機(jī)械加工工藝產(chǎn)生誤差的不良影響及處理對(duì)策

孟祥輝

摘 要：機(jī)械加工工藝的準(zhǔn)確性直接決定了機(jī)械產(chǎn)品最后的產(chǎn)出質(zhì)量，但是在機(jī)械加工工藝的過(guò)程中存在諸多的影響因素，使得加工過(guò)程的精度控制具有較高的技術(shù)難度。文章基于此圍繞機(jī)械加工工藝產(chǎn)生誤差的影響因素開(kāi)展探討，并提出相應(yīng)的改善措施，旨在將機(jī)械加工工藝的誤差控制在合理范圍內(nèi)，提高機(jī)械加工的整體水平。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工工藝；不良影響；處理對(duì)策

中圖分類號(hào)：TH161 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）23-0110-02

機(jī)械加工精度除了影響零部件的外觀，也會(huì)對(duì)其使用壽命帶來(lái)重要影響，因此高精度應(yīng)該成為加工質(zhì)量控制的主要內(nèi)容。加工工藝流程有眾多環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致零件的精度下降，從而影響后續(xù)的生產(chǎn)，主要包括熱量、受力等，而要想對(duì)這些方面進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，就必須掌握零件加工精度的影響因素。對(duì)此，本文主要做了以下研究。

1 機(jī)械加工工藝產(chǎn)生誤差的不良影響

1.1 幾何精度的影響

加工過(guò)程中出現(xiàn)的細(xì)小誤差都可能導(dǎo)致幾何精度出現(xiàn)，例如加工設(shè)備自身的誤差以及長(zhǎng)期使用磨損帶來(lái)的誤差等。機(jī)床誤差主要指機(jī)床在本身的制造中就存在工藝不良的狀況，這也是影響零件加工精度的最主要因素，例如在切割環(huán)節(jié)時(shí)候，可能出現(xiàn)主軸回轉(zhuǎn)誤差，而主軸運(yùn)動(dòng)的變化使得零件加工的精度也會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)的變化，進(jìn)而使得零件的尺寸等基本信息無(wú)法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，另外如果控制機(jī)件移動(dòng)時(shí)相對(duì)位置的導(dǎo)輪出現(xiàn)誤差，那么同樣會(huì)對(duì)加工精度帶來(lái)不良影響。刀具在經(jīng)歷一定的使用后都會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨碎，因此必然會(huì)導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)，為了保證刀具和零件的相對(duì)位置穩(wěn)定下來(lái)，可以采用夾具來(lái)對(duì)零件進(jìn)行固定，而夾具也會(huì)導(dǎo)致誤差產(chǎn)生，主要包括夾具自身的制造誤差、磨損誤差、定位誤差等。

1.2 受力變形的影響

工藝系統(tǒng)的主要組成部分包括工具、工件、機(jī)床以及夾具，而在切削加工的過(guò)程當(dāng)中，因?yàn)楣ぞ咔邢髁?huì)帶來(lái)影響，因此在夾具的夾壓力以及自身重力的相互作用下部件就會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形，進(jìn)而改變了加工的幾何關(guān)系以及刀具和工件的相對(duì)位置，同時(shí)系統(tǒng)當(dāng)中的殘余應(yīng)力也會(huì)對(duì)系統(tǒng)變形帶來(lái)影響，尤其是工件內(nèi)部的殘余以及切削加工的應(yīng)力等，并且這些影響因素存在于工件內(nèi)部，即使沒(méi)有外部影響也會(huì)出現(xiàn)變形。

1.3 溫度變形影響

機(jī)械加工過(guò)程中常因?yàn)槟ハ鞯雀咚龠\(yùn)作環(huán)節(jié)導(dǎo)致高溫出現(xiàn)，對(duì)部件的正常運(yùn)作帶來(lái)了諸多的不良影響，對(duì)于設(shè)備的加工精度也會(huì)帶來(lái)不良影響。熱量不同使得熱變形的程度也不盡相同。通常情況下刀具、工件、機(jī)床是出現(xiàn)溫度變形的主要部位。尤其是外觀呈細(xì)長(zhǎng)狀的工件對(duì)于熱變形控制的要求更高，例如在絲杠的制造中，必須進(jìn)行磨削，而在磨削時(shí)其表面溫度會(huì)不斷上升，如果超過(guò)可承受范圍內(nèi)，則必然會(huì)導(dǎo)致誤差出現(xiàn)，另外對(duì)工件表面進(jìn)行銑削時(shí)，一個(gè)平面的溫度與另一平面的溫度會(huì)因?yàn)榉床钸^(guò)大導(dǎo)致誤差出現(xiàn)，并且在加工冷卻之后其平面度的誤差會(huì)進(jìn)一步增大。而刀具的熱變形主要是因?yàn)榍邢鳟a(chǎn)生的熱量導(dǎo)致，在切削過(guò)程中刀具在高速的運(yùn)動(dòng)中使得開(kāi)始階段的變形量急劇上升，而在帶到一定的變形度之后趨于穩(wěn)定。機(jī)床是機(jī)械加工工藝中不可缺少的部件，主要負(fù)責(zé)對(duì)工件以及刀具運(yùn)動(dòng)的控制，在工作狀態(tài)下切削熱以及工件摩擦熱會(huì)使得機(jī)床的溫度上升，并且熱分布不均勻，而機(jī)床內(nèi)部的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，因此容易出現(xiàn)溫度差，改變了機(jī)床的幾何精度以及部件相互的位置，最終降低了整體的精度。

