機械加工精度與加工誤差的探析

1、機械加工精度與加工誤差的探析引言在平時的工作中，我們不乏見到加工方面的內(nèi)容，對精確性和誤差等都不陌生。不過真 正深入了解的話，會發(fā)現(xiàn)其是一門非常深入的學科知識。不管我們工作中如何努力，都無法 將誤差發(fā)生的幾率降低為零，因此我們可以做的只能是通過合理的措施來切實的提升精確性， 進而降低誤差現(xiàn)象的發(fā)生幾率。1加工精度與加工誤差概述所謂的精確度，具體的說是零件在生產(chǎn)之后的具體的數(shù)值和設想數(shù)值之間符合程度。不 論是我們?nèi)绾闻?，都無法保證生產(chǎn)的零件和我們期待中的一模一樣，都會存在各種各樣的 問題，我們將這種問題稱為誤差。以工藝體系來看，它的組成部分有四個，分別是機床、刀 具、工件以及夾具。它們在工作的

2、時候會生成很多不一樣的誤差，而此類誤差在不一樣的狀 態(tài)中會通過不一樣的形式體現(xiàn)出來。2機械加工精度與加工誤差的分析2.1工藝系統(tǒng)集合誤差2.1.1機床的幾何誤差。在工作中，刀具的的成形活動均是經(jīng)由機床來實現(xiàn)的，所以， 零件的加工精確性會對機床的精確性產(chǎn)生很大的干擾。常見的機床生產(chǎn)方面的誤差有如下的 一些：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導軌誤差等。如果機床磨損的話，就會導致它的精確性明顯的變低。(1)主軸回轉(zhuǎn)誤差。主軸是機床非常關鍵的一個組成部分，它把力和運動傳遞給刀具等， 一旦它出現(xiàn)了回轉(zhuǎn)誤差的話，就會導致零件的精確性受到很大的干擾。所謂的回轉(zhuǎn)誤差，具 體的說是主軸短時間的回轉(zhuǎn)軸線比對于它的平均軸線來講，出現(xiàn)

3、的變動量。常見的類型有三 個，分別是徑向圓跳動、軸向竄動和角度擺動。導致它形成的原因有很多，比如軸承自身的 問題，主軸的撓度等等。不過它們對回轉(zhuǎn)精確性的影響并不是完全一樣的，會因為加工狀態(tài) 而產(chǎn)生變化。產(chǎn)生軸向竄動的主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面對主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂 直度誤差。由于加工措施不一樣，它的誤差也是不一樣的。如果制作外圓以及內(nèi)孔的話，誤 差可分為兩種，分別是圃度和圓柱度誤差，不過它們對零件的端面沒有很大的干擾。主軸軸 向回轉(zhuǎn)誤差對所加工端面的垂直度有較大的影響。(2)導軌誤差。導軌存在的意義是為了明確 各零件間的方位關系。對于它的精確性，目前有三方面的規(guī)定，分別是在水平面內(nèi)的直線

4、度； 在垂直面內(nèi)的直線度，前后導軌的平行度。導致此類誤差發(fā)生的原因很多，比如導軌自身的 問題，磨損不一致或是安裝工作的品質(zhì)太差。而眾多的要素中，以磨損現(xiàn)象表現(xiàn)最為突出。 (3)傳動鏈誤差。傳動鏈誤差是指傳動鏈始末兩端傳動元件間相對運動的誤差。2.1.2刀具的幾何誤差。不管是什么類型的刀具，它們在切削的時候，都會引起各種各 樣的磨損現(xiàn)象，此時還會導致零件的尺寸和狀態(tài)等發(fā)生明顯的變化。要想降低問題發(fā)生的幾 率，就必須選擇合理的刀具材料，使用耐磨類型的物質(zhì)，確定好切削量，合理的選擇冷卻材 料等等。2.2定位誤差2.2.1基準不重合誤差。在零件圖上用來確定某一表面尺寸的基準稱為設計基準。在工 序圖上用

