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分析机械加工精度影响因素
发布日期:2020-07-02 13:53

 

  工件的加工精度直接关系到设备的质量和使用寿命。虽然从经济性和可用性优化的角度出发,一般只要求加工后零件的尺寸、几何尺寸和相互位置误差小于精度(即δ<△)就足够了,但加工过程中误差循环的积累会导致精度的大幅度降低。因此,采取科学的优化补偿措施,保证加工后的实际值与设计理想值的偏差误差在公差范围内,意义深远,本文对此进行探讨。

 

  一、影响机械加工精度的主要因素

  1.1工艺系统几何误差

  传统的机械加工工艺系统主要由机床、12bet备用网址具、夹具和工件四部分组成。各环节的操作误差会影响加工精度。以机床的影响为例,机床是12bet备用网址具和工件的载体。其自身精度对工件的加工精度有很大影响,尤其是主轴、导轨和传动链三大方面。其中,主轴的径向圆跳动、轴向跳动、角摆等误差会降低主轴回转精度,从而对零件的加工精度产生负面影响;导轨生产过程中的水平面直线度和垂直面直线度,前后导轨的平行度会有一定的误差,加上安装过程中的一些质量影响,最终影响工件的精度。例如,钢轨的水平直线误差△1会使工件产生直径δH=2△1。误差;传动链控制机床主运动、进给运动等的速度变化,如果传动元件存在制造误差、装配误差、磨损等问题,必然会对加工工件的精度产生负面影响,尤其是齿轮、螺纹等加工工件。主运动和进给运动有严格的传动比,传动链误差对精度的影响较大。

  1.2人为错误

  人为因素的误差主要体现在调整、夹紧和测量三个方面。机械加工中的调整有两种:试切调整和调整调整,但很难做到绝对准确,会产生误差。以试切削法调整为例,在摩擦作用下进给机构位移时,实际进给量与理论总进给量很难完全匹配。例如,CA6136车床的总理论进给需要横向进给。给一个小网格12bet备用网址架向前移动0.02mm,但12bet备用网址架向前移动的实际距离往往小于理论进给量。装夹误差主要包括对12bet备用网址时的双曲形误差、夹具的定位误差、夹紧力和夹紧方向误差、工件的形状或尺寸变形误差等。测量误差主要包括测量工具、测量方法和读数方法中的各种误差。

  1.3数控加工误差

  目前,计算机数控机床在机械制造中的应用越来越普遍,与传统的普通机床相比,误差大大减小。但是,数控机床所采用的编程、数控装置、伺服驱动等技术所带来的误差问题不容忽视。以程序设计为例,误差来源主要是数学误差和过程误差。让我先谈谈数学错误,因为零件每个节点的坐标值通常不是有理数,即使是有理数,也超出了计算机可以表示的范围。因此,当计算机丢弃部分数据时,会产生近似算法误差、模型误差、截断误差等;在处理过程中,如果在编程过程中不计算基本尺寸,就会产生误差。

 

  二、提高机械加工精度的措施

  2.1采取科学措施,尽量减少原始误差

  首先,调整和改进工艺系统,提高加工精度。以机床为例,关键是要提高轴承的旋转精度,包括适当预紧滚动轴承、提高轴承刚度、均衡滚动体误差等,以及工装夹具和12bet备用网址具,必须选择最适合加工设计和加工的夹具,适当更换磨损严重的道具,减少夹具和12bet备用网址具定位的手动误差。此外,加工过程中的一些错误是难以避免的。为此,可以在事先科学估计误差的基础上适当增加预算,通过合理扩大原材料和加工尺寸的裕度,减少误差的产生。其次,对有误差的零件采取科学的组合措施,达到平均和减少产品误差的目的。例如,如果将半成品或毛坯尺寸按误差大小分为几组,每组毛坯误差将相应减少,然后调整工件和12bet备用网址具或定位元件的相对位置,可以减小整批工件的尺寸分布。

  2.2严格控制工艺流程,减少加工件误差

  首先,严格审查零件的设计图纸,明确零件的尺寸、几何尺寸等,严格按照既定的工艺规程编制工艺路线,确定工艺设备、操作时间等,合理划分粗加工和精加工工序,做到:有针对性地选择合适的机械设备,实现各工序时间的合理安排,保证加工精度。其次,遵循“先一次,后二次,先基准,先打孔,后粗加工”的加工原则。同时,由于加工过程中温度控制不足,会引起工件和设备的变形,影响加工精度和加工过程。还要把握好温控时间,避免热变化的问题。另外,在完成一定批次的零件加工后,要做好设备的数据校正工作,这样既减轻了机械疲劳,又修正了一对一的机械误差,保证了加工精度的稳定性。

  2.3采用精密补偿技术及时补偿校正

  该措施主要针对数控机床。与传统手工检测强调的“加工、检测、再加工、复检……”相比,通过精密补偿技术进行补偿校正的优势更加明显。在数控机床中,组成精度补偿的系统部件包括探头、位置传感器和光栅尺。以精铣气缸盖底面加工为例,探讨了探头补偿技术在精铣气缸盖底面加工中的应用。铣12bet备用网址试切工件去除部分加工余量→测头进给检测试切后工件表面探针返回并记忆变量值△1→探针进给检测工件半成品表面→探针返回并记忆变量值△2→与加工过程中的理论坐标信息进行比较并进行补偿校正→用精密铣12bet备用网址以试切平面为基准,加上切削修正量,将工件表面精铣至加工尺寸”等措施,可有效矫正主轴变形和伸长。夹具的变形和倾斜误差。但必须指出的是,虽然数控机床与传统机床相比有着明显的优势,但其操作和维护要求相对较高,特别是一些编程控制的加工过程要求更高,因此我们必须加大这方面的研究。

 

  机械加工是一项复杂的系统工程。除上述三大因素外,机械加工原理问题、特殊加工误差问题、应力和热作用下的误差问题都会影响精度,因此必须继续加强这方面的工作通过研究和探讨,采取科学合理的措施,尽量减少各种相关因素造成的误差,从而为我国机械加工业的进一步发展添砖加瓦。

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