機(jī)床加工誤差及提高精度的措施探究

李 森

江蘇科行環(huán)保科技有限公司

機(jī)床加工誤差及提高精度的措施探究

李 森

江蘇科行環(huán)保科技有限公司

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)取得了長足的發(fā)展和進(jìn)步。當(dāng)前，制造企業(yè)中應(yīng)用到的機(jī)床，無論從數(shù)量還是從加工精度上，都較以往有了很大程度上的提高。這一方面反映了我國在加工制造工藝和技術(shù)方面的進(jìn)步，另一方面也對(duì)加工誤差控制提出了更高的要求。現(xiàn)階段，雖然數(shù)控機(jī)床在制造企業(yè)中取得了廣泛應(yīng)用，但考慮到數(shù)控機(jī)床的使用成本較高、對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求高等，在加工制造一些普通零件時(shí)，很多制造企業(yè)依然會(huì)優(yōu)先選用普通機(jī)床。因而，分析普通機(jī)床的加工誤差，并提出有針對(duì)性的誤差消除策略具有重要意義。

普通機(jī)床；加工誤差；提高精度

在實(shí)際零件加工過程中，由于各種原因，加工出的零件幾何參數(shù)與理想零件的幾何參數(shù)總有一定的誤差，以至于造成零件不合格甚至產(chǎn)生廢品。為了提高普通機(jī)床加工精度，必須對(duì)普通加工過程中所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行詳細(xì)分析，采取相應(yīng)措施，才能針對(duì)所產(chǎn)生誤差進(jìn)行補(bǔ)償。為此，筆者分析產(chǎn)生加工誤差的原因，并提出減少誤差的措施。

1 加工誤差及加工精度分析

加工精度是指生產(chǎn)制造業(yè)中，實(shí)際產(chǎn)品與對(duì)應(yīng)理想設(shè)計(jì)模型之間的重合滿足程度，從零部件的尺寸、形狀、相對(duì)位置等方面進(jìn)行有效衡量，屬于幾何參數(shù)。加工誤差是指制造產(chǎn)品實(shí)際尺寸參數(shù)與模型的偏差影響。現(xiàn)代工業(yè)加工中，一般借助公差等級(jí)進(jìn)行零部件精度定位。加工精度的等級(jí)越小，對(duì)應(yīng)制造精度相對(duì)越高，如IT7的加工精度低于IT6。另一方面，加工誤差借助具體數(shù)字進(jìn)行衡量，誤差小，模型精度高，產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)良，是滿足工業(yè)需求發(fā)展的良性控制。加工生產(chǎn)中，精度、誤差均可作為零部件加工質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2 普通型機(jī)床加工誤差

2.1 機(jī)床主軸誤差

主軸誤差又被稱為主軸回轉(zhuǎn)誤差。在機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差中，根據(jù)主軸不同部位和軸承不同部位之間因運(yùn)動(dòng)而相互接觸摩擦形式的不同，可將機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差分為軸徑向圓周跳動(dòng)、軸向外凸竄動(dòng)和在安裝軸承內(nèi)擺動(dòng)三種形式。

產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因有兩點(diǎn)：其一是機(jī)床主軸自身的幾何軸線并不一定就是在機(jī)床部件運(yùn)行時(shí)圍繞主軸旋轉(zhuǎn)工作的軸線，這樣的工藝缺陷勢(shì)必造成加工零件達(dá)不到規(guī)定的出品精度；其二是主軸因長期的高壓運(yùn)行導(dǎo)致主軸前度錐度軸承磨損、后端平面軸承松動(dòng)或磨損，導(dǎo)致主軸在間隙內(nèi)工作時(shí)出現(xiàn)明顯跳動(dòng)。

2.2 機(jī)床導(dǎo)軌誤差

機(jī)床上的導(dǎo)軌是固定各機(jī)床部件相對(duì)位置的重要部位。所謂導(dǎo)軌誤差，是指導(dǎo)軌上的機(jī)身運(yùn)行方向與理論設(shè)計(jì)方向之間的偏離差。常見的導(dǎo)軌誤差一方面是由于自身制造工藝落后，并出現(xiàn)安裝質(zhì)量不佳導(dǎo)致的誤差；另一方面是由于導(dǎo)軌長期在不規(guī)則的受力作用下出現(xiàn)了不均勻磨損，例如，普通臥式機(jī)床導(dǎo)軌一般具有的誤差分為出現(xiàn)在水平表面的直線度誤差和出現(xiàn)在垂直表面的直線度誤差，兩者均能直接作用影響加工零件的形狀及尺寸規(guī)格。

