机械加工精度的误差控制措施

发布者: 禾久机械  时间:2019-12-31 11:06

易伟 王自忠 剑超

摘 要:在国民经济中制造业占有举足轻重的地位,在制造业中机械加工又是极为重要的环节,当前科技的不断进步,给机械加工的精度提出了更高的要求。不过,机械加工的精度一般又会受到诸多因素的影响,诸如几何误差、定位误差物理变形误差等。为了控制误差,尽可能使得精度达到理想值,就必须要采取针对性的措施,加强机械作业的性能、进行科学的误差补偿、使用分化或均化技术、转嫁原理等调控误差。

关键词:机械加工;精度;误差;控制策略

机械工业为代表的制造业是国民经济发展的基石,在人类社会进步的历史中扮演着重要的角色。在当前工业产品的生产中不可避免地会经过机械加工流程,机械加工就是借助机械手段对工件进行处理的过程。由于加工精度要求的提升,使得探究影响机加工精度的原因、提出针对性误差控制策略等工作变得迫在眉睫。

一、机械加工精度的概念与要求

所谓的机械加工精度,实际上就是成品工件所达到的各项参数值,有几个核心指标就是尺寸大小、几何形状、各表面的相互位置等,相较于既定目标的差值。在机加工过程中,使用的加工方式和技术是有差异的,加工使用的原材料也是不同的,构件的制造条件也是不同的,因此,这样生产出来的工件必然与设计值存在一定的差异。为了对加工精度有一定的认识,通常使用误差来进行衡量。如果显示的误差值越大,那么就说明这个精度等级越低,反之,误差越小说明加工的越好,也就是精度越高。

二、影响机械加工精度的原因

对于机械加工而言,误差基本都会左右机械加工的精度,经过笔者的總结,基本含有以下几点。

1.几何误差

几何误差的来源基本都是设备,常见于机床和刀具,我们都知道,机床是用于机械加工的关键设备,它和其内部的道具质量将会直接决定加工精度,特别是机床主轴、导轨、传动链的性能,这对于机加工的精度而言都是极为重要的。假设主轴在回转时出现误差,那么毫无疑问,工件的精度必然会受到影响。导轨的磨损会引发相对运动的出现,在这个时候就必然会出现误差,这时候机床的精度是无法进行保证了,加工的精度也就没了保证。除此之外,如果更换了刀具,加工工件的误差也会变得不同。

2.定位误差

在进行机械加工的过程中,首先要做的就是对元件进行定位,在这项工作落实之后才能进行加工作业。在定位的环节,要考虑到工件上的诸多要素,在此基础上来定位。我们普遍将定位基准与设计基准重合,两者一旦不重合,那么误差也就出现了。实际上,在夹具对工件进行定位时,是不可能没有误差的,但是这个误差值如果在允许范围内,那就是合格的。在工件的加工环节,夹具和工件都需要进行固定,但是这个固定的过程中,又会出现一定的位置变动,这就会引发定位副制造不准确误差。

3.测量或调整误差

在整个工艺流程中,机床上的工件和刀具需要一定的相互位置精度,这就需要对刀具、夹具、工件等进行相关调整,借助这些变动来控制精度。在进行加工时,那些被加工部件需要一些参数来衡量,在加工时用到的工艺也要进行调整。首先,用于测量的工具是必然不会非常精准的,测量的措施也不见得是最好的,工具本身就带有一定的问题,这都是测量误差的来源。除此之外,如果调整方式不对,使用的手法不对,那也会出现不必要的误差。

4.物理变形误差

不管是何种材料构成的加工构件,其在受到外力作用,或者是温度急剧变化之后,都会出现不可避免的变形,这对于工件的加工精度是有一定影响的。在整个加工的流程中,考虑到机床、刀具、工件等在工作时,都处于高速运转状态,这时的温度是非常之高的,这时的工件受热就会出现变形。特别是那些精度等级极高的精密工件,在热变形之后出现的误差是非常大的。除此之外,加工过程中,机床、刀具、工件也会受到力的作用,这也会出现一定程度的变形,这都会引起加工的误差。

三、提高机械加工精度误差控制的策略

实际上,很多因素都会对机加工产生影响,在作业的过程中,精度上的误差是不可避免的。尽管如此,我们还是需要借助一些措施进行控制,旨在将其控制在合理范围之内,这也是对精度的一种保证。详细来说,经过查阅相关资料,我们发现对机械构件精度的误差进行控制基本上有几下几种模式。

1.优化加工机械工作性能

加工机械的工作性能是一个极为重要的指标,它会对原始误差进行最大限度的削减。要想提升机械加工的精度,就必须要对原始误差有一个深入的了解,以减少原始误差来提升加工精度。具体来看,有以下几点:优化机床、刀具、夹具、量具等部件的质量,提升其设计上的精度。由于工艺设备在受到外力压缩和温度极度变化时,会出现很大的变形,这两点需要进行科学的调控,机床、刀具、轴承等设备的质量也要尽可能的提升,最好不要在加工时出现过度磨损。以上种种都是借助优化机械加工的性能,来尽可能防止误差的出现。

2.合理利用误差补偿措施

误差补偿技术的研发,对于原始误差的控制而言是极为重要的。该技术描述的是,在进行机械加工的过程中,根据机械加工的精度要求,特意的对设置相关数值的误差,以此来消除系统中原有的不可避免的原始误差,还有一种更好情况就是,借助一种原始误差去消除另一种原始误差。这是一种十分实用的误差补偿方式,实践证明其在机械加工的环节中发挥着重要的作用,这对于原始误差的消除意义非凡,对于加工精度的提升也起到了巨大的作用。

3.采用分化或均化技术措施

在消除原始误差的众多方法中,分化和均化技术也是十分实用的,我们也借此取得了极佳的效果。要知道分化和均化技术是不同的处理模式。对于分化技术而言,它针对的是发育中的个体形态,使用相关方法让他出现变异;反观均化就不一样,其是采取措施将两种或者两种以上的物质形态进行均和。在进行构件的加工时,我们会对误差的规律进行相应的记录,然后根据这种规律,将测量的工件根据尺寸的差异进行分组,进而对误差的范围来划定,之后经过相应的位置调整,再对误差来分化,尽可能的缩减范围。对于那些表面精度很高的工件一般采取比较检测法,首先找到工件表面显著的不同点,之后再修正乃至于加工,以此来将原始误差缩减在最小的范围,或者也可以平均原始误差。

4.利用转嫁原理采用相关措施

在机械加工过程中,必须要认识到一点,那就是原始误差在加工误差上的体现,和其是否在误差敏感方向上有关。误差转移就是转移受力、受热变形误差等,旨在将敏感方向上的误差转到无影响处。借助此种方式提升机械加工的精度。

四、结束语

综上所述,在机械工业中必然会涉及到机械加工,随着科技的进步和相关行业的发展,对于机械加工的精度要求越发苛刻。在实际作业中,必须要重视相关策略,调控加工精度上的误差,进而提升机械加工的精度,优化产品的质量,达到社会对机械加工的相关要求。

参考文献

[1] 赵荣华.机械加工精度误差分析及改进措施探讨[J].现代商贸工业,2012,24(1):293-294.

[2] 张桂文.论提高机械加工精度的措施[J].硅谷,2011(9):140-140.

[3] 魏文亮,张琳.论提高机械加工精度技术与措施[J].科技创新导报,2013(14):30-30.

作者简介

易伟(1988.11-),性别:男,民族:汉,籍贯:湖南省醴陵市,当前职称:助理工程师,学历:本科,研究方向:机械专业

(作者单位:河南省新乡飞机场)




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