时间:2023-03-21 17:13:20
序论:在您撰写机械加工论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
现代机械加工技术要做好机械加工产品整个生命周期的设计工作,特别是在报废处理环节上,应该能做到材料的再次循环利用,以此紧跟节能环保的时代主题。第七,逐步实现由技术支撑向人、组织、技术三结合的集成处理。而这一理念的本质,在于强调了人在机械加工技术中的永恒作用,强调了其在经营管理、战略决策的作用。并满足了市场驱动下,以需求为牵引,客户为核心的生产、经营理念的改变,是面向社会经济发展,回应市场需求而提出的全新现代机械加工技术方法,也是未来现代机械加工技术发展的主要方向。
2现代化机械加工技术的内容与发展方向
(1)机械加工的绿色制造
机械加工的绿色制造是机械制造企业可持续发展战略的重要体现,也是机械制造企业在综合环境与资源所构建出的全新加工模式。其根本目的在于将机械加工产品在整个加工过程中,最大限度的做到资源的最优处理,降低废弃物的产生,加大利用率。而绿色制造最明显的工艺则体现在切削加工不使用切削液上。因为,切削液对人体的健康、生态环境都会造成极大的威胁,同时切削液的使用还会加大能源的消耗。所以,在条件允许的前提下,尽可能不使用切削液进行切削,加大对切削工艺的研究与开发,以实现机械加工的绿色制造。
(2)计算机集成制造CIM
近些年来,随着计算机的普及应用与发展,计算机集成制造早已成为机械制造企业进行规模生产的主要科技技术手段。CIM就是指通过计算机实现信息的集成化并进行现代机械加工制造,用以提高企业的总体经济效益,促进企业的健康、稳定发展。尤其是改项技术的应用,还能够统筹整个机械加工过程,将企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理乃至售后服务都整合到一个系统之中得到一体化处理,因此,该项工艺已经成为当今现代机械加工技术的主要发展趋势。
3结束语
1.1劳动防护管理
工作不完善劳动防护是保护所有机械加工操作者的重要手段,如果劳动防护管理工作不完善,劳动防护用品不能及时发放到操作者手中或操作者不按要求穿戴防护物件,极易产生划伤、烫伤、砸伤等事故。
1.2操作者技能不足
很多企业现在招聘的是技术学院刚毕业的学生,经过简单的培训后开始上岗,虽然大部分学生在学校期间接触过类似的机械设备,但由于经验及技能不足,对设备的性能掌握不够,对刀具的使用不太精通,如果单独操作时易产生撞车、刀具刃磨不正确断屑不利伤人、装夹方式不对工件飞出伤人等事故。
2加强机械加工的安全防范措施
2.1加强安全管理工作安全管理
工作包括建立健全规章制度、强化安全责任意识、加强员工安全教育培训、加大监督检查力度等。建立健全规章制度是保障机械加工参与者参与生产安全的必要手段,通过制度来约束行为人的行动,使其行为符合安全生产管理要求。通过制定岗位操作规程、安全操作规程等制度将管理组及操作者的工作具体化,使实际操作过程实现可控制化。强化安全责任意识就是明确每一个机械加工参与者的安全责任,单位负责人全面负责本单位的安全工作,然后将安全责任层层落实,班组长负责本班组的安全责任,同时配备一名安全员负责安全工作,班组全体成员对自己的安全负责,确保参与者人人有责,才能有效控制安全生产事故的发生。加强员工安全教育培训的手断和形式有多种多样,对不同工种的培训内容和方法也须有区别。安全教育可通过讲、看、谈的方法进行,讲就是聘请有经验、专业安全知识丰富的人员进行定期或不定期的讲座、授课;看就是观看一些有代表性的安全教育影片或书籍,通过安全生产事故的实例给机械操作者以警示;谈就是班组成员互相之间对实际操作过程中的安全注意事项进行交流的过程。加大监督检查力度是对上述安全规章制度的执行情况、安全责任的落实情况、安全教育培训的实际效果的检查考核,如发现有执行不到位、落实不到人、教育培训无效果的情况可按实际情况进行进一步的处置。
2.2加强机械设备管理
工作机械设备就是机械加工创造效益的工具,维护好设备是每个机械加工者应尽的义务,同时有利于安全生产。建立设备管理台账,对每一台设备的运行情况、维修情况一定要记录在案,操作者必须充分了解设备的基本结构及使用要求,维护与保养知识,相关部门要制定每台设备的操作规程,操作者必须严格按规程操作。如果设备出现故障或有异常,不得强行继续工作,要停机检查,操作者可以自行解决的及时处理,否则必须由专业维修人员进行检修,检修后要详细填写维修记录,以备参考。设备管理部门应配专人对设备的运行及维护情况进行监督检查,发现问题及时纠正,以避免产生安全事故及设备的损坏。
2.3加强劳动防护管理
工作正确佩戴劳动防护用品时每个机械加工操作者的基本权利和应尽的义务,安全管理部门必须根据国家规定为每一个员工按时发放劳动保护用品,并有权利监督每一个员工的安全防护用品使用情况,如发现没有按规定佩戴劳动防护用具或未正确佩戴劳动防护用具的人员,必须及时停止其工作,经安全教育考核合格后方可重新上岗。
2.4加强操作者技能培训技能培训
包括组织专业的操作机理论培训、以老带新、以高带低等方法,通过培训可学习到如何合理使用设备、维护设备、装夹工件、刃磨刀具、安全防护等知识。同时需要学习各种材料的性能及特点,比如在加工镁、锆等金属或含有镁、锆成份的合金是注意防止燃烧,避免烧伤。
3结论
(一)主轴回转误差。主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。产生主轴径向回转误差的主要原因有:主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。适当提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度。
(二)导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面:在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度(扭曲)。除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也是造成导轨误差的重要因素。