2.3 加工刀具的誤差

刀具作為機(jī)床工藝系統(tǒng)的重要組成部分，一旦其本身存在制造誤差，那么就可能會(huì)給零件的最終加工制造精度造成不良影響。尤其是對(duì)使用定尺寸刀具、成形刀具以及展成刀具的機(jī)床工藝系統(tǒng)而言，這種影響將更加顯著。當(dāng)然，不是所有的刀具誤差都會(huì)影響到零件的制造精度。對(duì)于普通車床使用的車刀而言，可以調(diào)節(jié)溜板補(bǔ)償?shù)毒哒`差最終加工制造精度就不會(huì)有明顯影響。

3 機(jī)床提高精度的措施和方法

3.1 消除機(jī)床主軸誤差

(1)保持對(duì)機(jī)床設(shè)備的愛護(hù)，確保操作時(shí)不會(huì)對(duì)主軸施加外力作用，如敲擊等。(2)強(qiáng)化與機(jī)床主軸箱配套的箱體支撐孔、主軸軸桿和軸承，以及其他相配合部位所有外在表面的加工精度。(3)主軸軸承的質(zhì)量控制要過關(guān)，要求高精度。在安裝主軸時(shí)要確保主軸平衡，且與軸承實(shí)現(xiàn)無縫貼合。對(duì)于部分高精度的滾動(dòng)軸承，應(yīng)提前預(yù)加載荷來確保降低磨損。(4)盡量選用能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)功能與定位功能相分離的主軸結(jié)構(gòu)，消除加工工件時(shí)機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)工件回轉(zhuǎn)精度的不良影響。

3.2 消除機(jī)床導(dǎo)軌誤差

(1)機(jī)床的固定要平衡平穩(wěn)，一般應(yīng)采用正確的安裝方式固定于實(shí)地基礎(chǔ)上，對(duì)整體的位置、距離等進(jìn)行準(zhǔn)確精密的調(diào)整。(2)日常需重視導(dǎo)軌的保養(yǎng)和維護(hù)，經(jīng)常清理衛(wèi)生，杜絕鐵質(zhì)粉末等覆蓋，防止重物對(duì)導(dǎo)軌的碰撞。(3)使用潤滑油等潤滑機(jī)床導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌光滑順暢，確保機(jī)床在移動(dòng)時(shí)不易磨損導(dǎo)軌表面，同時(shí)還應(yīng)涂抹防銹材料防止生銹。(4)合理掌握實(shí)際工作環(huán)境，在合適條件下，搭配應(yīng)用不同導(dǎo)軌形狀和組合形式，放長操作臺(tái)與機(jī)床自身導(dǎo)軌之間的銜接距離。

3.3 對(duì)誤差進(jìn)行預(yù)防處理

其一，原始誤差的改進(jìn)處理，需要進(jìn)行刀具、夾具精度控制，避免安裝操作、組裝環(huán)節(jié)的誤差導(dǎo)致后續(xù)產(chǎn)品精度受損；提高主軸部件的精度、滾軸靈活度，避免回轉(zhuǎn)誤差的負(fù)面影響；其二，加強(qiáng)對(duì)刀具材料、刀具參數(shù)、切削控制等方面的管理，保證刀具的打磨效果良好，合理使用冷卻試劑，避免刀具磨損導(dǎo)致的誤差狀況；其三，加強(qiáng)對(duì)新材料的開發(fā)應(yīng)用，借助科學(xué)合理的熱處理技術(shù)進(jìn)行零部件內(nèi)部應(yīng)力的消除控制，保證對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理，該操作需要在精加工之前進(jìn)行；其四，裝夾操作中，需要減低刀具更換次數(shù)，盡量保證一把刀具進(jìn)行多次表面加工處理，減低基準(zhǔn)不重合等偏差導(dǎo)致的誤差。其五，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化處理，普通機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要保證其零部件剛度合理，避免外界受力變形的負(fù)面影響。加強(qiáng)特殊操作的熱量問題考慮，避免結(jié)構(gòu)不當(dāng)導(dǎo)致的熱量集中問題。

總之，機(jī)械加工中的誤差雖然不可避免，但卻可以通過對(duì)誤差產(chǎn)生原因的分析來制定誤差消除策略，進(jìn)而提高機(jī)械產(chǎn)品零件的加工精度，使機(jī)械加工工藝和技術(shù)更加完善，從而促使機(jī)械制造業(yè)向著更加良性的方向不斷發(fā)展和進(jìn)步。

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