機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差分析

機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差分析機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差分析機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差分析xxx公司機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差分析文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度摘要加工誤差是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（幾何尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想幾何參數(shù)之間偏差的程度。零件加工后實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的符合程度即為加工精度。加工誤差越小，符合程度越高，加工精度就越高。加工精度與加工誤差是一個(gè)問題的兩種提法。所以，加工誤差的大小反映了加工精度的高低。零件的機(jī)械加工是在由機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的工藝系統(tǒng)內(nèi)完成的。零件加工表面的幾何尺寸、幾何形狀和加工表面之間的相互位置關(guān)系取決于工藝系統(tǒng)間的相對運(yùn)動關(guān)系。工件和刀具分別安裝在機(jī)床和刀架上，在機(jī)床的帶動下實(shí)現(xiàn)運(yùn)動，并受機(jī)床和刀具的約束。因此，工藝系統(tǒng)中各種誤差就會以不同的程度和方式反映為零件的加工誤差。在完成任一個(gè)加工過程中，由于工藝系統(tǒng)各種原始誤差的存在，如機(jī)床、夾具、刀具的制造誤差及磨損、工件的裝夾誤差、測量誤差、工藝系統(tǒng)的調(diào)整誤差以及加工中的各種力和熱所引起的誤差等，使工藝系統(tǒng)間正確的幾何關(guān)系遭到破壞而產(chǎn)生加工誤差。這些原始誤差，其中一部分與工藝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)狀況有關(guān)，一部分與切削過程的物理因素變化有關(guān)。機(jī)械加工過程中過量的誤差影響機(jī)械產(chǎn)品性能。在研究分析機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差來源的基礎(chǔ)之上，確定了誤差來源，主要包括定位誤差、機(jī)床制造誤差和工具幾何誤差;分析了相應(yīng)的誤差控制方法，包括誤差補(bǔ)償法、直接減小誤差法和誤差分組法，并加以比較;最終提出了三種誤差控制方法在不同機(jī)械加工中的應(yīng)用特征。對實(shí)踐工作有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞機(jī)械產(chǎn)品加工工藝誤差分析誤差控制精度目錄TOC\o"1-3"\h\u4183第一章機(jī)械加工工藝 116818第二章誤差來源 230268加工原理誤差 222333工藝系統(tǒng)的幾何誤差 228430工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差 24874工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差 220735工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差 35336、定位參照誤差 37637、基準(zhǔn)不重合誤差 323602、機(jī)床制造誤差 320556、傳動鏈誤差 429916、導(dǎo)軌誤差 46468、主軸回轉(zhuǎn)誤差 430644、工具幾何誤差 413210第三章機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差控制 62998、誤差補(bǔ)償法 627557、直接減小誤差法 612289、誤差分組法 68100、減小機(jī)械加工中的直接誤差 77943、填補(bǔ)和補(bǔ)償誤差 726792、減少溫度變形 723640結(jié)束語 922461參考文獻(xiàn) 10第一章機(jī)械加工工藝近年來，受產(chǎn)品精細(xì)化發(fā)展趨勢的影響，人們對機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。