影響機械加工精度因素及改善對策論文

影響機械加工精度因素及改善對策論文影響機械加工精度因素及改善對策論文摘要：隨著科技進步、社會向前快速發(fā)展，機械工業(yè)在全球工業(yè)化進程中越發(fā)重要，對機械加工過程中的加工精度也要求越來越高。機械加工精度影響項目的整體質(zhì)量，因此掌握機械加工精度的影響因素十分必要。本文介紹影響加工精度的幾種主要因素，結(jié)合實踐經(jīng)驗，針對性地總結(jié)了提高加工精度的具體對策。關(guān)鍵詞：加工精度;因素;對策;機械工業(yè)機械加工精度是指項目產(chǎn)品在加工過程中實際加工的幾何參數(shù)（尺寸、位置和形狀）和理想的幾何參數(shù)之間的精度程度值。產(chǎn)品實際幾何參數(shù)和圖紙理想幾何參數(shù)之間的數(shù)值差距越小，意味著產(chǎn)品的加工尺寸精度越高。在現(xiàn)實加工過程中，由于人工、機械等因素，會對產(chǎn)品加工過程中最終的尺寸造成一定影響，使得產(chǎn)品在加工過程中出現(xiàn)誤差不可避免。然而，加工誤差直接影響加工成本和產(chǎn)品的可靠性。因此，減少加工誤差，提高加工精度，刻不容緩。1機械加工精度影響因素機械加工精度直接影響零件的后期使用。零件的加工精度是由加工過程中的尺寸、形狀、相對位置決定的。在實際機械加工過程中有很多因素能夠影響機械加工精度。經(jīng)過總結(jié)，對機械加工精度造成影響的常見因素有以下幾種。1.1工藝系統(tǒng)誤差產(chǎn)品加工過程中，機床為加工產(chǎn)品提供動力，機床的精度直接決定零件加工精度。機床決定零件加工誤差的主要部件有導(dǎo)軌、主軸傳動裝置等。主軸產(chǎn)生的誤差可稱為回轉(zhuǎn)誤差，是一項綜合性誤差是指主軸在旋轉(zhuǎn)過程中回轉(zhuǎn)線相對于理論回轉(zhuǎn)線的誤差。誤差通常表現(xiàn)在軸向竄動、徑向圓跳動以及純角度擺動幾種情況。導(dǎo)軌是實現(xiàn)刀具和工件相互之間進行直線運動的一個部件，也是保證刀具和工件之間相對位置的一個重要部件，其精度的高低決定著零件加工精度。導(dǎo)軌影響零件加工精度的主要因素有導(dǎo)軌之間的水平面的直線度、垂直面的直線度、前后導(dǎo)軌的平行度以及與主軸軸心之間的平行度。刀具的幾何誤差也會給產(chǎn)品加工中的精度造成一定影響。機械加工過程中，刀具的磨損、硬度不合格或是角度不合適，都會影響零件的加工精度。在不同加工技術(shù)中。使用刀具的型號不同也會影響零件加工結(jié)果。機床夾具制造的幾何尺寸和質(zhì)量、安裝的精度以及加工過程中夾具對零件的性能，都能夠影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量例如，銑復(fù)合加工中心中導(dǎo)軌精度，有縱向?qū)к壪?、橫向?qū)к壪蚣按怪睂?dǎo)軌向。各導(dǎo)軌本身存在制造誤差；運動過程中，各導(dǎo)軌之間還存在相對運動誤差。無論導(dǎo)軌為哪一種形式，在實際加工中，總是存在著六個導(dǎo)向誤差。導(dǎo)軌的導(dǎo)向誤差是指導(dǎo)軌副的運動件實際運動方向與理論運動方向的偏差值［1］。以縱向?qū)к墸ㄏ颍槔?，闡述機床導(dǎo)軌的六個導(dǎo)向誤差。當(dāng)沿軸移動時，會存在沿三個方向的移動誤差，如圖1所示。其中，一個為導(dǎo)軌在水平面內(nèi)相對于基準(zhǔn)軸線的直線度誤差造成的，一個為導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)相對基準(zhǔn)軸的直線度誤差造成的。1.2加工工藝原理誤差加工原理誤差是指在加工產(chǎn)品過程中由于選擇的加工方法或計算方法致使產(chǎn)品加工出現(xiàn)的誤差［2］。加工原理誤差一般出現(xiàn)在類似使用近似的計算加工方法中。例如，車削模數(shù)蝸桿時，可以通過配換齒輪進行加工。根據(jù)加工原理，渦輪的螺距值是mn。但是，在加工過程中，機床配換齒輪的齒數(shù)有限，只能將n取近似值，使得刀具在加工零件成型過程中造成加工誤差。又如，平常用齒輪滾刀加工的方式加工漸開線齒輪，為了方便，滾刀的制造一般采用其他蝸桿代替漸開線基本蝸桿，使得加工出來的齒輪齒形都存在一定的誤差。