(三)传动链误差。传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差,以及使用过程中的磨损所引起。
(四)刀具的几何误差。任何刀具在切削过程中,都不可避免要产生磨损,并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料,合理地选用刀具几何参数和切削用量,正确地采用冷却液等,均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
(五)定位误差。一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时,须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准,如果所选用的定位基准与设计基准不重合,就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确,它们的实际尺寸(或位置)都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副,由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量,称为定位副制造不准确误差。
(六)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载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。
(七)工艺系统受热变形引起的误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大,特别是在精密加工和大件加工中,由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用,温度会逐渐升高,同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。
(八)调整误差。在机械加工的每一工序中,总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确,因而产生调整误差。在工艺系统中,工件、刀具在机床上的互相位置精度,是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时,调整误差的影响,对加工精度起到决定性的作用。
(九)测量误差。零件在加工时或加工后进行测量时,由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。
二、提高机械加工精度的措施
(一)减少原始误差。提高零件加工所使用机床的几何精度,提高夹具、量具及工具本身精度,控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机械加工精度,需对产生加工误差的各项原始误差进行分析,根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工,则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。
(二)误差补偿法。对工艺系统的一些原始误差,可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。
①误差补偿法:此法是人为地造出一种新的原始误差,从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差,达到减少加工误差,提高加工精度的目的。
②误差抵消法:利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。
(三)分化或均化原始误差。为了提高一批零件的加工精度,可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面,还可以采取在不断试切加工过程中,逐步均化原始误差的方法。
①分化原始误差(分组)法:根据误差反映规律,将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组,每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置,使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致,以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。
②均化原始误差:此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查,从中找出它们之间的差异,然后再进行相互修正加工或基准加工。
(四)转移原始误差。这种方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。转移原始误差至非敏感方向。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向,则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。
三、结束语
在机械加工中,误差是不可避免的,只有对误差产生的原因进行详细的分析,才能采取相应的预防措施减少加工误差,提高机械加工精度。
[论文关键词]机械加工精度误差
[论文摘要]分析机械加工存在误差的主要原因,然后提出提高机械加工精度的措施。
参考文献:
[1]李玉平,机械加工误差的分析[J].新余高专学报,2005(4).
