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    昆山風(fēng)鷹精密機(jī)械有限公司

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    關(guān)于精密機(jī)械加工的精度問(wèn)題

    2021-08-24 16:59:37

          在平時(shí)的精密機(jī)械加工過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)因?yàn)橐恍┚鹊膯?wèn)題而導(dǎo)致零部件生產(chǎn)出來(lái)不合格,今天精密零件加工廠家就來(lái)聊一聊關(guān)于精密機(jī)械加工的精度問(wèn)題。

          1 概述  

      1.1 加工精度與加工誤差  

      加工精度是指零件加工后的實(shí)際參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想?yún)?shù)的符合程度。實(shí)際加工不可能做得與理想零件完全一致,總會(huì)有大小不同的偏差,零件加工后的實(shí)際參數(shù)對(duì)理想?yún)?shù)的偏離程度,稱為加工誤差。這是沒(méi)有辦法避免的,只能想辦法去讓加工精度的實(shí)際參數(shù)接近理想?yún)?shù)。  

      1.2 原始誤差  

      由數(shù)控機(jī)床、工裝夾具、切削刀具和工件組成的精密機(jī)械加工工藝系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱工藝系統(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(或擴(kuò)大、或縮小)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。  

      1.3 研究機(jī)械加工精度的方法  

      研究精密機(jī)械加工精度的方法分析計(jì)算法和統(tǒng)計(jì)分析法??梢员M可能的讓誤差減少到最小。  

      2 工藝系統(tǒng)集合誤差 

      2.1 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)致的幾何誤差  

      加工中切削刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)數(shù)控機(jī)床完成的,因此,工件的加工精度在很大程度上取決于數(shù)控機(jī)床的精度。數(shù)控機(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。數(shù)控機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。所以選擇好的數(shù)控機(jī)床也是可以降低誤差的一種方法,一般來(lái)說(shuō)我們國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的生產(chǎn)的一些數(shù)控機(jī)床還遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上國(guó)外的數(shù)控機(jī)床,相比之下國(guó)內(nèi)產(chǎn)出來(lái)的數(shù)控機(jī)床加工誤差較大。常州市耐特金屬制品有限公司則是引進(jìn)了日本的津上數(shù)控機(jī)床,該機(jī)床不但精度高,而且工作效率很高。  



    精密零件加工廠家


      2.1.1 主軸回轉(zhuǎn)誤差  

      數(shù)控機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn),并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具,主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。所以購(gòu)買好的主軸也是很有必要的。  

      主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸各瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。它可分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本形式。  

      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。但它們對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式的不同而不同。  

      產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。不同的加工方法,主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的的加工誤差也不同。在車床上加工外圓和內(nèi)孔時(shí),主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差可以引起工件的圓度和圓柱度誤差,但對(duì)加工工件端面則無(wú)直接影響。主軸軸向回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工外圓和內(nèi)孔的影響不大,但對(duì)所加工端面的垂直度及平面度則有較大的影響。在車螺紋時(shí),主軸向回轉(zhuǎn)誤差可使被加工螺紋的導(dǎo)程產(chǎn)生周期性誤差。  

      適當(dāng)提高主軸及箱體的制造精度,選用高精度的軸承,提高主軸部件的裝配精度,對(duì)高速主軸部件進(jìn)行平衡,對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等,均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。  

      2.1.2 導(dǎo)軌誤差  

      導(dǎo)軌是機(jī)床確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn),也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。車床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個(gè)方面:在水平面內(nèi)的直線度;在垂直面內(nèi)的直線度;前后導(dǎo)軌的平行度(扭曲)。  

      除了導(dǎo)軌本身的制造誤差外,導(dǎo)軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量,也使造成導(dǎo)軌誤差的重要因素。導(dǎo)軌磨損是機(jī)床精度下降的主要原因之一。  

      2.1.3 傳動(dòng)鏈誤差  

      傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量。  

      2.2 刀具的幾何誤差  

      任何刀具在切削過(guò)程中,都不可避免地要產(chǎn)生磨損,并由此引起工件尺寸和形狀地改變。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、切削液等,均可有效地減少刀具地尺寸磨損。有條件的還可采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。我相信如果想做出精度高的零部件,這個(gè)裝置還是要裝的。  

      3 定位誤差  

      3.1 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)稱為工序基準(zhǔn)。一般情況下,工序基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí),須選擇工件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位基準(zhǔn)(或測(cè)量基準(zhǔn)),如果所選用的定位基準(zhǔn)(或測(cè)量基準(zhǔn))與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合,就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差?;鶞?zhǔn)不重合誤差等于定位基準(zhǔn)相對(duì)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的zui大變動(dòng)量。做這個(gè)工序時(shí),圖還是讓廠里的大師傅來(lái)畫(huà),這樣要靠譜的多。

           3.2 定位副制造不準(zhǔn)確誤差  

      工件在夾具中的正確位置是由夾具上的定位元件來(lái)確定的。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得準(zhǔn)確,它們得實(shí)際尺寸(或位置)都允許在分別規(guī)定得公差范圍內(nèi)變動(dòng)。同時(shí),工件上的定位基準(zhǔn)面也會(huì)有制造誤差。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副,由于定位副制造得不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件zui大位置變動(dòng)量,稱為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。  

      4 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差  

      4.1 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zui大變形量可按材料力學(xué)有關(guān)公式估算。  

      4.2 刀具剛度  

      外圓車刀在加工表面法線(y)方向上的剛度很大,其變形可以忽略不計(jì)。鏜直徑較小的內(nèi)孔,刀桿剛度很差,刀桿受力變形對(duì)孔加工精度就有很大影響。刀桿變形也可以按材料力學(xué)有關(guān)公式估算。  

      4.3 機(jī)床部件剛度  

      機(jī)床部件由許多零件組成,機(jī)床部件剛度迄今尚無(wú)合適的簡(jiǎn)易計(jì)算方法,目前主要還是用實(shí)驗(yàn)方法來(lái)測(cè)定機(jī)床部件剛度。變形與載荷不成線性關(guān)系,加載曲線和卸載曲線不重合,卸載曲線滯后于加載曲線。兩曲線線間所包容的面積就是載加載和卸載循環(huán)中所損耗的能量,它消耗于摩擦力所作的功和接觸變形功;di一次卸載后,變形恢復(fù)不到di一次加載的起點(diǎn),這說(shuō)明有殘余變形存在,經(jīng)多次加載卸載后,加載曲線起點(diǎn)才和卸載曲線終點(diǎn)重合,殘余變形才逐漸減小到零; 機(jī)床部件的實(shí)際剛度遠(yuǎn)比我們按實(shí)體估算的要小。  

      5 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%。機(jī)床、刀具和工件受到各種熱源的作用,溫度會(huì)逐漸升高,同時(shí)它們也通過(guò)各種傳熱方式向周圍的物質(zhì)和空間散發(fā)熱量。當(dāng)單位時(shí)間傳入的熱量與其散出的熱量相等時(shí),工藝系統(tǒng)就達(dá)到了熱平衡狀態(tài)。選擇好的熱處理也是非常重要的,自己廠里如果沒(méi)有這方面的技術(shù),就要外包加工,在外包加工的時(shí)候一定要找到合適的熱處理廠。  

          6 結(jié)論:提高加工精度的途徑  

        “減小原始誤差;轉(zhuǎn)移原始誤差 ;均分原始誤差 ;均化原始誤差 ;誤差補(bǔ)償”這句話是如何減少誤差,提高精度的zui好總結(jié)。


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