然而在實(shí)際過程中，加工所得產(chǎn)品的參數(shù)與規(guī)劃設(shè)計(jì)之間總是不可避免地存在一定誤差，如果誤差超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，必然會影響其使用性能。因此，必須加強(qiáng)機(jī)械加工工藝技術(shù)中的誤差分析，并在此基礎(chǔ)上探尋提升工藝技術(shù)的措施，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)化。在機(jī)械加工中，工藝員根據(jù)加工設(shè)備條件、待加工產(chǎn)品數(shù)量，以及工人加工素質(zhì)等實(shí)際情況，確定應(yīng)采用的工藝過程，并把相關(guān)加工內(nèi)容和要求制成工藝文件，這些工藝文件也稱為工藝規(guī)程，是組織生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。由于各個(gè)工廠的實(shí)際生產(chǎn)情況和工藝流程各不相同，因此工藝規(guī)程的針對性較強(qiáng)。機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝流程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。所謂機(jī)械加工工藝過程，是指通過機(jī)械加工改變毛坯的表面質(zhì)量、尺寸與形狀等，使其成為零件的過程。例如，一個(gè)普通零件的粗加工、精加工、裝配、檢驗(yàn)、包裝等過程，為一套完整的機(jī)械加工工藝過程。以上過程中所采用的技術(shù)，稱作機(jī)械加工工藝技術(shù)。第二章誤差來源在機(jī)械加工工藝過程中，會受到加工環(huán)境、人員操作以及車床自身等因素的影響，導(dǎo)致加工所得工件與設(shè)計(jì)尺寸之間存在較大差異，尤其是對于一些對緊密度要求較高的“高精尖”設(shè)備，如果誤差過大，將會失去利用價(jià)值，造成材料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須詳細(xì)分析機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差來源，為誤差控制奠定基礎(chǔ)加工原理誤差加工原理誤差是指采用了近似的刀刃輪廓或近似的傳動關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。例如，加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀，為使?jié)L刀制造方便，采用了阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿，使齒輪漸開線齒形產(chǎn)生了誤差。又如車削模數(shù)蝸桿時(shí)，由于蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(jié)（即mπ），其中m是模數(shù)，而π是一個(gè)無理數(shù)，但是車床的配換齒輪的齒數(shù)是有限的，選擇配換齒輪時(shí)只能將π化為近似的分?jǐn)?shù)值（π=）計(jì)算，這就將引起刀具對于工件成形運(yùn)動（螺旋運(yùn)動）的不準(zhǔn)確，造成螺距誤差。工藝系統(tǒng)的幾何誤差由于工藝系統(tǒng)中各組成環(huán)節(jié)的實(shí)際幾何參數(shù)和位置，相對于理想幾何參數(shù)和位置發(fā)生偏離而引起的誤差，統(tǒng)稱為工藝系統(tǒng)幾何誤差。工藝系統(tǒng)幾何誤差只與工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的幾何要素有關(guān)。工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會產(chǎn)生變形，從而破壞了已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系，導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生，并影響加工過程的穩(wěn)定性。工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差在加工過程中，由于受切削熱、摩擦熱以及工作場地周圍熱源的影響，工藝系統(tǒng)的溫度會產(chǎn)生復(fù)雜的變化。在各種熱源的作用下，工藝系統(tǒng)會發(fā)生變形，導(dǎo)致改變系統(tǒng)中各組成部分的正確相對位置，導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生。工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差內(nèi)應(yīng)力是工件自身的誤差因素。