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摘要:对机械制造来说质量是非常重要的,加工过程中各项技术的误差对工件的精度都有很大的影响,本文就机械加工质量技术的相关问题进行分析,分析了出现误差的原因,提出了加强质量准确精度的具体方法。
关键词:机械加工;加工质量;技术误差
中图分类号:TH161文献标识码: A
一、机械加工的质量
要提高机械加工质量,就要先清楚机械加工的精度。加工的精度是说零件加工之后,包括尺寸、形状、各个表面的相對位置等等这些的实际值和设计方案的预期值是否相符,如果有偏差,那这个偏差就是加工误差。加工误差愈大就表示加工精度愈低,加工误差愈小就表示加工精度愈高。
加工精度包括尺寸精度、几何精度以及相对位置精度。尺寸精度限制了加工面与基准面之间的相对位置的误差范围。几何形状精度限制了加工表面的几何形状,如圆柱,圆柱度,直线度等的误差范围。相对位置精度限制了加工的表面和要求的基准之间的相对位置的误差范围。
在机械加工中,加工过程由加工件、加工机床、刀具和夹具构成,这一个整体即机械加工的工艺。不同的工作条件,不同的加工方式会形成不同的加工误差。要提高机械加工的质量就要分析整个加工工艺的过程。
二、影响机械加工精度的技术误差
1.原始误差
在机械加工过程中,对工艺系统产生影响的因素是非常多的,这也就是出现很多原始误差的一个重要原因,因此需要重点分析这些因素以便尽量减少对机械加工精度的影响。原始误差的产生主要是由两方面所造成的,其中一方面是由于机械加工工艺系统本身的结构所决定的,这些原始误差因为系统各个部件以及部件之间的间隙等诸多因素构成了无法消除影响因素。人们只能尽量减小这些因素对原始误差的影响但不可能消除其影响。另一方面原始误差是由于零件在加工过程中进行了切削操作而产生的
2.造成加工误差的原因
(1)加工刀具形成的几何误差。在切削的过程中,刀具都会产生磨损。这些磨损就会造成加工件形状和尺寸上的变化。如果没有正确的选用合适的刀具,则会造成加工件几何误差的加大,甚至超出合理的误差范围。要最大限度的减少加工误差的产生就需要选用合适的刀具材料、刀具几何参数、刀具切削用量。这样既能减少加工误差,又能减少刀具磨损。
(2)加工夹具形成的几何误差。
夹具的制造误差对加工件的误差形成有很大的影响。夹具使用不当主要表现在两方面:一是基准不重合造成的误差;一是定位不准确造成的误差。一方面,在对加工件进行加工时,要选取加工件上的几个点作为进行加工的定位基准。该基准是确定每一个工序所加工的工件成型后的位置、尺寸和形状。而设计基准则是指设计的零件图上面工件的位置、尺寸和形状。如果定位不准确就会造成这两个基准之间无法重合,产生误差。另一方面,夹具在定位时用到的定位原件,其实际尺寸和位置都是存在误差的,不可能和基本尺寸制造的没有差别。这些误差也会影响加工件的加工精度。
3.加工机床形成的几何误差
进行加工件的工序中,很多是通过机床来实现的,因此机床的精度对加工件的精度有很大的影响。机床制造中,一般出现误差的地方有:主轴回转误差、传动链误差、导轨误差等,每个误差对加工件的精度都有很大的影响。主轴回转误差指的是每一瞬间,主轴的实际回转轴线与平均回转轴线的误差,它将对加工件的精度产生最直接的影响。传动链误差,指的是传动链首尾两端的传动部件之间在相对运动过程中产生的误差,这个误差的产生一般是因为传动链的组成部分在制造和装配中存在误差。导轨误差,除了其本身的制造原因外,主要是导轨的安装和日常磨损造成的。
4.刀具的几何误差
刀具的种类不同,因刀具误差产生的加工的精度就不同。进行刀具尺寸确定、形状确定、刀具展成加工时,制造的误差都会影响工件成形的加工精度,而一般的刀具制造的过程中,产生的误差则对加工的精度没有影响。
5.夹具的几何误差
一般来说,夹具是为了使工件具有准确的位置,相应的固定可以使它们所处的位置更加固定,因此夹具对工件的加工精度有很大的影响。
6.工艺系统受力变形产生的误差
一是工件刚度,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就比较大。二是刀具刚度,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。三是机床部件刚度,机床部件由许多零件组成,机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法,目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系,加载曲线和卸载曲线不重合,卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是加载和卸载循环中所损耗的能量,它消耗于摩擦力所做的功和接触变形功;第一次卸载后,变形恢复不到第一次加载的起点,这说明有残余变形存在,经多次加载卸载后,加载曲线起点才和卸载曲线终点重合,残余变形才逐渐减小到零。
