工艺系统由多个部分组成,因此,在加工过程中十分容易出现误差。目前我国在机械加工生产领域仍然存在很多问题,但机械加工领域为了提高加工的精度也一直在不断努力着,对此,还需要我们在了解影响机械加工精度的原因的基础上,掌握并合理的运用各种方法进行解决,那么到底如何才能提高机械加工的精度呢?这就需要从影响机械加工精度的因素入手,进行全面的分析,下面,我就这个问题谈谈自己粗浅的看法:
一、影响机械加工精度的主要因素
(一)原始误差
1、刀具、夹具的误差。刀具和夹具的制造误差对于工件的加工精度有很大的影响。尽管,在一定范围内的误差是允许存在的,但是刀具在使用过程中会随着切削产生磨损,因此会对工件的形状和尺寸产生影响,进而降低机械加工的精度;而夹具则对于加工精度中的位置精度起着重要作用,它决定着刀具和机床之间的位置,刀具和夹具的误差都属于影响机械加工精度的原始误差。
2、受力变形产生的误差。受切削力的作用,若工件刚度相对低于刀具、夹具、机床等,就会对机械加工的精度产生较大的影响,加之一旦夹紧力的方向和施力点的选择出现偏颇,就会引起工件变形,导致加工误差的产生,进而降低加工工件的精度。其次,我们知道,外圆车刀的变形较为微小,而若内孔镗直径过小,则刀杆刚度也会较差,刚度不足引起变形就会对加工精度产生影响,可以说这都与机械加工的精度密切相关。
3、测量误差。测量精度受测量方法、工件、量具精度等主客观因素的影响,在对零件进行测量时往往会产生一定的误差,因此对于工件精度也会产生一定的影响。
4、调整误差。机械加工作为一个复杂的过程具有繁多的工序,而在每一道加工工序中都会进行适时的调整,因而也就出现了调整误差。在工艺系统中,绝对正确的调整是无法保证的,调整误差对机械加工的精度具有至关重要的作用,忽略加工的动态因素,甚至可以说调整误差对于机械加工的精度起着决定作用。
5、受热变形产生的误差。根据调查,工艺系统中由于受热变形引起的加工误差甚至可以达到总误差的一半左右,这一数据充分显示了受热变形引起的误差对于加些加工的重要影响。受各种热源的作用,机床、工件、刀具等温度会随之升高,当传入的热量和它们自身散发的热量在单位时间内达到同等水平时,就会出现“热平衡”。
(二)其他误差
1、导轨误差。机床部件的相对位置关系是以导轨为基准的,因此,导轨误差将会直接影响机床运动,一般来说,导轨误差主要是由其安装质量的好坏和其不均匀的磨损程度造成的,导轨误差的存在也是促使机械加工精度下降的原因之一。
2、传动链误差。传动链误差主要是依靠末端元件的转角误差来衡量的,传动链中装配的误差和各构成部分的制造是导致传动误差的主要原因。
3、主轴回转误差。众所周知,轴承本身就存在误差,轴承之间还存在同轴度的误差,另外,主轴几段轴颈同样存在同轴度的误差,此外还包括主轴挠度等,这都是导致主轴颈项回转误差的原因,而主轴误差会对机械加工工件的精度产生直接影响。
4、定位误差。定位误差包括基准不重合误差和定位副制造不准确误差。我们在对工件进行加工时,需要根据各种因素确定加工的定位基准,而基准不重合误差正是由于定位基准和设计基准的不重合造成的,但基准不重合误差只存在于调整法加工。定位副制造不准确误差和基准不重合误差的矢量和既定位差。
二、提高机械加工精度的措施
(一)分析加工误差,降低原始误差。为了提高机械加工的精度,确保产品质量,需要对导致加工误差的原因进行全面的分析,具体情况具体分析,采用不同的措施和手段,最大限度的降低原始误差。具体来说可以从以下几个方面入手,首先要做的是提高夹具、量具等工具的自身精度以及机床的几何精度和刚度等,从根源上解决问题,确保后续过程的实施,其次要减少测量误差,调整误差等原始误差,控制加工热变形,逐步提高精密零件的加工质量。
(二)加大科技投入,确保研发资金到位。随着人们对于产品质量要求的提高,机械加工精度的要求也随之提高,在分析了各种影响加工精度的因素的基础上,应该进一步的加大科技投入,确保充足的研发资金,针对加工过程的各个环节采取不同的措施,降低误差,最终达到提高机械加工的精度的目的。
(三)运用补偿控制技术,减少加工误差。补偿控制技术对传动精度要求高的机床具有直接有效的作用,运用此种方法可以在加工过程中采集误差数据,不仅装置简单,且装置的安全性较高,但和软件补偿相比,补偿控制技术校正尺的调整较为复杂,这就导致其调试具有一定的难度。
(四)创造条件,进行误差转移。减少加工误差要学会运用逆向思维,例如,在机床精度不达标时,不仅可以从提高机床的精度入手,还可以从工艺或夹具上采取措施,通过条件的创造,转移工艺系统中的受力变形,受热变形和几何误差等,例如在对磨削主轴锥孔进行加工时,就依靠夹具来保证精度,通过工件和机床主轴之间的浮动联接转移掉原始误差,一样能达到降低误差,提高机械加工精度的目的。
(五)通过自身加工修配,解决精度问题。在机械加工的过程中,有的精度问题十分复杂,如果仅仅从提高零件自身精度入手,往往很难解决问题,此时就可以采用自身加工修配法来解决问题,采取此种方法可以有效确保零件加工的精度,解决一些难度较大的精度问题。
(六)通过误差均化,加工精密基准件。不同的加工零件需要运用不同的解决措施来提高精度,对于平板等精密基准件来说误差均化是加工的最佳方法,在加工时通过对比和检验,发现差异然后再进行修正,从而达到均化、缩小工件表面误差的目标,在生产中提高加工的精度。
(七)分组调整,均分原始误差。有时,在加工过程中,由于上道工序或者基础原料上的误差存在,或者工件材料性能的改变等因素导致原始误差的扩大,此时采取分组进行调整,均分误差的方法就可以解决这个问题,均分原始误差的本质其实就是将原始误差均分到各个加工环节中,实现误差的缩小,减少由于误差所带来的精度、质量的下降。
结语
提高机械加工的精度是机械加工追求的目标,而要想进一步提高加工的精度,确保产品质量,还需要在全面分析和掌握影响加工精度的因素的基础上,采取各种新手段、新措施,将误差控制在合理的范围之内,最大限度的减少误差,保证零件的加工质量,在工作过程中不断实践,总结经验,最终解决问题,生产出高质量的机械零部件。
作者:许旭 单位:江苏省淮海技师学院