过长后的磨损、内应力引起的加工件变形等等,为了提高机械加工精度,需要对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施。另外,还可以通过加强对机床的控制来提高机械加工精确度,做好机床导轨的保养工作、机床的清理工作以及机床的安装和维修工作,都能够提高机械加工精确度。
3.4采取补偿控制技术提高加工的精度
目前,在数控机床上一般采用软件补偿的方式:采用统计测量数据,再精细查找误差,最后控制坐标轴附加的方法。这种软件补偿技术,实现起来较为简单,同时误差数据也能得到及时的修改与调整。误差补偿法主要包括两种方式:一是误差补偿法,即保留固有的原始误差,但在其基础上进行新形式的误差填补,从而覆盖原有的误差,也就是“以形补形”;二是误差抵消法,与误差补偿法不同的是,误差抵消法是将存在的原始误差之间寻找关联点,并将相同或相似部分予以抵消,形成“空白点”,以用于缩小精度误差。采取补偿控制技术,需要根据实际情况,不断加强对补偿控制技术的研究,才能有效的提高机械加工精度。
4机械加工误差补偿实例分析
本实例以华中数控系统螺距误差的补偿方法来研究误差补偿前后的具体效果。(见图1)
数控机床的螺距误差,即丝杠导程的实际值与理论值的偏差,为了控制实际的误差一般数控机床都会采用高精度的滚珠丝杠副,但制造误差只能被缩小到最小程度,误差依然是存在的,因此螺距误差不可避免,只能通过误差补偿的措施进一步降低误差范围。采用螺距误差定期测定与补偿可提高机床的精度,延长机床使用寿命。
具体误差补偿操作如下:
1在开机后进行回零操作。
2在华中数控系统中,依次按参数F3键、输入权限F3键进入下一子菜单,按数控厂家参数F1键,输入数控厂家权限口令,再按参数索引F1键、轴补偿参数F4键,移动光标选择“0轴”后回车进入系统X轴补偿参数界面(0轴对应机床的X轴,1轴对应Y轴,2轴对应Z轴)。将系反向间隙、螺距补偿参数全部设置为零后,按Esc键,再连按两次“Y”保存设置。
3运行测定程序,将步距规实际尺寸P1,P2,…,Pi填入测量程序中,并在上述螺距补偿界面内依次输入偏差值。(偏差值=指令机床坐标值-实际机床坐标值)
4补偿参数输入完成后,按Esc键,再按“Y”键保存输入的参数,按F10键回到主界面,接着退出系统,补偿后的参数立即开始生效。
5实验数据如表1所示。
从实验结果表明,数控机床的螺距误差经补偿后已得到很大改善,这种方法可以有效地补偿机床的螺距误差,可以提高机床的精度,延长机床使用寿命。
5结束语
在机械加工的过程中,影响机械加工精度的因素有很多,为了不断的提高机械加工的精确度,减少机械加工的误差,有必要对各种因素进行科学的分析,掌握不同的因素对于机械加工产生误差的影响,才能够有针对性的采取有效的措施来避免各种不良因素的影响,以此来促进机械加工零误差的目标的实现,促进我国机械制造业的持续发展。
参考文献
[1]黄安乐.浅析机械加工误差产生原因及消除措施[J].中国新技术新产品,2011(22).
[2]陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化,2005(09).
[3]李玉平.机械加工误差的分析[J].新余高专学报,2005(02).