三、提高加工精度的工艺措施
1.通过改善工件的切削加工条件、选择刀具几何角度、控制切削用量的方法减少加工的原始误差。针对工件产生原始误差的原因,逐项采取不同的方法解决。提高机床、刀具、夹具自身的精度,一些精密零部件的加工可以采用精密机床进行加工;改良加工工艺,针对不同加工件的加工要求对已有加工工艺进行调整,以改善加工件的受力、受热变形误差;在调整加工工艺和测量加工件的过程中,要尽可能的控制动态误差的产生,或是将误差控制在合理的范围。
2.对一些原始误差进行误差补偿。机械加工工艺过程中,由于一些不可避免的客观条件、主观原因而产生的原始误差,除了控制其误差范围外,还可以采取一定的方法对加工过程中产生的误差进行误差补偿。所谓误差补偿,就是通过人为的方法,制造出误差,用这个新的误差来补偿甚至抵消原来固有的原始误差,这样一来,就可以将加工误差减少,加工精度就得以提高,也就是提高了产品的加工质量。
3.对原始误差进行分化和均化。前者是通过将原始误差分组,按组加工来缩小误差范围;后者是通过不断地试加工,在有密切联系的加工件之间比较和修正,使原有误差不断缩小和均化。这两种方法都能有效的减少加工误差,提高加工精度。
4.合理运用就地加工法。对于那些要求精度高的重要表面,可以在装配之后才进行精加工,这样可以整体提高加工件的精度。在有些情况下,要单独提高零件的加工精度是困难的,因为涉及到零部件之间的相互关系,而使用就地加工法就可以解决这个问题体,可以有效的提高零部件的加工精度,在日常加工中应用比较多。
综上所述,针对不同误差可能出现的原因,我们要采取不同的措施进行控制,只有加强对机械的质量进行管理,才能有效的减小技术误差。进行误差精度校对的过程中,对产生误差的工序要进行严格的纠正,保证工序的精度才能保证机械的质量,才能促进机械制造业的持续发展,提高市场竞争力,让企业在市场中处于不败之地。
参考文献:
[1]王建森,王建楹,范玉涛,刘宗辉.浅谈机械加工质量技术分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013,08:300-301.
[2]张治坤.新形势下机械加工质量技术控制研究探讨[J].才智,2013,26:248.
[3]鲍建民.关于对机械加工质量技术的分析[J].科技致富向导,2012,11:182.
[4]马吉峰.浅谈机械加工质量技术分析[J].民营科技,2014,02:52.
关键词:机械加工;加工质量;技术误差
中图分类号:TH161文献标识码: A
一、机械加工的质量
要提高机械加工质量,就要先清楚机械加工的精度。加工的精度是说零件加工之后,包括尺寸、形状、各个表面的相對位置等等这些的实际值和设计方案的预期值是否相符,如果有偏差,那这个偏差就是加工误差。加工误差愈大就表示加工精度愈低,加工误差愈小就表示加工精度愈高。
加工精度包括尺寸精度、几何精度以及相对位置精度。尺寸精度限制了加工面与基准面之间的相对位置的误差范围。几何形状精度限制了加工表面的几何形状,如圆柱,圆柱度,直线度等的误差范围。相对位置精度限制了加工的表面和要求的基准之间的相对位置的误差范围。
在机械加工中,加工过程由加工件、加工机床、刀具和夹具构成,这一个整体即机械加工的工艺。不同的工作条件,不同的加工方式会形成不同的加工误差。要提高机械加工的质量就要分析整个加工工艺的过程。
二、影响机械加工精度的技术误差
1.原始误差
在机械加工过程中,对工艺系统产生影响的因素是非常多的,这也就是出现很多原始误差的一个重要原因,因此需要重点分析这些因素以便尽量减少对机械加工精度的影响。原始误差的产生主要是由两方面所造成的,其中一方面是由于机械加工工艺系统本身的结构所决定的,这些原始误差因为系统各个部件以及部件之间的间隙等诸多因素构成了无法消除影响因素。人们只能尽量减小这些因素对原始误差的影响但不可能消除其影响。另一方面原始误差是由于零件在加工过程中进行了切削操作而产生的
2.造成加工误差的原因
(1)加工刀具形成的几何误差。在切削的过程中,刀具都会产生磨损。这些磨损就会造成加工件形状和尺寸上的变化。如果没有正确的选用合适的刀具,则会造成加工件几何误差的加大,甚至超出合理的误差范围。要最大限度的减少加工误差的产生就需要选用合适的刀具材料、刀具几何参数、刀具切削用量。这样既能减少加工误差,又能减少刀具磨损。
(2)加工夹具形成的几何误差。
夹具的制造误差对加工件的误差形成有很大的影响。夹具使用不当主要表现在两方面:一是基准不重合造成的误差;一是定位不准确造成的误差。一方面,在对加工件进行加工时,要选取加工件上的几个点作为进行加工的定位基准。该基准是确定每一个工序所加工的工件成型后的位置、尺寸和形状。而设计基准则是指设计的零件图上面工件的位置、尺寸和形状。如果定位不准确就会造成这两个基准之间无法重合,产生误差。另一方面,夹具在定位时用到的定位原件,其实际尺寸和位置都是存在误差的,不可能和基本尺寸制造的没有差别。这些误差也会影响加工件的加工精度。