5、來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準稱為工序基準。通常來 說，上述兩種基準應該是一致的。在具體的開展零件生產(chǎn)工作的時候，須選擇工件上若干幾 何要素作為加工時的定位基準，假如選定的基準無法重合的話，就會導致誤差產(chǎn)生。2.2.2定位副制造不準確誤差。通常，零件在夾具里的方位是由它的定位零件來確定的。 我們在工作的時候，無法保證將零件生產(chǎn)的非常精準，其具體的尺寸會在規(guī)定的區(qū)間之內(nèi)變 化。而且，定位的基準面也會存在一定的誤差。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副， 由于定位副制造得不準確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動量，稱為定位副制 造不準確誤差。2.3工藝系統(tǒng)受力變形引

6、起的誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差主要指：工件剛度、刀具剛度、機床部件剛度。2.3.1工件剛度。對于工藝系統(tǒng)來講，假如零件的剛度較低的話，當其受到切削力影響 的時候，零件就會因為剛度太小而導致變形現(xiàn)象，這種變形會對零件的精確性產(chǎn)生很大的影 響。2.3.2刀具剛度。外圓車刀在加工表面法線(y)方向上的剛度很大，我們可忽略它的變 形。對于那些鏜直徑不是很大的內(nèi)孔來說，它的剛度不好，刀桿因為受到力的影響會對生產(chǎn) 活動產(chǎn)生很大的影響。2.3.3機床部件剛度。對于機床來說，它的部件組成要素非常多。目前還沒有合適的措 施來分析它的剛度，通常是以測試的措施來明確它的剛度指數(shù)的。變形與載荷不成線性關系， 加載

7、曲線和卸載曲線不重合，卸載曲線滯后于加載曲線。兩曲線線間所包容的面積就是載加 載和卸載循環(huán)中所損耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接觸變形瓏第一次卸載后，變形 恢復不到第一次加載的起點，這說明有殘余變形，多次加載卸載后，加載曲線起點才和卸載 曲線終點重合，殘余變形才減小到零機床部件的實際剛度。2.4工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差通常來說，系統(tǒng)受熱變形會對精確性產(chǎn)生非常明顯的影響，尤其是在生產(chǎn)較大的零件的 時候，因為受熱變形導致的問題在總的誤差問題中占據(jù)的比例大約在百分之三十到七十之間。 機床以及工件等一旦受到熱源影響的話，它們的溫度就會變高，而且它們自身也會向四周傳 遞熱。如果它們傳遞到外界的熱和

8、它們獲取的熱能量一樣的話，此時系統(tǒng)就實現(xiàn)了熱平衡。3提高加工精度的途徑3.1直接減少誤差法該措施在工作中經(jīng)常使用。具體來說，它是在得知了干擾精確度的主要原因之后，通過 合理的措施來對其抵消。如薄片工件兩端而磨削，可先采用環(huán)氧樹脂粘強劑或厚沒脂將薄片 工件自由狀態(tài)下粘結(jié)到一塊平板上，平板連同工件一起放到磁力吸盤上，磨平工件上端面， 再將工件從平板上取下來，以上端面為基準磨平另一端面。此時，就能夠避免薄片變形，增 加剛度，兩端面的平行性問題就能夠很好的被處理。3.2誤差補償法該措施指的是通過人為措施得到一種全新的原始誤差，通過它和之前的誤差抵消，這樣 就能夠降低誤差發(fā)生幾率，提升精確性。如數(shù)控機床

9、上滾珠絲桿，在生產(chǎn)的時候，有意將絲 桿累距比標準值磨小一些，裝配時預加拉伸力使絲桿螺距拉長至標準螺距，此時生產(chǎn)誤差就 得以補償，而且還生成了壓應力。在工作的時候，絲桿受熱曬恰好抵消了存絲桿內(nèi)壓應力而 保持了標準螺距，消熱變形引起原始誤差。3.3誤差分組法在平時的工作中我們經(jīng)常會遇到一個問題，即工序的精確性非常好，能力也較高，但是 生產(chǎn)半成品的時候，精度明顯變低了，這時候就會導致定位誤差，導致總體的精確性受到很 大的影響。對于這種情況，我們一般是采用誤差分組示，把毛坯尺寸按誤差大小分為n組， 然后調(diào)整定位元件，就可大大縮小整批工件尺寸分布范圍。該措施比對于其他的措施來講要 簡單多。4結(jié)束語目前對