工件冷熱加工后會產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力。通常情況下內(nèi)應(yīng)力處于平衡狀態(tài)，但對具有內(nèi)應(yīng)力的工件進(jìn)行加工時(shí)，工件原有的內(nèi)應(yīng)力平衡狀態(tài)被破壞，從而使工件產(chǎn)生變形。、定位誤差在利用機(jī)床進(jìn)行產(chǎn)品加工時(shí)，往往需要選擇該產(chǎn)品上的某一幾何要素作為定位基準(zhǔn)。然而，受到人為操作或零件自身因素的影響，很容易導(dǎo)致基準(zhǔn)定位不準(zhǔn)確，為后期機(jī)械加工造成負(fù)面影響。通常來說，在機(jī)械加工階段所產(chǎn)生的定位誤差主要分為兩大類：定位參照誤差和基準(zhǔn)不重合誤差。、定位參照誤差使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，工件是以計(jì)算機(jī)上的數(shù)字模型為基準(zhǔn)，通過程序控制指令進(jìn)行復(fù)制加工。然而，如果數(shù)字模型與待加工工件之間的定位參照存在明顯誤差，就會導(dǎo)致后期出現(xiàn)配合間隙，所加工出來的工件與模型之間存在較大差距，難以滿足實(shí)際使用需求，造成材料浪費(fèi)。、基準(zhǔn)不重合誤差除了參照計(jì)算機(jī)數(shù)字模型進(jìn)行工件加工外，還可利用已有的實(shí)際工件進(jìn)行工件加工復(fù)制。在加工之前，需要將標(biāo)準(zhǔn)件與加工模板對齊，保證兩者之間的基準(zhǔn)重合。然而，由于加工過程中會產(chǎn)生機(jī)床振動，導(dǎo)致兩者之間的基準(zhǔn)出現(xiàn)偏差，如果不能及時(shí)進(jìn)行基準(zhǔn)調(diào)整，后期加工出來的工件往往會出現(xiàn)變形等問題。、機(jī)床制造誤差根據(jù)機(jī)床制造誤差的產(chǎn)生來源，可將其分為三類：傳動鏈誤差、導(dǎo)軌誤差和主軸回轉(zhuǎn)誤差。、傳動鏈誤差機(jī)床傳動鏈的傳動來自位于機(jī)床兩端的傳動滾筒引導(dǎo)。由于兩端滾筒存在一定的水平高度差，因此在相對運(yùn)動階段就會產(chǎn)生傳動誤差。通常來說，這種傳動誤差并不會直接影響機(jī)床工件的加工精度。然而，由于機(jī)床自身裝配和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的制約，傳動鏈在運(yùn)動過程中，還會使得機(jī)床其他構(gòu)件發(fā)生同步運(yùn)動，有可能對機(jī)床工件的加工精度造成負(fù)面影響。、導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌除了用于固定工件外，還能夠?yàn)楣ぜ鶞?zhǔn)位置的確定提供參考依據(jù)。然而，隨著機(jī)床使用年限的增長，導(dǎo)軌表面磨損、不均勻等問題也會逐漸突顯，如果仍以導(dǎo)軌作為衡量基準(zhǔn)，必然會產(chǎn)生誤差。、主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)誤差的因素較多，除了軸承自身磨損、老化外，還有在加工階段出現(xiàn)的同軸轉(zhuǎn)速誤差、主軸繞素誤差，以及回轉(zhuǎn)誤差等。由于主軸在機(jī)械加工中發(fā)揮主要作用，因此其一旦出現(xiàn)回轉(zhuǎn)誤差，將直接影響零件加工精度。、工具幾何誤差除了上述必要加工設(shè)備外，在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，還需應(yīng)用到各類輔助工具，如果工具選用不合理，或是工具本身存在一定問題，也有可能導(dǎo)致機(jī)械加工過程中出現(xiàn)誤差。以夾具為例，其主要作用是將被加工模板固定在機(jī)床上，其產(chǎn)生的幾何誤差主要體現(xiàn)在兩方面：一是夾具在長期使用過程中，出現(xiàn)磨損或松動，導(dǎo)致工件固定不穩(wěn)，那么后期加工就容易出現(xiàn)工件位移，造成加工誤差;二是夾具的加工位置出現(xiàn)偏差。以刀具為例，其作為一種易耗材料，在工件加工過程中必然會出現(xiàn)一定磨損。磨損到一定程度后，在預(yù)定的加工時(shí)間內(nèi)就難以取得預(yù)期的加工效果，使得工件尺寸、加工進(jìn)度等都無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。除了刀具精度以外，刀具種類的選擇、刀具尺寸的選用等，也會成為影響機(jī)械加工工藝的重要因素。