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[摘 要]在机械加工过程中,机械加工工艺技术在很大程度上决定了产品的性能及使用寿命,并且机械加工工艺技术中产生的误差会直接影响机械加工的质量。本文就机械加工工艺技术与误差进行分析,提出有效较少误差的方法,期望对机械加工工艺技术的提升提供有效的参考。
[关键词]机械加工;工艺技术;误差;原因;方法
中图分类号:TH161 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0033-01
引言
随着时代的发展,机械加工工艺技术正面临着严峻的挑战,因此要合理运用机械加工工艺技术,尽量减少各种误差,并加强对机械加工过程的管理,以提高机械加工产品的质量,进一步提高机械加工工艺精度。
一、机械加工工艺概述
机械加工人员根据机械加工图纸和产品数量的要求,利用相关加工设备,按照机械加工流程加工,并将相关的机械加工过程用文件的形式表现出来,这些工艺文件也称为“工艺过程”,它是组织机械生产的重要依据,也是做好机械生产前的准备工作的必要条件。机械加工工艺具有针对性,机械加工工艺技术根据产品生产要求的不同而变化,机械加工工藝流程也随之改变。机械加工工艺不仅涉及到机械设备和工具,还涉及到加工步骤和相关数据。机械加工工艺的主要目的是改变毛坯的质量和形状,最终使毛坯被加工成为完整的零件。机械加工工艺流程不仅包括不完整零件的加工,还包括不完整零件的装配和检验。总而言之,机械加工工艺是一种参数,机械加工工艺流程是加工纲领。
二、机械加工工艺技术误差产生的原因
2.1 机床因素导致的误差
机床误差主要体现在三个方面,即运转链的误差、主轴回转的误差和导轨的误差。运转链误差指的是在生产制造中的设备磨损,运转链两端的运转所产生的差距以及在生产制造过程中所造成的损害都是运转链误差;主轴回转的误差指的是主轴的平均回转线和实际回转线会有一定的误差,而轴承运转的误差和同轴度的误差都会导致主轴回转的误差,这就要求工人对于零件加工的精细程度要重视;导轨的误差指的是导轨在安装、制造以及在使用过程中的不均匀而造成的磨损。而导轨的作用就是为了保证机床各个部位零件位置相对准确,所以导轨在机床的生产制造中起着至关重要的作用。
2.2 加工器具的误差
加工器具分为刀具和夹具两种。刀具在加工的时候不可避免的产生磨损,是加工生产中最大的消耗品,若加工人员忽视刀具的磨损程度,不及时进行更换刀具,那么很容易造成加工零件的形状和尺寸的不准确,同时,不同类型或种类的刀具对于零件加工的精度都有着一定程度上的影响。夹具是用来固定加工工件,使之占有正确的位置,所以在使用夹具时应尽量避免出现几何误差,一旦出现可能会造成很严重的后果。因此想要让加工工件制作的精美,在加工器具的选择上要合理。
2.3 加工中的定位误差
定位误差一方面是由机械原件定位不准确产生的,使得加工完成的产品直接出现尺寸或者质量上的误差,大多出现在调整法加工工件的过程中,而采用试切法加工工件时一般不会出现这样的状况。另一方面除了定位加工不准确的误差外,还有基准不重合的误差状况,比如设计基准与我们选择的定位基准出现了冲突,就很容易形成基准不吻合的误差。所以在加工工件的过程中必须要选择正确的几何要素作为基准的定位。