机械加工精度提高探析 篇9
【摘要】在一个工程项目中,只有先掌握了机械加工精度,才能有目的性的进行合理化的分析。在现实生活中,一个工程项目分为很多的步骤,每个步骤就会相应的有机械加工精度,而且,每个机械加工精度都有许多的影响因素,要将精度升高,唯有认真的分析考虑各种各样的影响因素。本文针对了影响机械加工精度的因素提出了减少机械加工误差,提高机械加工质量提供参考价值的解决办法。
【关键词】機械加工;加工精度;影响因素
机械加工精度就是指在研究一个产品之前,对该产品的各个方面进行分析,确定一个零件图纸上的理想值,之后将成品上的规格参数与之作对比形成的一个程度值,这个程度值就叫做机械加工精度。加工精度一般分为尺寸精度,几何形状精度,相互位置精度三个方面。在现在的生产生活中,企业对工程项目的要求越来越高,每个零件对项目的合格与否都起到了至关重要的作用,所以将机械加工精度提高到最大十分必要。这不仅保障机械产品质量,而且维护企业的良好形象。
1.机械加工产生偏差的因素
1.1机械零件质量不过关
在一个工程中,每一个环节都很重要,当然在此时,在每一个步骤中,机械零件的质量安全性就显得至关重要。在现在的企业工程中,有很多工程就是大工程,对于大工程来说,工程中机械零件的精密度和质量更是在其中有着举足轻重的作用,一旦零件的机械加工精密度不符合要求或是有一点的质量不过关,就会对整个工程的整体施工有这十分大的伤害,甚至会将其毁于一旦。反之,在工程进行之前,将所有的机械零件都完整的检查一下,确保每个零件的加工精确度,这样才能保证万无一失,将工程的效率提升到最大。
1.2工艺加工的误差
工艺加工的误差,实际上就是指在零件准备工作之后进行的环节,比如说某造纸工厂加工一批书,首先应该准备原材料,如同植物纤维原料等,那么第一个保证的就是这批原材料质量的完好性。之后采取步骤,第一是制浆,第二是将制浆进行晒干,这时就要准去的确定原材料的浓度,所以假如浓度发生了偏差,所以会对这批纸的质量都有很大的影响。当然,说到工艺加工的误差,纸制中的浓度的偏差就是工艺加工的误差。之后,将这种误差深入到机械零件中,有三个方面的因素,其一是工件刚度,这个影响因素主要是在受理情况下有大的影响,在机床,刀具。夹具等零件的制造中,工件就会因为外界的受力等不均匀引起机械精度的改变。其次是机床部件的刚度,在生产中,产品加工必须经过机床,机床每个零件的耐压力耐热性等因素也是对机械加工精度有很大的影响。另外,在工艺加工中,受到的外界条件的影响也很多,例如受热情况,耐压性,抗电性,抗腐蚀性等等,这些外界因素都会对零件的加工精度情况有影响。
1.3加工后计算的误差
在前期准备和生产过程虽然关键,但是在生产后的加工计算依旧重要。生产之后,一个工程项目通常会进行大规模的排查,小到每一张计算图纸设计图纸,再到每一个零件的尺寸和规格,最后到整个工程的宏观把控。当然,在计算过程也难免会遇到偏差,比如,由于测量仪器的使用不正确或不规范,导致测量出现认为的失误,最终导致了计算的偏差,另外,也有可能是人为计算错误,将数据记录错误或合计出现了问题,这些情况都是在机械零件制作中极其有可能出现的。除此之外,在其中起决定性作用的还有在机械加工的每一工序中,总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作,由于调整不可能绝对的准确,因而产生调整误差。在工艺系统中,工件刀具在机床上的互相位置精度,是通过调整机床刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时,调整误差的影响,这往往会成为影响机械加工精度的一个重要因素。
2.机械加工精度的必要性
对于机械加工精度和机械加工来说,这就相当于钥匙和锁的关系,一旦,锁缺少了钥匙的关键性作用就没有了意义可言。这把锁就永远不会打开。同样的道理,对于机械加工来说,机械加工精度就是这么重要,一旦少了它,这项工程就可以说趋于瘫痪了。因为对于机械加工精度来说,它是检验这项产品的机械加工的准确性的必要条件。考虑一下,如果一个产品的生产过程中出现了微小的差错,此时用机械加工精度加以检验,就能对产品有一个更深入的检测。
3.提高机械加工精度的措施与方法
3.1减少人为误差