零件的可加工性是机械设计中比较容易忽视的问题,实际上,如果在零件的可加工性方面进行充分的考虑,进行优化设计,简化零件的形状,使之便于加工成型,并根据精度要求的不同进行位置的区分,则可以在很大程度上提高零件的精度,使误差得以减少。
2机械加工的误差分析
2.1机床自身运转的制造误差
作为一种机械,机床本身也存在着误差,并且随着使用时间的加长,误差会越来越大。机床所产生的误差主要有主轴回转误差、导轨的位置误差、传动链的传递误差。主轴的实际回转轴线与其理论回转轴线之间的变动所产生的误差,即所谓的主轴的回转误差,在加工回转件时,回转误差的存在对零件的同轴度、挠度、圆跳动等造成了严重的影响,减低了零件的精度。对于机床来说,导轨的位置是决定其加工零件的精度的关键要素,导轨的位置误差的存在对于零件的加工非常不利,分析其位置误差的产生原因,主要是由于导轨安装不当而产生的安装误差,还有就是导轨自身的制造精度问题,以及导轨在长时间的使用下逐渐产生的变形误差。传动链为机床运转传递所需要的动力和能量,一旦出现误差将会对机器的相对运转造成不利影响,进而影响零件的精度。
2.2机床用具的误差
机床的用具分为两种,即刀具和夹具,相比较而言,夹具产生的误差要远远大于刀具产生的误差。在使用过程中,刀具会产生不同程度的磨损,进而引起零件的加工误差,不同的机床所使用的刀具也是不同的,因此所引发的零件的误差程度也不尽相同,一般来说,刀具所导致的误差并不明显。而机床夹具在机械加工中是必不可少的辅助设备,其作用就是用来对刀具、零件和机床的位置进行控制,所以夹具产生的误差较为显著。
2.3机械加工过程中的定位误差
基准点不重合以及定位副自身误差的存在导致在机械加工过程中产生定位误差。对于机械加工来说,基准点的精准性非常重要,通产要与设计中的基准点重合,否则就会产生很大的误差,严重影响零件的精度。工件的基准面和夹具的定位面组成了定位副,因此,如果夹具的定位面的制造精度不够,或者定位面上有杂物,就会引起定位不准,从而产生制造误差。
3降低误差的措施
为降低零件的误差,可以采取相应的措施。首先,尽量减少加工中的直接误差的产生,分析可能出现的误差,在机械设计之初就对这部分误差进行充分的考虑,并采取合理措施加以降低或消除,还要针对误差选择适当的机床和夹具。其次,有些误差是不能消除也无法避免的,只能进行补偿,这就需要对已知的误差量进行分析,采取添加原料或加工尺寸留下余量等方式进行误差的弥补。最后,对于已经加工完成的存在误差的零件进行分组使用,将加工好的半成品或成品根据其误差的大小和范围进行分组匹配或进一步加工,这种方法不仅相对简单,还具有很强的经济性。
4结束语
1.1几何误差对加工精度的影响
1.1.1调整误差。在机械加工的过程中,加工机械所需要的夹具、刀具和机床在对机械零件进行加工的过程中会产生误差,需要对误差进行调整,但是在调整的过程中并不能保证完全到位,也可能出现误差。调整过程中因方法的不同也会导致不同误差的出现,误差的出现受到许多因素的影响,因而在研究调整误差时需要结合具体的调整方式。
1.1.2制造误差。在机械加工中,刀具制造的精度和工作的环境会对加工的精度造成影响。但是产品加工的精度不会因为单刃刀的直接影响,零件的尺寸和几何形状会在加工过程中因本身的磨损而改变,因此,在对机械零部件进行加工时需要检查刀具本身是否存在制作方面的误差。
1.1.3机床自身几何误差。机床自身几何误差主要是安装误差、制造误差和磨损误差等几种常见的误差,其中,制造误差是最大的误差。机床自身的三种基本误差为导轨误差、传动链误差和主轴回转误差。导轨误差,导轨出现误差将会明显作用于加工的精度,出现直线度误差、扭曲度误差、相互位置误差等,为了减少导轨误差,可以从材料、、保护装置、结构等方面着手;传动链误差,该误差出现的原因主要是因为安装传动机构,制造和后续作业等条件下因磨损导致的,出现先后运动误差。实验表明,减少传动链部件数量和缩短传动链可以实现传动误差数值量的减少;主轴回转误差,回转误差会影响产品加工表面的形状,部件因角度摆动出现圆柱度误差,部件端受轴向窜动会有平面度误差,但断面不会受其影响。
1.2工艺受力变形对加工精度的影响机械零部件加工过程中因传动力、重力、切削力等作用会导致变形,变形会引起刀具和加工工具相对位置产生变化,从而导致零部件在加工过程中几何形状和尺寸出现误差。外圆车刀具有较大的刚度,而刀杆的刚度相对弱,由于二者的刚度不一致,当受力时,刀杆容易发生变形。此外,机床部件的刚度也会对加工零件产生影响,而其影响的程度只能通过实验得知。
1.3加工精度受工艺系统热变形的影响机械加工的工艺系统在受热作用时,会发生变形,尤其是存在比较剧烈的温差时,对工具自身运动与几何关系会产生比较大的破坏作用。控制好加工的热影响对于精度有积极的意义。加工工艺的变形主要包含三种:工件热变形、机床热变形和刀具热变形。如果所需加工的零件的长度长,而精度要求高时,工件的热变形对精度的影响是最为明显的。工件加工时,经常在单面进行切削,由于存在温差,会导致工件的隆起,产生较大的误差。而加工中将隆起的部分削平,当温度降低之后,削平的部位又会出现收缩,有凹槽,导致较大的平面误差度。经过试验和实践经验分析得出,对于此类问题最为常用的方式是加入切削液,对温差进行补偿,尽量降低加工时零件表面的温度。
