淺談機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

經過一系列的機械加工從而非生產出來的零部件的實際參數就是機械加工精度,這些參數主要包括零件形狀、零件表面相互位置等。實際參數越接近設計參數,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。實際加工的零件與設計時標定的理論參數都會有一定的偏差,實際參數與理論參數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到加工精度的提高。

1 影響機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生形變,這也是導致零件精度產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象,出現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,這些工具在運行過程中會產生一定程度的磨損和偏移,嚴重的話還會產生抖動的現象。而這些情況一旦出現勢必會影響原本的加工路線進而產生偏差,所以零件加工完成后會有很大的誤差值。此外,會對加工精度產生影響的還有給定的一些加工參數比如刀具的行進速度、進給量這些參數如果設定的不合理,零件的加工會產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致過熱從而產生變形的現象。零件加工系統自身也會產生加工誤差。因為即使加工正常運行其加工出來的參數與理論參數一致,但是這個加工系統本身的性能不能達到設計的標準,那么在后期的加工過程中就會產生誤差,造成加工精度下降。

1.2 人為因素導致的誤差 在機械加工工程中的每個流程都離不開工作人員的準確操作。如果操作人員在進行加工時,不能嚴格遵照手冊進行規范的操作,那么必然會導致零件在加工過程中出現較大的誤差,零件精度自然無法保證。還有零件本身存在著磨損,如果在生產過程中因為要節約成本而忽略磨損,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節,從而導致零件精度下降。

以試切法調整為例,進給機構產生位移時,因為存在摩擦作用所以實際進給量想要與理論總進給量進行匹配的話是很困難的。例如,車床需要進行橫向進給。向前移動刀架,但是理論進給量總是大于刀架向前移動的實際距離。因為有些車床需要人工對刀,所以在對刀時就會產生一定的誤差進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生一定的誤差等。測量誤差主要體現在測量工具和測量方法會有一定偏差還有讀取數值是也會有各種誤差。

1.3 數控加工誤差 當代社會計算機數控機床普遍的應用在了在機械制造行業當中,它和傳統的機床比較,由于是電腦控制機床所以會大大的減少誤差。但是,數控機床并不是沒有誤差的,它在編程、數控裝置、伺服驅動等方面也會有不同程度的誤差。就拿程序設計環節來說,程序設計的誤差主要是過程誤差和數學誤差。先說數學誤差,因為零件有些節點的坐標值計算機無法表示出來。正因為這樣,當計算機無法表示這部分數據時,加工過程就會缺少這些坐標,加工過程也就產生了誤差值。

2 提高機械加工精度的措施

2.1 采取科學措施,盡量減少原始誤差 首先,采用調整并進一步改進現有的工藝系統,一定程度上減小誤差。以機床為例,需要提高其中一些零件的精度,包括適當使用預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。磨損達到一定程度的零部件及時的去更換,從而達到提高加工精度的目的。當然了,有些因為加工過程中操作產生的誤差是無法避免的。針對這一點,可以提前預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的組合措施,達到平均和減少產品誤差的目的。例如,可以把毛坯零件進行排列組合達到提高精度的目的。根據其誤差的大小分為幾組,這樣也會相對的提高每組的精度,然后再通過調整機械加工系統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 嚴格控制工藝流程,減少加工件誤差 首先,對于零件的設計圖紙進行重復檢查,務必保證零件的尺寸。再根據零件尺寸嚴格編制工藝路線,規范機械工藝設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范進行,做到:針對要加工的零件來選擇最適合加工的機械設備,減小加工誤差。其次,嚴格遵循零件的加工原則,不能在加工過程出現差錯。同時,要避免零件在加工過程中因為過熱而產生形變,所以控制加工過程中的溫度,減小零件的誤差。另外,保證機械加工設備的數據時刻準確,每隔一段時間進行數據的校對及更正,這樣可以避免機械設備產生疲勞破壞,又能在一定程度上減小誤差,從而提高了加工精度。

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

結束語:機械加工是一項復雜的系統工程。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,需要進行更深一步的研究和探討,采用科學的方法,盡量減少各種相關因素造成的誤差,提高機械加工的效率,最終獲得質量高誤差小的高精度零件。