提高機械加工精度方法的探討

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1、提高機械加工精度方法的探討：通過機械加工精度方法的論述。在機械加工過程中，導(dǎo)致的工藝系統(tǒng)誤差、系統(tǒng)受力變形誤差、系統(tǒng)熱變形誤差、工件內(nèi)應(yīng)力所引起的誤差的方法探討。從而掌握其變化的基本規(guī)律，采取相應(yīng)的措施減少加工誤差，提高加工精度?！　￡P(guān)鍵詞：機械加工；加工精度；誤差　?。篘T：A：1671－7597（2011）0310180－01　　　　在機械加工過程中，零件的尺寸、形狀和位置關(guān)系的形成，實際是由工件和刀具之間的相互位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的。工件和刀具安裝在夾具和機床上，并構(gòu)成一個完整的工藝系統(tǒng)。根據(jù)誤差的性質(zhì)可分為工藝系統(tǒng)的幾何誤差、工藝

2、系統(tǒng)受力變形引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差和工件內(nèi)應(yīng)力所引起的誤差四個方面。　　1工藝系統(tǒng)的幾何誤差　　1.1引起工藝系統(tǒng)的幾何誤差的原因。工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括加工原理誤差，機床的幾何誤差，調(diào)整誤差，刀具和夾具的制造誤差，工件、刀具和夾具的安裝誤差以及工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差等。　　加工原理誤差是由于采用了近似的切削刃輪廓或近似的成形運動等進行加工而產(chǎn)生的誤差，機床的幾何誤差主要由主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差及傳動鏈誤差組成。主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸實際回轉(zhuǎn)軸線相對于回轉(zhuǎn)軸線的“漂移”。主要是主軸部件的制造誤差、裝配誤差及受力和受熱

3、后的變形造成的誤差。傳動鏈誤差是指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中首、末兩端傳動件之間相對運動的誤差。傳動鏈誤差破壞了傳動鏈中首、末兩端傳動件之間的嚴格傳動比要求。傳動鏈誤差是由傳動鏈中各傳動件的制造誤差、裝配誤差和加工過程中力和熱產(chǎn)生的變形以及磨損引起的。工件的裝夾誤差主要包括定位誤差和夾緊誤差。一批工件逐個在夾具上定位時，各個工件在夾具上所占據(jù)的位置不可能完全一致，導(dǎo)致各工件的工序尺寸存在誤差。夾緊誤差是由于夾緊力大小不一等因素造成的?！　〈送猓毒叩闹圃?、安裝、調(diào)整及換刀誤差對加工精度的影響因刀具種類不同而不同。夾具的制造誤差，零件的加工和裝配誤差

4、。這些誤差對被加工零件的精度影響較大。夾具的磨損也會造成工件的相互位置誤差等。　　1.2減少工藝系統(tǒng)幾何誤差的主要措施。設(shè)計與制造高精度的主軸部件，采用高精度的滾動軸承或高精度的多油楔動壓軸承和靜壓軸承；采用相應(yīng)的裝配和調(diào)整措施，可使主軸的回轉(zhuǎn)精度高于主軸部件的制造精度；減少傳動件的數(shù)量，縮短傳動鏈，以減少誤差；采用降速傳動，減少傳動誤差；提高傳動元件，尤其是末端傳動元件的加工精度和裝配精度；采用傳動誤差校正裝置（如車螺紋的校正機構(gòu)）以及數(shù)控機床的傳動誤差自動補償功能等；在設(shè)計和制造夾具時，凡影響零件加工精度的尺寸都應(yīng)嚴格控制；夾具的磨

5、損，尤其是定位元件和導(dǎo)向元件的磨損會造成工件的相互位置誤差?！　?工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差　　工藝系統(tǒng)在切削過程中，會受到切削力、傳動力、慣性力、夾緊力及重力等的作用而產(chǎn)生變形，從而破壞刀具和工件之間已調(diào)整好的正確位置關(guān)系，使工件產(chǎn)生加工誤差。工藝系統(tǒng)受力變形是指彈性變形，其抵抗彈性變形的能力與自身的剛度有很大關(guān)系。研究工藝系統(tǒng)的受力變形，主要研究誤差敏感方向，即通過刀尖的加工表面的法線方向的位移?！　?.1工藝系統(tǒng)受力變形引起的加工誤差的原因。切削力作用點位置變化引起的加工誤差。機床、夾具和刀具的受力影響可略去不計，工藝系統(tǒng)的變形完

6、全取決于工件的變形。切削力大小的變化引起的加工誤差。被加工表面的幾何形狀誤差或材料的硬度引起工藝系統(tǒng)受力變形的變化而產(chǎn)生加工誤差。受力方向變化引起的加工誤差。離心力引起的加工誤差。高速旋轉(zhuǎn)的零部件的不平衡將產(chǎn)生離心力不斷地改變方向，它在切削點法線方向的分力大小的變化，會引起工藝系統(tǒng)的受力變形并產(chǎn)生誤差?！　?.2減少工藝系統(tǒng)受力變形的主要措施。提高接觸剛度。常用的方法是改善工藝系統(tǒng)主要零件接觸面的配合質(zhì)量，另外一個措施是預(yù)加載荷，預(yù)加載荷法常用在各類軸承的調(diào)整中。提高工件剛度，減少受力變形。當工件剛度較差時，應(yīng)采用合理的裝夾和加工方法來

7、提高工件的剛度。合理安裝工件，減少夾緊變形。加工薄壁件時，由于工件剛度低，解決夾緊變形的影響是關(guān)鍵問題之一?！　?工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差　　3.1工藝系統(tǒng)熱變形引起的誤差。工藝系統(tǒng)在各種熱源的影響下，常發(fā)生復(fù)雜的變形，它破壞了工件與切削刃相對位置的準確性，從而產(chǎn)生加工誤差。引起工藝系統(tǒng)受熱變形的“熱源”大體分為兩類：內(nèi)部熱源和外部熱源。內(nèi)部熱源主要是指切削熱和摩擦熱。外部熱源主要是環(huán)境溫度變化和輻射熱，其對精密工件的加工影響很大?！　?.2減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要措施。減少熱源發(fā)熱和隔離熱源。減少切削熱或磨削熱、機床各運動副的摩擦熱，

8、分離和隔離熱源。加強散熱能力?？刹捎糜行У睦鋮s措施，均衡溫度場。當機床零部件溫升均勻時，機床本身就呈現(xiàn)一種熱穩(wěn)定狀態(tài)，從而使機床產(chǎn)生不影響加工精度的均勻熱變形。保持工藝系統(tǒng)的熱平衡。由熱變形規(guī)律可知，機床剛