浅谈机械加工精度产生的误差及其对策研究

浅谈机械加工精度产生的误差及其浅谈机械加工精度产生的误差及其 对策研究对策研究 在科学技术不断发展的今天 加工精度在机械行业也随着 有了更进一步的延伸和发展 尤其是高端的科学技术发展 对 机械设备元件的精度加剧了相关加工的需求 因客观原因的限 制 在其实际生产加工过程时 机械部件经常会出现不同程度 的误差 针对本文机械加工精度的影响以及减小加工误差的方 法做了探讨与研究 科学技术在近几年的不断发展 精准度在机械加工领域有 了更加严格的要求 尤其是在军工业 航天 汽车等行业的逐 渐的改进和完善 精准度在很多行业上有所关注和提高 加工 精度在机械行业中也随着有了更进一步的发展和延伸 加工精度是加工后零件表面的实际尺寸 形状 位置三种 几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度 加工误差指 的是他们之间偏离的程度 是零件实际几何参数与理想几何参 数的偏离数值 加工精度的高低是由加工误差的大小所决定的 加工精度主要包含三个内容 1 尺寸精度 尺寸精度指加工后 零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度 基准 间尺寸误差与其限制加工工件表面在一定的范围内 2 几何形 状精度 形状误差是从整体形状看待在形状方面存在的误差 又称为宏观几何形状误差 如圆度 直线度 平面度 圆柱度 3 相互位置精度 相互位置精度指加工后零件有关表面之间的 实际位置精度差别 如平行度 垂直度和同轴度等 原始误差 与加工误差是相互因果关系 因是指工艺系统误差 果是指加 工误差 正是因为有原始误差的存在 所以零件一定存在着加 工误差 所以影响系统误差产生是有多方面的因素 引起加工 误差有以下几方面内容 1 机械加工产生误差 1 1 原始误差 任何零件在加工过程都会存在加工误差 其来源是由于机 床一夹具一工件一刀具存在误差 我们把机床一夹具一工件一刀 具构成一个完整的系统 称为工艺系统 也即工艺系统的误差 是造成零件加工误差的根源 故称之为原始误差 众所周知 机械加工工艺系统是由机床 刀具 工件以及夹具构成 其会有各 式各样的误差 在不同的工作环境和条件下 这些误差通过各 种各样的方式来反衬工件的加工误差 对于工艺系统的原始误 差来说 除了有几何误差 定位误差 调整误差 测量误差外 还 有因受力或受热变形而带来的加工误差 除此之外 还有工件 内应力重新调整引起的变形以及原理误差等 1 2 机床本身的几何误差 加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床运动 所完成的 因此 工件最后产品的加工精度在很大程度上取决 于机床本身的精度机床制造误差对工件加工精度影响较大的有 主轴回转误差 机床主轴是刀具或装夹工件的基准 同时主轴 还能把动力和运动传给所有需要加工的工件和刀具 因此主轴 回转的误差往往会直接导致和影响整个被加工零部件的精度 1 3 机床所用刀具本身的几何误差 机床是工件加工成形的重要机械 工件加工精度在很大程 度上取决于机床及其刀具或夹具的加工性能 任何刀具在切屑 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 机床主轴 导轨以及传动链的工作性能低于机床加工 的精度影响较大 主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度 质量 导轨磨损以及传动链始末两端传动元件间相对运动的误 差是造成机床精度下降而影响元件加工精度的重要原因 刀具 误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同 1 4 定位的误差 机械加工时应针对相关元件进行一定的基准定位 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 基准主 要有两大类 分别是设计基准和工艺基准 设计基准是指在零 件设计图上用以确定其它点 线及表面位置时的基准 工艺基 准主要包括工序基准 测量基准和定位基准三部分 相对来说 机械加工过程中的精度误差具有不可避免的客观性 但应在最 大可能的基础上将影响机械加工精度的误差因素控制在允许范 围内 从而提高工件加工质量和精度 具体措施如下 2 提高机械加工精度的措施 2 1 直接减少误差法 直接减少误差方式在实际生产中应用最为广泛 是存查明 产生加工误差的主要因素直进行减少或消除的方法 例如 细 长轴的车削 由于受力和热的影响而使工件产生弯曲变形 现采用大进给反向切削法 再辅之以弹簧后顶尖 可进一步消 除热伸长的危害 2 2 合理利用误差补偿措施抵制消除原始误差 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 2 3 就地加工法 在加工和装配中有些精度问题 牵涉到零件或部件间的相 互关系 相当复杂 如果单独提高零件部件本身精度 有时不 仅困难 甚至不可能 2 4 减小工艺系统热变形的途径 2 4 1 减少发热和隔热 切削中内部热源是机床产生热变形 的主要根源 工艺系统中由热变形导致的误差也会对加工精度 产生较大影响 尤其在进行精密加工及大件加工过程中 这种 影响会十分明显 工件总误差的 40 70 都是由工艺 系统中的热变形引起的 为了减少机床的发热 在新的机床 产品中凡是能从主机上分离出去的热源 一般都有分离出去的趋 势 例如采用静压轴承 静压导轨 低黏度润滑油 锂基润滑 脂等 也可以用隔热材料将发热部件和机床大件分隔开来 2 4 2 加强散热能力 为了消除机床内部热源的影响 可以采 用强制冷却的办