既然说到人无完人,就证明没有一个人能在工作中确保万无一失,但是,从当前的产品加工的机械加工环节看来,将这种人为误差降到最低会大大提高这项产品的机械加工精度。如何减少认为误差,首先,要从产品生产前就要进行细致的分析,从画图纸上,要认真的测量和定位这个产品的规格。在画好图之后应该二次核实,将图纸与成品建立一定的比例率关系,确保每一个图纸可以制成成品。第二,在生产过程中,要确保全程进行实时监控调整与分析,最后,最为重要的就是决定机械加工精度的必要条件-进行生产后的全面复查,在调整误差,转移误差,消灭认为误差之后,全面复查每个零件与开始图纸上的规格之间的出入,并及时进行修复。
3.2转移原始误差
转移原始误差,顾名思义,将产生的误差进行转移,是之对零件的生产不产生影响。通俗的说,就是指将工艺系统中的几何误差、受力变形或热变形进行转移。如何进行转移呢,简单的举个例子,如在机床上生产产品,当机床的精度达不到零件所要求的加工精度时,不要一味的试图提高机床精度,而是要从其他方面想解决办法,如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度,不是靠机床主轴的回转精度来保证,而是靠夹具保证,当机床主轴与工件之间用浮动联接以后,机床主轴的原始误差就被转移掉了。
3.3保持零件的完好性
质量才是信誉,在生产生活中,有好的质量的零件才会制造好的机械产品。所以,在原材料的选择上应该格外慎重,确保质量过关,受力能力强,抗压能力,耐腐蚀性等因素都是应该考虑的。
3.4平均和分化原始误差
所谓平均和分化原始误差,和转移原始误差有异曲同工之妙。所谓均分原始误差,简单地说,就是将误差均分,使其基本可以减少到最低。因为在一项生产中,有原始材料引发的误差往往会造成整个工程的成本大增,利润大减。甚至在生产毛坯中,假如毛坯不合格,就会浪费很多的成本,这部分毛坯就不能再被重复利用。假如采取将毛坯分为若干个小组的做法,每组次品的概率会减少,这样,误差至少会减少一半以上。对于分化误差,就是将原材料进行简单的改造。如果是轮轴中心不和就可以将轮轴稍作打磨,以此来减少误差。
结语
现如今的工件的制造要求越来越严格,将机械加工精度提升到最高既是工程顺利进行的保证,也是工厂信誉的保证,更是对消费者的尊重。而且,在工件生产中,误差是不可避免的,将误差产生的原因认真分析才是降低误差的主要途径。
参考文献
[1]王兴刚.机械加工精度的影响因素及提高措施[J].中国新技术新产品,2014(19).
[2]沈丽.机械加工精度的影响因素及提高对策[J].山东工业技术,2014(09).
机床加工精度与修复的探析 篇10
1 主轴箱体孔的修复
主轴箱体孔磨损不太严重的, 通常采用研磨和涂镀的工艺方法来解决。对于磨损非常严重的主轴箱体, 就必须采用换新来解决。换新的箱体孔, 首先采用坐标镗床调头镗削前、后轴承孔。放留研量需在0.005mm~0.01mm之间。
研磨棒采用可调式铸铁研磨棒。由于欲留研量甚少, 不宜多加研磨剂。研磨时研磨棒微量轴向移动, 并作整周沿同一方向旋转, 待几何精度合格后, 再用氧化铬研磨膏精研。
2 主轴的修复
主轴磨损严重或发现裂纹, 则应更新。主轴轴颈磨损超差, 一般是采用镀铬法加大尺寸后, 按轴承轴承内圈尺寸公差配磨修复。配磨时, 用内径百分表在标准量规的校准下测量出轴承内孔的实际尺寸公差。再将主轴恒温4小时后, 对其轴颈部分在恒温条件下测量外径尺寸, 分别在上、中、下三个位置上进行测量数值, 并取其平均值做好记录。通过以上两个数据便可计算出主轴轴颈的修磨量。
3 机床主轴的振动与平衡
导致机床主轴产生不平衡或振动原因, 是由机床主轴表面凸凹不均而引起的, 不平衡或振动位置和大小不容易确定, 随意性大。如何解决不平衡或振动?振动一般采取与轴的旋转相同周期的办法来识别得到解决。主轴不平衡一般采取调整质量的办法, 在主轴不平衡的方位上选择两个校正面加以消除。参照ISO平衡标准规定, 分刚性轴动平衡和柔性轴动平衡, 把转速80%作为第一临界, 在以下的旋转轴叫刚性轴, 其平衡法命名刚性轴动平衡;在80%以上的转速转轴动平衡命柔刚性轴动平衡, 或称挠性轴动平衡。机床主轴几乎完全在低于临界转速的范围内旋转, 这就意味着工作转速最高值都能明显地在弯曲固有的一阶频率之下。机床主轴大多数是刚性轴动平衡, 要保证机床主轴在所有工作转速下都能平衡, 必须认清在一定转速下刚性轴动平衡的特征后才能得到保证。且挠性轴的动平衡如汽轮机转子的动平衡一样, 则需要在整个转速范围内亦包括几个临界转速下, 把不平衡所引起的干扰力与振动减少到最低程度。
