普通機(jī)床加工誤差分析

　　摘 要：在機(jī)械加工過(guò)程中，往往有很多因素影響工件的最終加工質(zhì)量，分析出存在誤差的主要原因，掌握其變化的基本規(guī)律，從而采取相應(yīng)的措施減少各種不利因素對(duì)加工精度的影響，來(lái)提高加工精度。
　　關(guān)鍵詞：誤差 加工精度
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TG510.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)03(a)-0000-00
　　1加工精度與加工誤差
　　機(jī)械加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離數(shù)值稱(chēng)為加工誤差。
　　 （1）加工精度與加工誤差都是評(píng)價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語(yǔ)。加工精度用公差等級(jí)衡量，等級(jí)值越小，其精度越高；加工誤差用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。
　　 （2）加工精度包括三個(gè)方面內(nèi)容：
　　尺寸精度 指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度。
　　形狀精度 指加工后的零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。
　　位置精度 指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置與理想。
　　任何加工方法所得到的實(shí)際參數(shù)都不會(huì)絕對(duì)準(zhǔn)確，從零件的功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為保證了加工精度。
　　2普通機(jī)床工藝系統(tǒng)的原始誤差
　　由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)工藝系統(tǒng))會(huì)有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不同的具體工作條件下都會(huì)以各種不同的方式反映為工件的加工誤差。
　　 工藝系統(tǒng)的原始誤差主要有工藝系統(tǒng)的幾何誤差、定位誤差、工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差、工藝系統(tǒng)的受熱變形引起的加工誤差、工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形以及原理誤差、調(diào)整誤差、測(cè)量誤差等。
　　機(jī)床的幾何誤差
　　 加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。
　　2.1主軸回轉(zhuǎn)誤差
　　 產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。
　　主軸回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)誤差運(yùn)動(dòng)分解為三種基本形式： 軸向躥動(dòng)、徑向跳動(dòng)、傾角擺動(dòng)。
　　影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素：軸承誤差的影響，軸承間隙的影響，與軸承配合零件誤差的影響 。
　　2.2導(dǎo)軌誤差
　　 導(dǎo)規(guī)的基本精度主要垂直平面內(nèi)的直線(xiàn)度誤差，水平面內(nèi)的直線(xiàn)度誤差的垂直平面內(nèi)的平行度誤差三項(xiàng)內(nèi)容。導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)和水平面內(nèi)的直線(xiàn)度誤差，以及兩條導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的平行度誤差，都直接影響著被加工零件的幾何間精度，其中，導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線(xiàn)度誤差是機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)精度的基礎(chǔ)，其誤差值的大小決定了溜板在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的起伏狀態(tài)以及溜板與導(dǎo)軌的接觸情況。
　　2.3刀具的幾何誤差
　　 采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工時(shí)，刀具的制造誤差會(huì)直接影響工件的加工精度；而對(duì)一般刀具(如車(chē)刀等)，其制造誤差對(duì)工件加工精度無(wú)直接影響。
　　2.4對(duì)刀誤差
　　 對(duì)刀誤差是由對(duì)刀導(dǎo)引元件本身的制造誤差、夾具安裝對(duì)刀件誤差、導(dǎo)引元件面尺 寸和形位公差等因素組成。
　　 對(duì)刀方法通常有三種：試切法對(duì)刀、調(diào)整法對(duì)刀和用樣件或?qū)Φ堆b置對(duì)刀。其中用對(duì)刀裝置 調(diào)整刀具對(duì)夾具的相對(duì)位置，既方便又迅速。
　　2.5夾具的幾何誤差
　　 夾具的作用時(shí)使工件相當(dāng)于刀具和機(jī)床具有正確的位置，因此夾具的制造誤差與夾具的正確安裝對(duì)工件的加工精度(特別使位置精度)有很大影響。例如在銑削工件的側(cè)面時(shí)，就需要對(duì)夾具打百分表校正平行度。
　　2.6基準(zhǔn)不重合誤差
　　 在零件圖上用來(lái)確定某一表面尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱(chēng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在工序圖上用來(lái)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(zhǔn)稱(chēng)為工序基準(zhǔn)。
　　3機(jī)床受力變形引起的誤差
　　（1）機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、慣性力、重力、傳動(dòng)力等的作用下，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞了刀具和工件之間的正確的相對(duì)位置，使工件的加工精度下降。
　?。?）工件剛度
　　工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對(duì)于機(jī)床、刀具、夾具來(lái)說(shuō)比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對(duì)加工精度的影響就比較大，其最大變形量可按材料力學(xué)有關(guān)公式估算。特別是車(chē)削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí)，軸的中部因?yàn)榭缍忍缶腿菀桩a(chǎn)生剛性變形。
　?。?）由于夾緊變形引起的誤差
　　工件在裝夾過(guò)程中，如果工件剛度較低或夾緊力的方向和施力點(diǎn)選擇不當(dāng)，將引起工件變形，造成相應(yīng)的加工誤差。
　　4機(jī)床工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差
　　工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時(shí)可占工件總誤差的40%～70%。
　　（1）切削熱 切削過(guò)程中，切削金屬層的彈性、塑性變形及刀具、工件、切屑間摩擦消耗的能量絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化為切削熱。
　?。?）摩擦熱 機(jī)床的各種動(dòng)力源如液壓系統(tǒng)、電機(jī)、馬達(dá)等，工作時(shí)也要產(chǎn)生能量損耗而發(fā)熱。
　　（3）機(jī)床中的各種運(yùn)動(dòng)副，如導(dǎo)軌副、齒輪副、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副、摩擦離合器等，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)因摩擦而產(chǎn)生熱量。摩擦熱由潤(rùn)滑油傳給機(jī)床各處，從而使機(jī)床產(chǎn)生熱變形。
　?。?）環(huán)境溫度 一般來(lái)說(shuō)，工作地周?chē)h(huán)境隨氣溫而變化，而且不同位置處的溫度也各不相同，這種環(huán)境溫度的差異有時(shí)也會(huì)影響加工精度。
　　5工件熱變形引起的加工誤差
　　（1）工件均勻受熱
　　當(dāng)加工比較簡(jiǎn)單的軸、套、盤(pán)類(lèi)零件的內(nèi)外圓表面時(shí)，切削熱比較均勻地傳給工件，工件產(chǎn)生均勻熱變形。
　　 （2）工件不均勻受熱
　　 當(dāng)工件進(jìn)行銑、刨、磨等平面的加工時(shí)，工件單側(cè)受熱，上下表面溫升不等，從而導(dǎo)致工件向上凸起，中間切去的材料較多。冷卻后被加工表面呈凹形，這種現(xiàn)象對(duì)于加工薄片類(lèi)零件尤為突出。
　　6 提高加工精度的措施
　　（1）提高主軸部件的制造精度，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊，.使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反應(yīng)到工件上。
　　（2）正確地選用刀具材料和選用新型耐磨地刀具材料，合理地選用刀具幾何參數(shù)和切削 用量，正確地刃磨刀具，正確地采用冷卻液等，均可有效地減少刀具地尺寸磨損。
　?。?）合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求，為了提高零件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。
　?。?）零件在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面，以減少換刀次數(shù)，簡(jiǎn)化加工路線(xiàn)，從而避免因?yàn)榛鶞?zhǔn)不重合而的誤差。
　　在機(jī)械加工中，只有對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，才能采取相應(yīng)的預(yù)防措施減少加工誤差，提高機(jī)械產(chǎn)品加工精度。通過(guò)對(duì)影響機(jī)械加工精度因素的深