1.4加工精度受定位误差的影响机械加工过程中会涉及到很多工艺定位,定位过程中如果定位不标准产生误差也会对机械加工的精度造成影响。机械加工工艺定位大体上有设计基准和工序基准,这两种基准称为定位基准。在对零部件进行加工的时候需要选择零部件的多种几何参数作为加工过程中的定位基准,如果选择的定位基准不符合设计基准,就会因基准不重合而出现误差,现实制造过程中一般机床上的定位元件因各种条件的限制不可能和基本尺寸绝对吻合,定位元件的实际尺寸和位置允许有一定的变动幅度,定位幅度过大或者定位不准确就会造成定位误差。
1.5加工精度受加工原理的影响机械加工的过程中由于采取了近似加工法,近似传动法或近似刀具轮廓而产生的加工误差称之为加工原理误差。很多时候为了得到要求的工件表面,在实际加工过程中,工艺师会在工件或刀具的运动之间建立一定的关联。理论上来说要采用完全准确的运动联系,但是实际生产中由于完全准确的加工原理会导致机床或夹具制造极为复杂,使得制造工艺极为复杂而难以满足现实条件,基本上不可能做得到,这就是近似加工运动误差。
2改进机械加工精度的误差
抵消法采取抵消法或者补偿法抵消和补偿原来的系统误差,从而减少零部件的加工误差,提高零部件的加工精度,这种方法称之为误差抵消法。如果原始的误差为负值,那么人工产生的误差就要取正值,反之则取负值,这两种做法的目的就是为了相互补偿原来的系统误差,使得两者大小相等,除此之外,利用一种原始误差抵消另一种原始误差就是通过相互抵消的方式减少加工的误差,提高零部件的加工精度。
2.1平均原始的误差有些精度要求很高的零件,可以通过加工使得零件的加工表面的原始误差均匀化。对经过工具的表面和工件给予检查和比较,进而找出其中的差异,在对零件进行修正或者按照基准进行加工,在实际的生产过程中,直尺、端齿分度盘和平板等都是采用将原始误差平均化的原理来加工。
2.2转移原始的误差将机械零件的原始误差从敏感方向的误差转化到非敏感方向的误差,进而达到将机械工艺的受力变形、几何误差以及热变形等原始误差转移。原始的误差能否直接的在加工误差上反映出来,是否能够提高零件的精度,决定于其是否在误差的敏感方向上。
2.3减少原始的误差机械加工精度和量具和夹具的本身精度的提高,减少加工工艺系统的受热、受力和刀具的磨损以及测量误差,采取措施降低原始的误差。所以如果想要提高机械的加工精度,就要对各个原始误差都进行研究,对于不同的误差采用不同的方式进行解决。对于有固定形状的零件的加工,要减少刀具安装和刀具的具体形状的误差,对于一些很精密的零件的加工,要提高所用的精密机床的刚度以及精度。
2.4分化原始误差法分化原始误差的方法能够有效地提高零部件的加工精度,从误差的反映规律来看,一般将毛坯上的工件的几何尺寸根据具体的情况分成几个小组,每个小组尺寸的范围可以被缩小,然后依据具体的误差来调试工件的正确位置,缩小整批的工件的分散范围。
2.5均化原始误差法对于要求加工配合精度很高的轴和孔的加工过程中一般采用研磨方式,研磨工艺本身精度并不高,但是却能通过与工件做相对运动时经过研磨对工件进行微量的切削,使得工件达到很高的精度,当然,研磨工具也相应地被工件磨去一部分,这种表面之间的摩擦和磨损是一种不断减小误差的过程,这个方法就是均化原始误差法,既能提高零部件的加工进度,又能提高磨具自身的精度,这种方法的实质就是两个相互作用的表面进行比较和检查,然后找出两者之间的差异,并互为基础,进行修正,不断缩小和分化零部件表面的误差。
3结语
1.1工艺系统的几何误差对机械加工精度的影响
工艺系统的几何误差通常包括机床、刀具、夹具自身的几何误差以及在使用过程中的磨损和调整误差,其中机床、夹具、刀具的自身几何误差是加工之前就已经存在的,在加工过程中反馈到零件上。工件的加工通常是通过机床进行的,机床自身制造精度就决定了工件的加工精度。在实际生产中,对工件精度影响较大的有主轴回转造成的误差、导轨造成的误差以及机床传动链造成的误差等,其中主轴回转误差包括主轴的弯曲挠度、同轴度、轴承误差等;导轨误差包括导轨制造误差、导轨磨损、导轨安装误差;传动链误差是由传动链各个环节的制造和装配误差造成的。同样,刀具和夹具的误差也是由制造误差和安装误差造成的。
1.2工艺系统引起的误差对机械加工精度的影响
工艺系统引起的误差按照原理不同可以分受力变形和受热变形两种,前者是指工艺系统加工过程中受到重力、惯性力、切削力等因素的影响产生了变形,破坏了工件与切削刃之间的位置关系,从而造成了加工误差,这种误差通常通过提高接触刚度、工件刚度、机床刚度以及合理利用夹具来减少;后者是指工艺系统受到了外界热源的影响而产生了变形,影响了工件的加工精度,工艺系统发生热变形的原因有以下三种:(1)机床长时间运行成为热源,而机床结构复杂、散热不均匀使机床各个部位的温度不同,产生的变形也不同,最终导致了误差;(2)工件在加工过程中由于摩擦或其它外因作用变热,产生了加工误差;(3)刀具的热容量和体积都较小,使热量集中在切削部位,较高的温度对工件造成了影响。
