淺談機(jī)械加工工藝對零件加工精度的影響

張文磊

上汽通用東岳動力總成有限公司 山東 煙臺264006

引言

經(jīng)過一系列的機(jī)械加工從而非生產(chǎn)出來的零部件的實(shí)際參數(shù)就是機(jī)械加工精度,這些參數(shù)主要包括零件形狀、零件表面相互位置等。實(shí)際參數(shù)越接近設(shè)計參數(shù),就會得到越高的加工精度。談到加工精度,就不得不提到加工誤差了。實(shí)際加工的零件與設(shè)計時標(biāo)定的理論參數(shù)都會有一定的偏差,實(shí)際參數(shù)與理論參數(shù)的差值就是加工誤差。加工誤差的大小可以計量加工精度的程度,所以在一定程度上控制或者減小誤差就可以達(dá)到加工精度的提高。

1 影響機(jī)械加工精度的主要因素

1.1 零件的形變對加工精度的影響 零件加工過程中每時每刻的受力是在不斷變化的,隨著受力情況的變化零件在加工過程中也會產(chǎn)生形變,這也是導(dǎo)致零件精度產(chǎn)生誤差的最主要的原因。這也是在加工過程很普遍的一種現(xiàn)象,出現(xiàn)這種情況的原因有以下兩個方面:一是加工零件時會使用各種工具,這些工具在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生一定程度的磨損和偏移,嚴(yán)重的話還會產(chǎn)生抖動的現(xiàn)象。而這些情況一旦出現(xiàn)勢必會影響原本的加工路線進(jìn)而產(chǎn)生偏差,所以零件加工完成后會有很大的誤差值。此外,會對加工精度產(chǎn)生影響的還有給定的一些加工參數(shù)比如刀具的行進(jìn)速度、進(jìn)給量這些參數(shù)如果設(shè)定的不合理,零件的加工會產(chǎn)生一定的誤差從而影響精度。零件除了因外界因素變形外,零件本身在加工過程中也會因為摩擦導(dǎo)致過熱從而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象。零件加工系統(tǒng)自身也會產(chǎn)生加工誤差。因為即使加工正常運(yùn)行其加工出來的參數(shù)與理論參數(shù)一致,但是這個加工系統(tǒng)本身的性能不能達(dá)到設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn),那么在后期的加工過程中就會產(chǎn)生誤差,造成加工精度下降。

1.2 人為因素導(dǎo)致的誤差 在機(jī)械加工工程中的每個流程都離不開工作人員的準(zhǔn)確操作。如果操作人員在進(jìn)行加工時,不能嚴(yán)格遵照手冊進(jìn)行規(guī)范的操作,那么必然會導(dǎo)致零件在加工過程中出現(xiàn)較大的誤差,零件精度自然無法保證。還有零件本身存在著磨損,如果在生產(chǎn)過程中因為要節(jié)約成本而忽略磨損,不及時更換磨損的零件,一個磨損的零件就能影響整個加工環(huán)節(jié),從而導(dǎo)致零件精度下降。

以試切法調(diào)整為例,進(jìn)給機(jī)構(gòu)產(chǎn)生位移時,因為存在摩擦作用所以實(shí)際進(jìn)給量想要與理論總進(jìn)給量進(jìn)行匹配的話是很困難的。例如,車床需要進(jìn)行橫向進(jìn)給。向前移動刀架,但是理論進(jìn)給量總是大于刀架向前移動的實(shí)際距離。因為有些車床需要人工對刀,所以在對刀時就會產(chǎn)生一定的誤差進(jìn)而影響整個加工的精度。還有裝夾時,定位、夾緊力和方向等方面都因為人工參與從而產(chǎn)生一定的誤差等。測量誤差主要體現(xiàn)在測量工具和測量方法會有一定偏差還有讀取數(shù)值是也會有各種誤差。

