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影响机械加工精度的原因及解决方法

2020-02-15 11:58:18

影响机械加工精度的原因及解决方法

零件加工的质量是机械产品寿命和工作性能的基础和保障。对于机械加工质量进行衡量的指标包括表明质量和加工精度两个方面。在机械加工的过程当中,会由于一些因素的影响,导致工件和刀具间位置发生偏移,直接导致生产出来的零件不理想。加工精度指的是实际的零件加工参数同理想参数的相符程度,因此,提高机械加工精度成为摆在机械加工企业面前的重要课题,直接决定着其未来的长足发展。那么如何提高机械加工精度呢?

第一、机械加工精度概述

1、机械加工精度概念

所谓机械加工精度指的是经过加工后的零件在各表面、几何形状及尺寸上同理想值和实际值参数相符的程度,而他们间所产生的误差被称作加工误差。且在数值上,加工精度是通过加工误差大小的形式来加以表示。

2、机械加工精度内容

零件的几何参数主要包括相互位置、尺寸和几何形状三个方面,因此,其加工精度也主要包括三方面的内容。第一是尺寸精度。这一精度是用来对加工表面同基准间产生的尺寸误差进行限制的,从而使其控制在一定的范围之内;第二是几何形状精度。这一精度是用来对加工表面宏观几何形状所产生的误差进行限制的,例如直线度、平面度、圆柱度、圆度等;第三是相互位置精度。这一精度是用来对加工表面同基准间产生的位置误差进行限制的,例如用加工零件的位置度、同轴度、垂直度、平行度来对其要求和允许范围进行表示。

第二、机械加工精度影响因素分析

1、工艺系统几何精度的影响分析

工艺系统几何精度的影响包括加工原料误差、机床误差、刀具几何误差、调整误差四个方面。加工原理误差指的是采用近似的切削刃轮廓或近似的成形运动进行加工时所形成的误差。此种误差只要控制在精度的范围之内,仍可广泛地应用于生产;机床误差总体来讲可以归纳为机床转动链误差、机床主动回转误差、机床导轨导向误差;刀具几何误差包括刀具安装误差、刀具装夹部制造误差和刀具切削部误差,可以表述为:刀具的尺寸精度会对工件尺寸的精度产生直接影响,刀具的形状精度会对工件形状的精度产生直接影响,刀刃的形状精度会对元件加工的精度产生直接影响,刀具的制造精度不会直接作用于工件的加工精度;在调整供工序的工作当中,加工的批量决定了每次加工的零件不可能完全相同,因调整而形成的为偶然性的误差。

2、工艺系统受力变形的影响分析

在工艺系统的加工过程当中,会受到重力、夹紧力、惯性力、传动力、切削力等一些力,而在这些力的作用下,工艺系统也将随之发生相应的形变。形变的产生破坏了工件同切削刃间已经调整好的正确位置关系,进而形成加工误差。工艺系统刚度在影响加工精度方面可以归结为以下形式:因受力点的位置改变而形成的工件形状误差;不均匀的毛坯材料硬度使切削力发生改变,进而引起工艺系统受力形变而发生加工误差;工艺系统当中,某些环节因受其他作用力而发生形变所导致的加工误差。

3、工艺系统热变形的影响分析

在各种热源的影响之下,工艺系统会发生复杂的形变,从而导致工件加工误差的产生。工艺系统热变形对机械加工精度的影响主要分为三种。第一是机床热变所导致的加工误差。由于受热源的影响,机床的各部分温度也会随之发生改变,因机床结构复杂性和热源分布不均匀性的存在,而使得机床各个部件产生一定程度的热形变,从而降低了机床的几何精度和加工精度;第二是由工件热变形所导致的加工误差;第三是道具热形变导致的加工误差,由于刀具本身热容量小、体积小且热量集中于切削部分,故在其切削部分存在着很高的升温。

第三、提高机械加工精度的有效措施分析

1、原始误差减少措施

直接减少原始误差的方式包括提供工具、量具及夹具本身的梢度,控制工艺系统内应力、刀具磨损、受热变形、受力等引起的测量误差、形变,提高零件加工机床的几何精度。为了使得机械加工精度得到提高,应首先对加工误差中各项原始的误差进行分析,依据不同情况所导致的加工误差采取不同的解决措施,对于零件的精度加工应尽量提供机床的刚度、几何精度和对加工热形变加以控制。对于表面成形的加工零件,主要采取减少刀具安装误差和成形刀具形状误差来实现。

2、对误差进行补偿

当无法适当减少工艺系统原始误差时,可采用补偿法和抵消法来对误差进行补偿。补偿法是以人为方式,创造出一种新的原始误差,来对工艺系统中所固有的原始误差进行抵消和补偿,从而减少加工误差,促进加工精度的提高。抵消法是通过一种原有的原始误差对李毅中原始误差进行全部或部分抵消,亦同样达到较少加工误差,提高加工精度的效果。

3、对误差进行分化和均化

为进一步提升机械加工精度,可采用分化法和均化法来实现。分化法是依据误差所反映的规律,将上道或毛坯工序尺寸进行分类,随后进行误差范围的准确定位,从而使得工件尺寸的误差范围整体上大大缩小。均化法是通过加工的方式,来使得工件表面原有误差不断平均化和缩小的过程,通过对联系密切的工具或工件表面进行检查和比较,找到其间的差异所在,随后在进行基准加工或相互修正加工。

4、对误差进行转移

对误差的转移,可以将其转移到非敏感的方向或对加工精度没有影响的方面。机械加工的误差程度同其在敏感方向上的误差有着直接的关系,在加工的过程当中,采取一定的措施将加工误差转移到非敏感的方向,即加工表面切线方向,便可使得加工精度大大提升。在大型机床中,因横梁较差,在重力作用下易发生变形和扭曲,进而形成加工误差。为了消除这一误差,可在机床的结构基础上再添加一根用于承受重力的附加梁,以承受来自横梁自身重力的作用,达到提高机械加工精度的目的。

在机械加工过程当中,一定误差的产生是难以避免的,只有以具体的情况为依据,对误差产生的原因进行细致的解剖,才能有针对性地提高机械加工的精度,从而确保将零件加工误差控制在许可范围内,使零件加工质量得以保证。

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