1.3工件内应力对机械加工精度的影响
工件内应力是指工件的外载荷去除以后,工件内部仍残存的应力,主要由于金属内部组织的体积变化不均匀造成。具有内应力的工件是不稳定的,其内部组织会不断发生变化,直到内应力消失为止,在内应力变化过程中,工件的原有加工精度也会消失。工件的内应力主要是在热加工和冷加工中产生,如毛坯的铸造残余应力、冷校直中的内应力、切削中产生的内应力等。工件在经过加工过程中因为外界因素产生冷热不均匀,从而产生内应力,加工后不及时处理,内应力逐渐消失,就会使工件出现变形。在实际生产中通常通过合理设计零件结构、时效处理、合理安排工艺等手段消除内应力。
2提高机械加工精度的措施探讨
根据上文的分析,结合实践经验可以得知,提高机械加工的精度的工艺措施有四种,分别是直接减少误差法、误差补偿法、误差分组法、误差转移法。
2.1直接减少误差法
在查明工件产生误差的原因后,通过某种工艺措施对其减小或消除。如:采用“大主偏角反向切削法”进行细长轴的车削,可以较好的消除轴向切削力引起的弯曲变形,如果车床的顶尖采用弹簧顶尖,还可以有效的消除热变形造成的误差。综合而言,就是对某具体工件可能产生误差的各方面因素进行具体分析,针对此工件的加工精度要求,制定相应的工艺加工方案,从而达到控制工件误差,提高机械加工精度的目的。
2.2补偿误差法
所谓补偿误差就是通过人为的制造一种新的误差,来抵消工艺系统中的固有误差,从而达到控制误差的目的。此方法主要适用于原有误差无法通过工艺改良进行控制的情况,通过制造误差达到正负相抵消的目的。此方法的应用是建立在对机械加工误差全面了解,并完全掌握其成因的基础上进行的,否则盲目制造误差会进一步增加误差,达不到误差抵消的目的。
2.3误差分组法
在工件加工过程中,上道工序中的工件误差,会给本工序造成一定的影响,如:误差复映造成本工序的加工误差扩大、定位误差造成本工序的位置误差扩大。为了解决这个问题,在大批量加工工件时,可以采用误差分组法,即将上道工序加工后的零件按照误差大小分成N组,那么每组的误差范围就会缩小到原来的1/N,然后再各组的误差进行分别调整,从而达到减小误差,提高加工精度的目的。
2.4误差转移法
误差转移法是指通过某种措施将工艺系统中的几何误差、受力变形以及热变形等转移到误差非敏感的方向,使加工过程的误差对机械精度不会造成影响,从而达到提高机械加工精度的目的。机械加工误差通常是指其敏感方向的误差,如加工表面,只要将误差转移到非敏感方向,如加工表面的切线方向,机械加工的精度就会得到很大的提高。
3结束语
[论文摘要]分析机械加工存在误差的主要原因,然后提出提高机械加工精度的措施。
加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。在机械加工中,误差是不可避免的,但误差必须在允许的范围内。通过误差分析,掌握其变化的基本规律,从而采取相应的措施减少加工误差,提高加工精度。
一、机械加工产生误差主要原因
(一)主轴回转误差。主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。产生主轴径向回转误差的主要原因有:主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。适当提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度。
(二)导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面:在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度(扭曲)。除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也是造成导轨误差的重要因素。
(三)传动链误差。传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差,以及使用过程中的磨损所引起。
(四)刀具的几何误差。任何刀具在切削过程中,都不可避免要产生磨损,并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料,合理地选用刀具几何参数和切削用量,正确地采用冷却液等,均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