2.4 受力变形引起的误差
在机械加工过程中,若加工件的强度相比于机床、刀具和夹具较低的话,容易产生一定的形变从而产生误差。这种因变形导致的误差也是机械加工技术误差的重要组成。比如镗直径较小的内孔,如果刀杆硬度相对较小,导致加工中更易变形,对机械加工的精度产生很大的影响。由于外圆车刀在法线和加工面上的硬度相对较高,所以其导致的变形产生的误差较小可忽略。另外材质不均匀、加工切削力改变均会增加变形后工艺系统误差的影响。
三、减少机械加工技术误差的基本方法
3.1 减少生产加工的直接误差
部分直接误差是可以通过预防来降低的,需要重视加工工艺的每一个环节,一旦发生发生误差便及时给予修复。例如在机械加工中,由于受到热度和相关力度的影响,轴车会产生一定的变形,为此可以进行轴车对切,并以走刀的反方向为对切方向,这样就能充分利用弹簧的性能来防止轴车变形。如果加工的零件比较薄,可选择在在工件处在自由状态时进行加固,使得平整板和环氧酯充分结合,将工件用吸盘磨平,不仅加强了工件刚度,同时降低了工件两端磨削作用,减少生产加工的直接误差。
3.2 反相抵消或补偿误差
在机械加工中有些误差是不可避免的,但可以在加工前研究原始误差发生的原因,将误差分析出来,人为的添加新误差,通过反向抵消或补偿的方式来降低系统的原始误差,提高加工的精度。例如为了填补机床误差,必须适当的降低机床丝杆之间的螺旋距离,适当低于标准值从而在装配时补偿了预加拉伸力的影响,产生正应力来补偿误差。另外还可以通过一些特定的设备来定期产生压力,从而减少机械工件受热,维持丝杆螺距的稳定,但应注意这种方式也会产生一定的原始误差。
3.3 控制温度变形
当前控制温度变形的主要方法为冷却液,以此来降低工件的局部温度,实现降低工件变形的目的。刀具的温度变形控制也可以采用冷却液来降温,从而使得刀具快速散去热量,并减少切割导致的摩擦热。对机床热变形控制的方法有很多,从热源角度分析可以减少机床和热源联系,也可通过润滑剂来降低产热。从散热角度来说冷却液是最有效的措施,也可以在热量出现较大的部件安装散热装置,从而来减少温度形变造成的工件制造误差。
3.4 运用误差分组
在机械加工工艺过程中,有时前部分工艺精度控制的很好,但是在下一道工序加工半成品市,往往由于精度低引起一些定位误差或者复映误差,从而降低了零件的精度。而单独提升这一工序的加工精度存在很大困难,从经济角度考虑不合理,这个时候就可以运用误差分组的方法,将毛坯或者半成品以误差为标准进行分组,然后分组分批次进行生产和加工,通过调整道具和工件位置等减少操作难度,减少整个批次零件的误差,有效地控制工件的尺寸分布。
五、结语
总而言之,在进行机械加工时,必须严格执行机械工艺流程,不断优化机械加工工艺技术,才能在有机结合生产环节的基础上,真正生产出客户所需的产品,为我国工业发展由“中国制造”向“中国创造”转变做出更大的努力。
参考文献
[1] 杨昆明.机械加工工艺的技术误差问题及对策分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(07):293-294.
[2] 李鹤.机械加工工艺技术与误差探析[J].科技展望,2016,26(04):62.
[3] 李帅.机械加工工艺技术的误差与原因探究[J].硅谷,2015,(02).
