對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控機(jī)械加工的過(guò)程中,影響其品質(zhì)的因素有很多,而諸多因素的存在,也給機(jī)械零件的生產(chǎn)加工帶來(lái)了很多本可避免的損失與困擾。數(shù)控機(jī)械加工工藝系統(tǒng),作為零件數(shù)控加工的工藝基礎(chǔ).也直接影響到零件品質(zhì)的重要指標(biāo)——精度。由于精度是機(jī)械零件的重要品質(zhì)指標(biāo).其指的是加工完成的零件成品的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)等參數(shù)與理想標(biāo)準(zhǔn)的切合度,切合度越高意味著零件精度越高,加工工藝越精良。也就是說(shuō)。零件的數(shù)控機(jī)械加工工藝系統(tǒng)對(duì)其精度有著非常大的影響。
在實(shí)踐中,具體的工藝系統(tǒng)包括較多數(shù)量的部件與分系統(tǒng),其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都會(huì)影響到整個(gè)工藝系統(tǒng)的工作精度,加大其工作誤差。除此以外,在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量以及不同的作用力也會(huì)對(duì)系統(tǒng)本身的運(yùn)作產(chǎn)生影響,進(jìn)而致使所加工的零件精度受到影響。與標(biāo)準(zhǔn)切合度不高。在實(shí)際生產(chǎn)加工中,要提高零件加工的精度,就必須要了解影響零件加工精度的各種因素及其發(fā)生的原因。
1 影響零件加工精度的內(nèi)在因素
影響零件加工精度的內(nèi)在因素主要為:數(shù)控機(jī)械加工藝系統(tǒng)本身的幾何精度。
(1)內(nèi)在因素產(chǎn)生的原因
由于加工部件是在機(jī)床的控制下對(duì)零件進(jìn)行加工的,所以工藝系統(tǒng)的整體幾何精度與機(jī)床精度密切相關(guān)。如果機(jī)床本身的構(gòu)件存在精度問(wèn)題,那么被加工零件的大小、形狀、比鍘等.都會(huì)可能出現(xiàn)偏差。如機(jī)床主軸,一旦其軸向或者徑向擺動(dòng)出現(xiàn)問(wèn)題,就有可能造成回轉(zhuǎn)誤差。進(jìn)而導(dǎo)致被加工零件不符合相關(guān)精度標(biāo)準(zhǔn);另外,如果機(jī)床在安裝時(shí)就出現(xiàn)了誤差,也會(huì)直接造成被加工零件精度不足。
數(shù)控機(jī)床在長(zhǎng)期的運(yùn)行使用后,一般都會(huì)出現(xiàn)一定程度的磨損。尤其是某些刀具在不斷的使用中。會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不均衡的磨損現(xiàn)象,進(jìn)而在切割加工時(shí),零件精度偏差就不可避免的出現(xiàn)了。對(duì)于刀具來(lái)說(shuō),如果在制成出廠的時(shí)侯。就已經(jīng)存在有一定的誤差,其在實(shí)際使用過(guò)程中,通過(guò)對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整。就可以將這種誤差基本消除,對(duì)零件精度的威脅可以提前避免;但是.如果其在使用過(guò)程中出現(xiàn)磨損.那么刀具在機(jī)床上的相對(duì)位置就會(huì)出現(xiàn)變化,進(jìn)而造成被加工零件的形狀、尺寸精度的下降。在整個(gè)加工工藝系統(tǒng)中,夾具是用來(lái)保持零件與刀具兩者的間距,實(shí)現(xiàn)刀具準(zhǔn)確固定的構(gòu)件.它的誤差有兩個(gè)方面:即構(gòu)件出廠時(shí)夾具產(chǎn)品本身精度不夠、存在誤差;投入使用時(shí),因操作不精細(xì)而出現(xiàn)的定位、安裝偏差,或者構(gòu)件在長(zhǎng)期使用后.出現(xiàn)的構(gòu)件外表嚴(yán)重磨損,導(dǎo)致被加工零件出現(xiàn)精度不準(zhǔn)現(xiàn)象。
(2)產(chǎn)生內(nèi)在因素的解決方案