4 主轴轴承的润滑
精密旋转机械和高速的轴承润滑是十分重要的, 对于数控机床支承比其他通用机械制造用的支承更为重要, 这一点设计润滑时需使润滑油膜完全隔开相对运动的表面。保证主轴轴承的完好, 保持较长的使用寿命, 减少摩擦, 必须使油质清洁, 不能有断油现象。主轴轴承润滑脂的选择必须符合国家标准, 常见的主轴轴承润滑脂有锂基润滑脂、特种锂基润滑脂、钙基润滑脂和精密机床主轴润滑脂等几种。
定时更换, 才能起到保护其相配表面作用, 减少磨损。同时主轴组件的性能和精度以及使用寿命与主轴轴承的装脂量有关, 应尽量多些, 不得少于容器的1/3。在高速运转中, 装脂量不足必将导致所有接触处滚道和滚动体完全隔开的事故, 进而导致磨损加剧, 使用寿命和支承的精度将受到严重的影响。装脂量过多就会使温升过高, 轴承发热, 进而影响主轴支承的精度及寿命。最合适的装脂量为轴承滚动体空间的1/3~2/3之间。
5 主轴轴承的预紧
对于精密机械特别是数控机床的主轴均应消除轴承的游隙, 其目的是为了增加轴承组合的刚性, 减少振动及噪声, 提高回转精度, 提高切削零件的表面质量。
当前, 消除轴承的游隙通常是采用预紧的方法来实现。这种预紧方法被称为定压预紧, 通常是这恒定不变的, 没有热膨胀的预加负荷下进行;另一种预紧方法被称为定位预紧, 在相对位置不改变的情况下使用, 并采用不同长度的内外圈预紧结构。刚性和旋转精度受两套轴承内、外环垫圈的厚度尺寸影响极大。所以根据给定其中一件的尺寸设计内、外环垫圈厚度大小, 根据轴承内、外环端面的轴向名义尺寸差计算而另一件的厚度大小。
6 影响主轴组件精度的措施
首先采取减小箱体孔的同轴度和主轴箱轴颈的同轴度的办法, 再对敏感方向类主轴组件, 可以利用前后轴承的外圈径向跳动。使得前轴承外圈沟槽轴心线与后轴承外圈沟槽轴心线的相对偏移量变为Δ (即同轴度为2Δ) 。
进行定向装配主轴箱部件两孔的同轴度误差值为定量。对于旋转敏感方向类主轴组件, 则可用前后轴承的内圈径向跳动 (Kia) 来校正同轴度误差和主轴前后轴颈, 使得装配后 (轴承内圈装到主轴上) , 前后轴承内圈的偏移量将最小。
7 影响主轴组件精度的措施
采取减小轴承内圈或外圈的径向跳动的办法, 无论是主轴远端还是近端, 影响主轴组件的径向跳动的主要因素有3个, 一是主轴端部或主轴锥孔外锥面对前后支承轴颈的径向跳动;二是后轴承的外圈跳动或内圈跳动;三是前轴承外圈的径向或内圈跳动跳动。以上三个因素所引起的主轴组件的主轴远端或近端轴线偏移量分别为δ1、δ2、δ3。一般情况下, δ1、δ2、δ3的值能构成三角形的三边, 通过合理的定向装配使得δ=δ1+δ2+δ3=0。
8 影响主轴组件精度的措施
采取减小轴承内圈端面对滚道的跳动的方法, 主轴周期性的轴向窜动是由轴承内圈端面对滚道的跳动 (δia) 所导致的。应尽量减小由δia而引起的主轴轴向窜动, 特别是对由δia产生的轴向窜动要求很高的机床或由几个轴承组成的一个支承。
9 影响主轴组件精度的措施
采取减小轴承内圈基准端面对内孔跳动及主轴轴肩端面跳动的方法, 主轴轴肩轴承与内圈端面出现接触不良的情况是轴承承受较大的轴向力造成的。通常采用主轴轴肩轴承与内圈端面的定向装配的办法, 用主轴轴肩端面跳动的高点对接轴承内圈端面跳动的低点, 主轴轴肩与轴承的接触得到改善。遇到不能进行定向装配的情况, 常采用修磨隔套端面的办法来完成。
主轴箱在修复或装配完成后, 必须严格按照试车规程进行试车。试车的主要目的是全面掌握主轴组件前后支承轴承在高速运转时的温升规律及主轴运转时的工作性能。
摘要:本文主要对主轴组件 (主轴、主轴箱体、主轴轴承等) 修复方法的描述, 并对减少主轴组件精度影响的措施进行了探析。从而提高机床加工精度, 保证机床的工作质量。
关键词:修复,平衡,润滑,预紧,措施
参考文献
[1]机械制造维修手册.机械工业出版社.
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