第三章機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差控制、誤差補(bǔ)償法誤差雖然不可避免，但可通過人為參數(shù)修改和機(jī)械調(diào)整實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償，達(dá)到誤差控制的目的。實(shí)施該方法的前提條件是機(jī)械加工中的誤差可見，即在進(jìn)行加工之前，相關(guān)設(shè)備管理人員能夠清晰了解造成工件加工誤差的直接原因，從而以此為出發(fā)點(diǎn)，有針對性地采用誤差補(bǔ)償措施。例如，在制作數(shù)控機(jī)床上的滾珠絲杠時(shí)，考慮到其后期會因頻繁操作出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致其螺距減小，因此在裝配時(shí)預(yù)加了一拉伸力，間接增長了其螺距，從而能夠有效避免上述問題。、直接減小誤差法對于一些單獨(dú)工件，往往不適宜采取誤差補(bǔ)償法。對于這些一次性加工完成的工件來說，其誤差的產(chǎn)生主要來源于加工硬件的精度。因此對于此類問題，首先需分析影響工件誤差的決定性因素，隨后采取直接減小誤差法。直接減小誤差法的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩方面：首先，極大簡化了機(jī)械加工流程。與其他幾類誤差處理方法相比，直接減小誤差法不需在后期進(jìn)行設(shè)備調(diào)整和器具更換，因此極大提升了機(jī)械加工效率;其次，誤差處理效果好。直接減小誤差法的目的是從機(jī)械加工的源頭上進(jìn)行誤差防控，從而避免后續(xù)加工過程中不可控因素的發(fā)生。、誤差分組法在機(jī)械加工工藝過程中，有時(shí)會出現(xiàn)下列問題：雖然其中一個(gè)工序的工藝能力充足、加工精度穩(wěn)定，但在上一工序?qū)Π氤善返募庸r(shí)，由于精度太低，引起復(fù)映誤差或定位誤差過多，從而難以保證精度。若要求提供上一工序加工精度或毛坯精度，通常不是經(jīng)濟(jì)合理的做法。這時(shí)可采用誤差分組法，將半成品或毛坯尺寸按照誤差大小分成若干組，每組毛坯誤差就會相應(yīng)縮小。爾后，調(diào)整工件與刀具的相對位置，或調(diào)整定位元件，以縮小整批工件尺寸分布范圍。誤差分組法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修改誤差。一旦在工件加工過程中出現(xiàn)明顯誤差，只能終止加工過程，影響整個(gè)工件的加工效率。誤差分組法可在加工過程中實(shí)現(xiàn)誤差分化，從而確保機(jī)械加工的持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性。、減小機(jī)械加工中的直接誤差為了有效地減小機(jī)械加工中的直接誤差，需要充分地考慮到在加工過程中有可能發(fā)生的誤差，并做出相應(yīng)的預(yù)防措施。在通常情況下降低工藝技術(shù)誤差的普遍方法便是重視加工工藝的每一個(gè)環(huán)節(jié)，從施工前到施工結(jié)束密切關(guān)注，一旦發(fā)生誤差便及時(shí)予以修補(bǔ)與改善。比如說，當(dāng)需要磨削薄片類型的零件的兩個(gè)面的時(shí)候，首先應(yīng)該使用環(huán)氧樹脂粘強(qiáng)劑將原件粘到光滑的平板之上，再把原件與平板一起放在磁力吸盤上，將斷面打磨平滑以后再將原件從平板上取下來，最后再以打磨光滑的面為基準(zhǔn)面，然后繼續(xù)打磨另一面，如此便能夠使得打磨出來的薄片具有比較強(qiáng)的剛度，不會輕易發(fā)生變形。、填補(bǔ)和補(bǔ)償誤差在對機(jī)械零件進(jìn)行加工的過程中總有一些誤差是無法徹底避免的，然而，我們卻可以通過使用誤差填補(bǔ)法來盡可能地去降低這些誤差。所謂誤差填補(bǔ)法，總結(jié)起來便是首先對原始誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行充分的分析與研究，在通過適當(dāng)增加材料的方法來填補(bǔ)與補(bǔ)償有可能產(chǎn)生的誤差，最終實(shí)現(xiàn)有效降低零件加工誤差的目標(biāo)。比如說，為了能夠有效地填補(bǔ)機(jī)床的誤差，我們可以適當(dāng)減少機(jī)床絲桿之間螺旋的距離，并且在進(jìn)行裝配的時(shí)候通過補(bǔ)償預(yù)加拉伸力而填補(bǔ)機(jī)床的誤差。、減少溫度變形冷卻液可以通過降低工件的局部溫度，從而降低工件的變形，是目前控制溫度變形的重要方法。冷卻液可能夠用到道具的溫度變形控制層面，從而使得道具的熱量能夠非常迅速地散去，以減少因切割而產(chǎn)生的摩擦熱。我們還可以通過潤滑劑來來有效地減少機(jī)床與熱源之間的聯(lián)系，進(jìn)而降低產(chǎn)熱，然而，從散熱的角度來