3.加工机床形成的几何误差
进行加工件的工序中,很多是通过机床来实现的,因此机床的精度对加工件的精度有很大的影响。机床制造中,一般出现误差的地方有:主轴回转误差、传动链误差、导轨误差等,每个误差对加工件的精度都有很大的影响。主轴回转误差指的是每一瞬间,主轴的实际回转轴线与平均回转轴线的误差,它将对加工件的精度产生最直接的影响。传动链误差,指的是传动链首尾两端的传动部件之间在相对运动过程中产生的误差,这个误差的产生一般是因为传动链的组成部分在制造和装配中存在误差。导轨误差,除了其本身的制造原因外,主要是导轨的安装和日常磨损造成的。
4.刀具的几何误差
刀具的种类不同,因刀具误差产生的加工的精度就不同。进行刀具尺寸确定、形状确定、刀具展成加工时,制造的误差都会影响工件成形的加工精度,而一般的刀具制造的过程中,产生的误差则对加工的精度没有影响。
5.夹具的几何误差
一般来说,夹具是为了使工件具有准确的位置,相应的固定可以使它们所处的位置更加固定,因此夹具对工件的加工精度有很大的影响。
6.工艺系统受力变形产生的误差
一是工件刚度,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就比较大。二是刀具刚度,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。三是机床部件刚度,机床部件由许多零件组成,机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法,目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系,加载曲线和卸载曲线不重合,卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是加载和卸载循环中所损耗的能量,它消耗于摩擦力所做的功和接触变形功;第一次卸载后,变形恢复不到第一次加载的起点,这说明有残余变形存在,经多次加载卸载后,加载曲线起点才和卸载曲线终点重合,残余变形才逐渐减小到零。
三、提高加工精度的工艺措施
1.通过改善工件的切削加工条件、选择刀具几何角度、控制切削用量的方法减少加工的原始误差。针对工件产生原始误差的原因,逐项采取不同的方法解决。提高机床、刀具、夹具自身的精度,一些精密零部件的加工可以采用精密机床进行加工;改良加工工艺,针对不同加工件的加工要求对已有加工工艺进行调整,以改善加工件的受力、受热变形误差;在调整加工工艺和测量加工件的过程中,要尽可能的控制动态误差的产生,或是将误差控制在合理的范围。
2.对一些原始误差进行误差补偿。机械加工工艺过程中,由于一些不可避免的客观条件、主观原因而产生的原始误差,除了控制其误差范围外,还可以采取一定的方法对加工过程中产生的误差进行误差补偿。所谓误差补偿,就是通过人为的方法,制造出误差,用这个新的误差来补偿甚至抵消原来固有的原始误差,这样一来,就可以将加工误差减少,加工精度就得以提高,也就是提高了产品的加工质量。
3.对原始误差进行分化和均化。前者是通过将原始误差分组,按组加工来缩小误差范围;后者是通过不断地试加工,在有密切联系的加工件之间比较和修正,使原有误差不断缩小和均化。这两种方法都能有效的减少加工误差,提高加工精度。
4.合理运用就地加工法。对于那些要求精度高的重要表面,可以在装配之后才进行精加工,这样可以整体提高加工件的精度。在有些情况下,要单独提高零件的加工精度是困难的,因为涉及到零部件之间的相互关系,而使用就地加工法就可以解决这个问题体,可以有效的提高零部件的加工精度,在日常加工中应用比较多。
综上所述,针对不同误差可能出现的原因,我们要采取不同的措施进行控制,只有加强对机械的质量进行管理,才能有效的减小技术误差。进行误差精度校对的过程中,对产生误差的工序要进行严格的纠正,保证工序的精度才能保证机械的质量,才能促进机械制造业的持续发展,提高市场竞争力,让企业在市场中处于不败之地。
参考文献:
[1]王建森,王建楹,范玉涛,刘宗辉.浅谈机械加工质量技术分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013,08:300-301.
[2]张治坤.新形势下机械加工质量技术控制研究探讨[J].才智,2013,26:248.
[3]鲍建民.关于对机械加工质量技术的分析[J].科技致富向导,2012,11:182.
[4]马吉峰.浅谈机械加工质量技术分析[J].民营科技,2014,02:52.