提高机械零件加工精度的方法研究袁东

提高机械零件加工精度的方法研究袁东

关键词:机械零件;加工精度;方法

一、机械加工精度设计要合理

机械零件精度设计过程中,除了要对尺寸公差等级、基准制的选用及配合种类的选用进行设计之外,还要处理好零件尺寸公差与几何公差、表面粗糙度的关系才能保证零件的互换性,保证零件的装配要求,尺寸公差与几何公差、表面粗糙度之间的关系是相互联系又相互制约,合理处理它们之间的关系十分重要,并且零件精度的设计也要考虑零件的检测方案问题,如果不考虑检测问题,凌驾于检测条件上进行精度设计,是没有意义的。

二、影响机械零件加工精度的主要因素

1、主轴回转误差

在现代化的机械加工生产中,机械零件的加工系统主要由机床、刀具、夹具以及工件几部分组成,无论任何部分存在原始误差或出现变形等情况,都会对机械零件的加工精度造成直接的影响,其中以机床的影响最为关键,而主轴回转误差则正是机床误差中的一部分。在机械零件生产中,主轴作为机床的重要部分会持续做回转运动,从理论上来讲,主轴在进行回转运动时的轴心线会稳定在一条直线上,然而由于机械振动、受力、主轴制造误差、润滑条件的因素的影响,轴心线实际上仍会出现变动,而这就是主轴回转误差的主要原因。主轴回转误差主要分为圆度误差、周期误差、垂直度误差、尺寸误差、几何偏心、配合间隙等集中,不同类型机械零件的常见误差情况也会存在差异,象当主轴在进行回转运动时,如果因误差而出现径向圆跳动,那么就会对工件造成影响,从而产生圆度误差;而当主轴在进行回转运动时出现倾角摆动,则会使工件的角度出现问题,进而影响到机械零件的平面形状。

2、导轨误差

导轨误差同样是机床误差中的一种,在机床中,导轨主要负责确定机床各个部件的相对位置,因此一旦导轨的精度出现问题,那么机床上各个部件的位置就会出现错误,加工精度自然会因此受到影响。一般来说,导轨误差主要存在平行度扭曲、鞍形误差、鼓形误差、水平直线度误差、平行直线度误差等几种情况,其中平行度扭曲是指前后导轨脱离平行状态;鞍形误差是指导轨向后凸出,鼓形误差是指导轨向前凸出,二者均属于导轨形状变化的一种;而水平直线度与垂直直线度误差则是指导轨出现横向弯曲或垂直弯曲。

3、传动链误差

传动链的主要功能是控制工件、刀具的转动,其中存在着很多传动元件,如果这些元件在制造、装配时出现误差,或是在使用过程中出现比较严重的磨损,那么刀具与工件之间的传动比关系就会受到影响,进而对加工精度造成影响。

4、受力变形

在机械加工过程中,整个加工系统都会受到各种各样的力,象离心力、切割力等,这些力在驱动刀具、工件、夹具等完成加工操作的同时,也会对其他部件的位置、运动速度造成影响,进而导致加工精度降低。象当刀具在加工过程中受到离心力的影响时,其原本的切削操作就会出现振动,并引起工件的高速振动,那么机械零件的切削面就会出现误差。

5、机床、刀具热变形

机械部件生产中加工系统各部件的高速运动会使部件与空气或部件之间出现高速摩擦,进而产生大量的热量,而在热胀冷缩现象的影响下,加工系统就会出现不同程度的热变形,进而对加工精度造成影响,这一现象在机床、刀具、工件上都是非常常见的,当机床出现热变形时,主轴箱与导轨都有可能出现变形、弯曲,进而导致导轨误差与主轴回转误差;而当刀具出现热变形时,其体积会在一定范围内持续波动,而加工的机械零件也会出现尺寸大小不一的情况。此外,工件的热变形会影响工件的体积,虽然这一变化不会直接对工件形状造成影响,但如果工件受热不均匀,那么其在变形的过程中也会从内部产生内应力,而这些内应力则会随着工件表层金属的切除而在工件内部重新分布,进而促使工件出现明显的变形,而工件变形后,机械零件的加工精度自然也会随之降低。

三、提高机械零件加工精度的方法

1、尽量减少原始误差法

在机械加工过程中,误差的发生是难以避免的,我们无法避免则只能减少,在机械加工中采用减少原始误差法可达到一定的效果,在具体实施中应提高工具自身精度以及机床的几何精度,对工艺系统的受热变形受力,变形严格控制。通过上述方法的应用可有效控制原始误差,从而提高机械加工精度,例如企业部门在加工细长轴时可采取反向车削法,使轴向切削力作用逐渐减弱,降低变形事故的发生,另外企业在精密零件加工中,应对加工热变形几何精度刚度全面控制,避免安装误差的产生。

2、补偿原始误差法

在机械加工中,如若无法直接控制原始误差,便可将补偿原始误差法应用其中,该方法作为一种有效的实施手段,通过制造人为的新误差对原始误差进行抵消或补偿,以此达到提高精度的目的。在具体实施中,如若原始误差为正值,人工误差应取负值,误差为负值则取正值。

3、转移原始误差法

在机械加工精度管理中,转移原始误差法的应用也十分频繁,该方法是针对关键特性来开展的,如若关键特性产生误差便会影响工件的质量水平,据此通过原始误差法的应用来转移误差,从而达到控制目的。常用的措施包括转移受力变形,转移热变形,转移几何误差等等。举个例子:当企业在机床加工中其精度无法达到加工要求,则需从夹具、工艺方面来入手,避免对机械加工精度造成影响。

4、均分或均化原始误差法

实际上均分或均化误差方法的应用,可使零件在加工中存在的原始误差得到解决。如若零件性能发生变化,便会对原始误差造成影响,不及时干预对后续加工影响极大。

5、就地加工法

目前就地加工法在机械零件加工中的应用十分普遍,同时也是确保加工精度的有效措施。由于零件在加工中涉及的问题相对复杂,仅仅从文件本身出发无法达到效果,在这种情况下就地加工法充分发挥自身作用,使问题轻易解决。

6、分组解决误差法

为提高机械零件精度,还可将分组解决误差法应用其中,这是由于零件加工环节中误差的出现是连续不间断的,上一个环节出现问题便会影响后续的生产环节,因此生产企业应将分组解决误差法应用其中,使零件加工质量问题得到充分解决,根据误差值来对其合理分组,以此来降低误差值。

7、加大科技的投入力度

随着我国科技的日新月异,生产企业还应将该技术运用其中,增大科技投入力度,这对于生产领域而言尤为重要。将先进的科学技术应用到机械零件加工中可使误差逐渐减少,确保加工精度的全面提升,在这种情况下企业部门还应对新的方法积极研发,将有效的创新手段应用其中,以此提高零件加工精度。同时企业部门还应对误差的发生提前预防,通过转移误差或误差分组相关方法使误差关系有效转变,从而起到显著的预防效果。

结束语

总而言之,机械加工工艺是影响零件加工精度的重要因素,为了保障零件加工的最终精度满足要求,要注重改进并完善加工工艺,这样不仅可以提升加工精度,而且可以提升企业的经济效益,实现我国的机械制造业良好的发展。

参考文献:

[1]张烨.浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].内燃机与配件,2018,02:92-93.

[2]虞战峰.机械加工工艺对零件加工精度的影响分析[J].科技经济导刊,2018,2626:64.

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