(五)定位误差。一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时,须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准,如果所选用的定位基准与设计基准不重合,就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确,它们的实际尺寸(或位置)都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副,由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量,称为定位副制造不准确误差。
(六)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载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。
(七)工艺系统受热变形引起的误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大,特别是在精密加工和大件加工中,由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用,温度会逐渐升高,同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。八)调整误差。在机械加工的每一工序中,总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确,因而产生调整误差。在工艺系统中,工件、刀具在机床上的互相位置精度,是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时,调整误差的影响,对加工精度起到决定性的作用。
(九)测量误差。零件在加工时或加工后进行测量时,由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。
二、提高机械加工精度的措施
(一)减少原始误差。提高零件加工所使用机床的几何精度,提高夹具、量具及工具本身精度,控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机械加工精度,需对产生加工误差的各项原始误差进行分析,根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工,则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。
(二)误差补偿法。对工艺系统的一些原始误差,可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。
①误差补偿法:此法是人为地造出一种新的原始误差,从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差,达到减少加工误差,提高加工精度的目的。
②误差抵消法:利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。
(三)分化或均化原始误差。为了提高一批零件的加工精度,可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面,还可以采取在不断试切加工过程中,逐步均化原始误差的方法。
①分化原始误差(分组)法:根据误差反映规律,将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组,每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置,使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致,以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。
②均化原始误差:此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查,从中找出它们之间的差异,然后再进行相互修正加工或基准加工。
(四)转移原始误差。这种方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。转移原始误差至非敏感方向。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向,则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。
三、结束语
在机械加工中,误差是不可避免的,只有对误差产生的原因进行详细的分析,才能采取相应的预防措施减少加工误差,提高机械加工精度。
参考文献:
[1]李玉平,机械加工误差的分析[J].新余高专学报,2005(4).