1.3零件加工受力變形誤差在機械加工過程中，零件在裝夾、高速運轉(zhuǎn)以及加工過程中會受力和受熱，致使零件發(fā)生形變。產(chǎn)品加工過程中發(fā)生變形，一定程度上會破壞工件和影響刀具之間的正確位置。同時，工件在發(fā)生形變的過程中，自身內(nèi)部的應(yīng)力也發(fā)生改變，使得工件在加工完成后產(chǎn)品的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而影響工件的加工精度。工件表面溫度的改變，還會影響加工過程中的刀具及車身的硬度和剛度，致使刀具等零部件在加工過程中發(fā)生誤差，從而導(dǎo)致零件加工過程出現(xiàn)誤差。1.4加工工藝誤差傳統(tǒng)的加工過程中，操作員在對機床進行操作時，加工精度會受個人主觀原因及操作不規(guī)范因素的影響。加工精度也與操作員的技術(shù)水平息息相關(guān)。隨著社會的發(fā)展，數(shù)控機床開始在機械加工過程中廣泛推廣運用，但機床操作步驟還需要通過程序編制、伺服驅(qū)動機構(gòu)、位置檢測、數(shù)控裝置來完成。只要這些步驟不準(zhǔn)確，就會導(dǎo)致產(chǎn)品在加工過程中產(chǎn)生誤差。同時，加工工藝系統(tǒng)會出現(xiàn)熱變形發(fā)生熱變形的原因有以下三種：（1）刀具的熱容量和體積都較小，使熱量集中在切削部位，較高的溫度對工件造成影響；（2）機床長時間運行成為熱源，而機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、散熱不均勻，使機床各部位的溫度不同，產(chǎn)生的變形也不同，最終導(dǎo)致誤差；（3）工件在加工過程中由于摩擦或其他外因作用變熱，產(chǎn)生加工誤差［2］。2提高機械加工精度的對策機械加工過程中，影響零件加工精度的.因素有很多，且這些因素不可避免。但是，可以通過減少加工誤差來提高零件的加工精度2.1提高機械加工設(shè)備精度機械設(shè)備精度的高低直接決定產(chǎn)品的加工精度。提高機械設(shè)備幾何精度，能夠很好地控制機械加工誤差。一方面努力提高機床的質(zhì)量，針對性地選擇高精度的刀具、導(dǎo)軌、夾具等零部件的機床。在加工過程中，要常檢查機床零部件的精準(zhǔn)度，如刀具鈍化、損壞等保持加工過程中各機床設(shè)備零部件的精確度［3］。另一方面，需要在安裝加工部件的過程中注意安裝的精準(zhǔn)度，并在機械加工過程中，注意各加工部件與零件之間的位置變化，及時調(diào)整加工過程中因外界因素出現(xiàn)的工件和零件之間的位置變化，從而控制機械加工的精確度。2.2減少加工原理誤差減少加工原理誤差，就是要改善加工過程中所選擇的加工方法或計算方法，以此提高零件的加工精度。加工前，需對可能產(chǎn)生的加工原理誤差的原因和原理內(nèi)容進行分析和總結(jié)?；鶞?zhǔn)選擇對機械加工的精確度非常重要，直接決定機械零件加工的精度。在機械加工前，要選擇精確的定位找準(zhǔn)方法，保證設(shè)計基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)的重合一致性，從而大大提高零件加工精度。零件變形存在機械加工的整個過程，且往往不利于保證加工精度。要想提高零件的加工精度，必須要減少加工零件過程中的零件變形量。在零件加工過程中，可以通過調(diào)整機床夾具、刀具與零件之間的距離以及加工速度、加工深度，控制機械加工過程中所產(chǎn)生的切削力、離心力、夾緊力以及加工溫度的方法，總結(jié)經(jīng)驗，尋找最佳的零件加工工藝方法。2.3減少加工工序誤差減少加工工序誤差是根據(jù)以往機械加工過程中的誤差經(jīng)驗和相關(guān)規(guī)律，對零件加工工序和尺寸來進行分組，進行多次試加工，通過所得的試加工零件精度，對刀具等機床加工部件進行位置變動、型號選擇，最終找出最合適的安裝位置和型號。除此之外，還可以通過使用均化方法來減少零件加工過程中產(chǎn)生的誤差。通過不斷試驗對數(shù)據(jù)進行對比查找，找出誤差產(chǎn)生的原因和位置，對應(yīng)進行改善尋找精度最高的機械加工方