對(duì)于上述機(jī)械設(shè)備在出廠時(shí)本身所存在的問(wèn)題,以及在使用中因磨損而導(dǎo)致的誤差,在實(shí)際加工使用過(guò)程中,可采取一定的補(bǔ)償技術(shù)控制誤差,以保證構(gòu)件誤差在實(shí)踐中。能達(dá)到接受的范圍之內(nèi)。正常來(lái)看,在高精度的機(jī)床設(shè)備系統(tǒng)中,其會(huì)配置有相應(yīng)的誤差補(bǔ)償控制構(gòu)件,使用單位以及工作人員能夠根據(jù)加工需求對(duì)其做一定的矯正。在某些自動(dòng)化、智能化水平較高的數(shù)控加工機(jī)床中,配有專業(yè)的校正軟件,用以做機(jī)床各構(gòu)件磨損的技術(shù)校正,在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中,只需輸入相應(yīng)補(bǔ)償數(shù)據(jù),然后由軟件自運(yùn)運(yùn)行,即可實(shí)現(xiàn)參數(shù)修定。而對(duì)于一般的普通機(jī)床而言,其磨損校正只有通過(guò)參考校正尺數(shù)據(jù)、手動(dòng)操作設(shè)置補(bǔ)償螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及構(gòu)件的誤差補(bǔ)償。
2 影響零件加工精度的外在因素
2.1機(jī)械加工工藝系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的受力變形
(1)系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生受力變形的原因機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行強(qiáng)度相對(duì)比較大,而且面臨著多方位受力的情況,各個(gè)部件在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于受力狀態(tài),導(dǎo)致其位置、形狀等,出現(xiàn)輕微形變。具體來(lái)說(shuō)。諸如加工工藝系統(tǒng)中所用到的刀具、夾具等小構(gòu)件。在整個(gè)系統(tǒng)中相對(duì)位置的調(diào)整,多是在靜態(tài)條件下開展的。但是,隨著整個(gè)加工工藝長(zhǎng)期受力發(fā)生的形變,這些部件原本的相對(duì)位置就有可能發(fā)生改變,進(jìn)而導(dǎo)致構(gòu)件本身的工作軌跡發(fā)生變化,最終導(dǎo)致被加工零件的形狀、尺寸等精度受到影響。
(2)系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生受力變形的解決方案對(duì)于上述原因?qū)е碌谋患庸ち慵认陆担赏ㄟ^(guò)調(diào)整工藝加工系統(tǒng)的受力情況,從而使系統(tǒng)受力減少這一途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體的操作方法有兩種:首先可以對(duì)工藝系統(tǒng)本身相對(duì)薄弱的構(gòu)件及部位進(jìn)行改造,提升工藝系統(tǒng)本身的剛度,提高系統(tǒng)對(duì)外部受力的抵抗性能,切實(shí)防止加工系統(tǒng)因受力而發(fā)生形變.導(dǎo)致加工誤差。其次,可通過(guò)縮減整個(gè)工藝系統(tǒng)的載荷量,減少系統(tǒng)外力的大小,從根源上實(shí)現(xiàn)變形預(yù)防。此外。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生的熱應(yīng)力、切削應(yīng)力等殘余應(yīng)力也可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)形變。如被加工零件在經(jīng)過(guò)熱處理之后,會(huì)產(chǎn)生一定應(yīng)力作用于加工系統(tǒng);零件被切削時(shí)該工序形成的切削應(yīng)力也會(huì)作用于加工系統(tǒng),致使整個(gè)系統(tǒng)在無(wú)外力情況下也會(huì)產(chǎn)生形變。因此在實(shí)踐中,那些必須要進(jìn)行熱處理的零件在該工序結(jié)束時(shí),應(yīng)開展退火處理,及時(shí)減小熱應(yīng)力;合理安排各加工過(guò)程,盡量避免粗加工工序中形成額外應(yīng)力,進(jìn)而減少加工誤差;提升被加工工件本身的剛度,增強(qiáng)其抗應(yīng)力性能。
2.2機(jī)械加工工藝系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的熱變形
機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,除了面臨多種力的影響,還會(huì)遇到不同種類的熱影響.進(jìn)而出現(xiàn)形變.它會(huì)導(dǎo)致刀具與被加工零件之間的準(zhǔn)確幾何關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系受到破壞,進(jìn)而影響被加工零件的精度。因熱變形而導(dǎo)致的零件精度偏差,一般情況下會(huì)比較嚴(yán)重,在總誤差比例中能達(dá)到40%-70%,尤其是在精密度要求較高的零件加工以及大型零件的加工中出現(xiàn)精度偏差比例更高。具體來(lái)說(shuō)有刀具熱變形、被加工零件熱變形、機(jī)床本身及其構(gòu)件的熱變形三種。