1.3 數(shù)控加工誤差 當(dāng)代社會計算機(jī)數(shù)控機(jī)床普遍的應(yīng)用在了在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中,它和傳統(tǒng)的機(jī)床比較,由于是電腦控制機(jī)床所以會大大的減少誤差。但是,數(shù)控機(jī)床并不是沒有誤差的,它在編程、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動等方面也會有不同程度的誤差。就拿程序設(shè)計環(huán)節(jié)來說,程序設(shè)計的誤差主要是過程誤差和數(shù)學(xué)誤差。先說數(shù)學(xué)誤差,因為零件有些節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值計算機(jī)無法表示出來。正因為這樣,當(dāng)計算機(jī)無法表示這部分?jǐn)?shù)據(jù)時,加工過程就會缺少這些坐標(biāo),加工過程也就產(chǎn)生了誤差值。

2 提高機(jī)械加工精度的措施

2.1 采取科學(xué)措施,盡量減少原始誤差 首先,采用調(diào)整并進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有的工藝系統(tǒng),一定程度上減小誤差。以機(jī)床為例,需要提高其中一些零件的精度,包括適當(dāng)使用預(yù)緊的方法提高軸承精度、使用新型材料來提高軸承的剛度等。磨損達(dá)到一定程度的零部件及時的去更換,從而達(dá)到提高加工精度的目的。當(dāng)然了,有些因為加工過程中操作產(chǎn)生的誤差是無法避免的。針對這一點(diǎn),可以提前預(yù)估誤差再合理地提高成本,加大原材料的投入通,這樣可以一定程度提高零件加工精度。其次,對有誤差的零件采取科學(xué)的組合措施,達(dá)到平均和減少產(chǎn)品誤差的目的。例如,可以把毛坯零件進(jìn)行排列組合達(dá)到提高精度的目的。根據(jù)其誤差的大小分為幾組,這樣也會相對的提高每組的精度,然后再通過調(diào)整機(jī)械加工系統(tǒng)中的刀具和夾具定位原件等,可以大幅提高零件加工精度。

2.2 嚴(yán)格控制工藝流程,減少加工件誤差 首先,對于零件的設(shè)計圖紙進(jìn)行重復(fù)檢查,務(wù)必保證零件的尺寸。再根據(jù)零件尺寸嚴(yán)格編制工藝路線,規(guī)范機(jī)械工藝設(shè)備還有操作的時間等,合理劃分加工順序不出錯,保證粗加工和精加工工序按照規(guī)范進(jìn)行,做到:針對要加工的零件來選擇最適合加工的機(jī)械設(shè)備,減小加工誤差。其次,嚴(yán)格遵循零件的加工原則,不能在加工過程出現(xiàn)差錯。同時,要避免零件在加工過程中因為過熱而產(chǎn)生形變,所以控制加工過程中的溫度,減小零件的誤差。另外,保證機(jī)械加工設(shè)備的數(shù)據(jù)時刻準(zhǔn)確,每隔一段時間進(jìn)行數(shù)據(jù)的校對及更正,這樣可以避免機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生疲勞破壞,又能在一定程度上減小誤差,從而提高了加工精度。

2.3 采用精密補(bǔ)償技術(shù)及時補(bǔ)償校正 傳統(tǒng)機(jī)械加工采用的是加工之后就檢測然后在加工再進(jìn)行檢測,如此往復(fù)可以減小誤差提高精度,而數(shù)控加工進(jìn)行校正的方法是通過精密補(bǔ)償技術(shù)。在數(shù)控機(jī)床中,由探頭、位置傳感器和光柵尺構(gòu)成了精度補(bǔ)償系統(tǒng)。但需要提的是,數(shù)控機(jī)床在加工方面肯定是要超過傳統(tǒng)機(jī)床的,兩者優(yōu)劣很明顯,但數(shù)控機(jī)床本身的成本是相當(dāng)高的。

結(jié)束語:機(jī)械加工是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。除上述幾個因素外,還有很多方面的因素都會影響到加工的精度。所以,為了減小零件的加工誤差,需要做到工作還有很多,需要進(jìn)行更深一步的研究和探討,采用科學(xué)的方法,盡量減少各種相關(guān)因素造成的誤差,提高機(jī)械加工的效率,最終獲得質(zhì)量高誤差小的高精度零件。