2 機(jī)械加工工藝產(chǎn)生誤差的處理對(duì)策

2.1 采取有效的精度控制措施

為了掌握部件誤差的具體情況，技術(shù)人員應(yīng)該將誤差分析進(jìn)入到系統(tǒng)的各個(gè)部件當(dāng)中。加工過(guò)程出現(xiàn)的誤差是客觀存在的，根據(jù)目前技術(shù)手段難以完全消除，只能采取控制措施進(jìn)行糾正。在機(jī)床精度要求較高的時(shí)候需要依靠補(bǔ)償控制裝置來(lái)對(duì)誤差進(jìn)行靈活控制，而一些數(shù)控機(jī)床還可以利用專業(yè)軟件補(bǔ)償磨損帶來(lái)的誤差，并且操作簡(jiǎn)單，只要輸入數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)軟件的自動(dòng)補(bǔ)償，而一些精度要求不高的機(jī)床只需要技術(shù)人員手動(dòng)對(duì)補(bǔ)償螺母進(jìn)行調(diào)節(jié)就可以減少誤差。

2.2 受力變形的控制措施

降低受力變形的幅度是機(jī)械受力變形的主要控制措施，主要可以采取以下措施：①提高系統(tǒng)的剛度，強(qiáng)化其受影響能力。②應(yīng)減小負(fù)荷使得系統(tǒng)外來(lái)壓力得到控制，防止變形出現(xiàn)。總的來(lái)說(shuō)就是在保證生產(chǎn)效率的同時(shí)盡可能的提高系統(tǒng)的剛度，尤其是強(qiáng)度的薄弱點(diǎn)更應(yīng)該加強(qiáng)。

2.3 溫度變形控制措施

目前抑制溫度變形的主要方式是使用冷卻液，以避免溫度呈梯度分布，降低工件的局部溫度，從而避免熱變形的出現(xiàn)，另外還可以采取誤差補(bǔ)償法來(lái)抑制工件的變形，在開(kāi)始加工之前設(shè)置微變形，讓隨后出現(xiàn)的誤差與預(yù)設(shè)誤差相互抵消，從而達(dá)到精度控制的目標(biāo)，另外在各個(gè)加工環(huán)節(jié)的銜接過(guò)程中應(yīng)盡量等散熱結(jié)束再開(kāi)始下一環(huán)節(jié)的操作。刀具的溫度變形控制同樣可以使用潤(rùn)滑液以及冷卻液，從而讓刀具快速的完成散熱，并控制每一次切割量的摩擦熱。機(jī)床熱變形控制的手段較多，從熱源的角度考慮，應(yīng)該切斷熱源與機(jī)床之間的聯(lián)系，從而使得機(jī)床不會(huì)受到熱源的影響，當(dāng)然可以使用潤(rùn)滑劑降低產(chǎn)熱。從散熱角度看使用冷卻液是最為有效的措施。結(jié)合機(jī)床本身的特質(zhì)，應(yīng)該從裝備基準(zhǔn)入手，使得整個(gè)機(jī)床的材料結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的升溫，進(jìn)而避免溫度落差導(dǎo)致的誤差，還可以在熱量較大的部件安設(shè)散熱裝備，讓主要受熱地區(qū)的散熱速度與其他部分相同。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)當(dāng)前機(jī)械加工技術(shù)正處于飛速的發(fā)展階段，盡管相比從前在機(jī)械加工精度方面有了顯著的提高，但是目前仍然存在一些技術(shù)缺陷，這要求技術(shù)人員要不斷的提高自身的技術(shù)水平，并以創(chuàng)新思維尋求更多的控制誤差方式，最終提高機(jī)械加工工藝的整體質(zhì)量。

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