(1)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中刀具部件的熱變形刀具的熱變形,主要是因其在切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量所導(dǎo)致的。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),刀具部件經(jīng)常需要連續(xù)不斷進(jìn)行切削,在切削剛剛開始的十到二十分鐘內(nèi)。產(chǎn)生熱量所導(dǎo)致的形變量會(huì)比較大,之后會(huì)趨于相對(duì)平衡,要降低這種形變對(duì)被加工零件精度的影響。只要在合理選擇刀具的基礎(chǔ)上,科學(xué)把握切削用量,同時(shí)給予足夠的潤(rùn)滑與降溫即可。
(2)被加工零件的熱變形對(duì)于精度要求比較高的被加工零件,在進(jìn)行大小切割、平面銑刨、打磨時(shí),會(huì)生成大量熱度作用于工件的被加工面,導(dǎo)致該麗與其它面出現(xiàn)溫差,在溫度差的作用下發(fā)生形變,即使將處于加工過(guò)程的多余部分處理掉。在被加工零件恢復(fù)正常溫度后也會(huì)出現(xiàn)偏差。對(duì)于此類問(wèn)題,在機(jī)械加工過(guò)程中,工作人員可以在工件以及刀具部分適當(dāng)添加切削液,以降低接觸面溫度上升的程度;另外,還可以在被加工零件裝夾時(shí)。加大裝夾力度。提前進(jìn)行誤差補(bǔ)償;抑或適度調(diào)整切削用量,降低切削及摩擦產(chǎn)生的熱度;或者在粗加工結(jié)束后,暫停機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn),等熱量全部消失之后再做進(jìn)一步的精加工。
(3)機(jī)床本身及其構(gòu)件的熱變形機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜,包括許多零部件。在其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,各部分構(gòu)件間會(huì)出現(xiàn)相互作用.還有同一部件的各個(gè)位置也會(huì)出現(xiàn)不同的溫度升高現(xiàn)象,致使機(jī)床本身的溫度升高,在不均勻的熱影響下,各部件的相對(duì)位置發(fā)生改變,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)床的幾何精度受到影響,最終導(dǎo)致被加工零件精度也受到影響。鑒于機(jī)床結(jié)構(gòu)中,軸承、齒輪、離合器等各部件在運(yùn)行時(shí)因摩擦?xí)䦟?dǎo)致床身表面的溫度增高,主軸及床身上發(fā)生彎曲等形變的現(xiàn)象,所以在生產(chǎn)實(shí)踐中,應(yīng)盡量減少機(jī)床本身以及機(jī)床附近的熱源,或者采取一定的措施進(jìn)行熱源隔離。比如?梢詫嵩椽(dú)立設(shè)置,或者利用某些潤(rùn)滑劑減少機(jī)床部件的摩擦。除此之外,在生產(chǎn)空間中添置制冷設(shè)備。以強(qiáng)制降溫的方式吸收生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生的熱量;或者對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整.例如將變速箱內(nèi)的軸、軸承、傳動(dòng)齒輪等部件調(diào)整為對(duì)稱結(jié)構(gòu),使其散熱均勻,減少變形產(chǎn)生的可能性。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)改革的日益深化,機(jī)械加工業(yè)也得到了飛速發(fā)展。在此背景下。相關(guān)的機(jī)械加工單位。有必要進(jìn)一步加大精度研究力度,融合最新的管理理念,引進(jìn)最新的信息控制技術(shù),通過(guò)不斷地提升機(jī)械加工工藝水平,提高所加工零件的精密度,最大程度減小不合格產(chǎn)品的產(chǎn)生率,實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增加和企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)。
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本文標(biāo)題:數(shù)控機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響
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