[关键词]机械加工;工艺技术;误差;原因;方法
中图分类号:TH161 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0033-01
引言
随着时代的发展,机械加工工艺技术正面临着严峻的挑战,因此要合理运用机械加工工艺技术,尽量减少各种误差,并加强对机械加工过程的管理,以提高机械加工产品的质量,进一步提高机械加工工艺精度。
一、机械加工工艺概述
机械加工人员根据机械加工图纸和产品数量的要求,利用相关加工设备,按照机械加工流程加工,并将相关的机械加工过程用文件的形式表现出来,这些工艺文件也称为“工艺过程”,它是组织机械生产的重要依据,也是做好机械生产前的准备工作的必要条件。机械加工工艺具有针对性,机械加工工艺技术根据产品生产要求的不同而变化,机械加工工藝流程也随之改变。机械加工工艺不仅涉及到机械设备和工具,还涉及到加工步骤和相关数据。机械加工工艺的主要目的是改变毛坯的质量和形状,最终使毛坯被加工成为完整的零件。机械加工工艺流程不仅包括不完整零件的加工,还包括不完整零件的装配和检验。总而言之,机械加工工艺是一种参数,机械加工工艺流程是加工纲领。
二、机械加工工艺技术误差产生的原因
2.1 机床因素导致的误差
机床误差主要体现在三个方面,即运转链的误差、主轴回转的误差和导轨的误差。运转链误差指的是在生产制造中的设备磨损,运转链两端的运转所产生的差距以及在生产制造过程中所造成的损害都是运转链误差;主轴回转的误差指的是主轴的平均回转线和实际回转线会有一定的误差,而轴承运转的误差和同轴度的误差都会导致主轴回转的误差,这就要求工人对于零件加工的精细程度要重视;导轨的误差指的是导轨在安装、制造以及在使用过程中的不均匀而造成的磨损。而导轨的作用就是为了保证机床各个部位零件位置相对准确,所以导轨在机床的生产制造中起着至关重要的作用。
2.2 加工器具的误差
加工器具分为刀具和夹具两种。刀具在加工的时候不可避免的产生磨损,是加工生产中最大的消耗品,若加工人员忽视刀具的磨损程度,不及时进行更换刀具,那么很容易造成加工零件的形状和尺寸的不准确,同时,不同类型或种类的刀具对于零件加工的精度都有着一定程度上的影响。夹具是用来固定加工工件,使之占有正确的位置,所以在使用夹具时应尽量避免出现几何误差,一旦出现可能会造成很严重的后果。因此想要让加工工件制作的精美,在加工器具的选择上要合理。
2.3 加工中的定位误差
定位误差一方面是由机械原件定位不准确产生的,使得加工完成的产品直接出现尺寸或者质量上的误差,大多出现在调整法加工工件的过程中,而采用试切法加工工件时一般不会出现这样的状况。另一方面除了定位加工不准确的误差外,还有基准不重合的误差状况,比如设计基准与我们选择的定位基准出现了冲突,就很容易形成基准不吻合的误差。所以在加工工件的过程中必须要选择正确的几何要素作为基准的定位。
2.4 受力变形引起的误差
在机械加工过程中,若加工件的强度相比于机床、刀具和夹具较低的话,容易产生一定的形变从而产生误差。这种因变形导致的误差也是机械加工技术误差的重要组成。比如镗直径较小的内孔,如果刀杆硬度相对较小,导致加工中更易变形,对机械加工的精度产生很大的影响。由于外圆车刀在法线和加工面上的硬度相对较高,所以其导致的变形产生的误差较小可忽略。另外材质不均匀、加工切削力改变均会增加变形后工艺系统误差的影响。
三、减少机械加工技术误差的基本方法
3.1 减少生产加工的直接误差
部分直接误差是可以通过预防来降低的,需要重视加工工艺的每一个环节,一旦发生发生误差便及时给予修复。例如在机械加工中,由于受到热度和相关力度的影响,轴车会产生一定的变形,为此可以进行轴车对切,并以走刀的反方向为对切方向,这样就能充分利用弹簧的性能来防止轴车变形。如果加工的零件比较薄,可选择在在工件处在自由状态时进行加固,使得平整板和环氧酯充分结合,将工件用吸盘磨平,不仅加强了工件刚度,同时降低了工件两端磨削作用,减少生产加工的直接误差。
3.2 反相抵消或补偿误差
在机械加工中有些误差是不可避免的,但可以在加工前研究原始误差发生的原因,将误差分析出来,人为的添加新误差,通过反向抵消或补偿的方式来降低系统的原始误差,提高加工的精度。例如为了填补机床误差,必须适当的降低机床丝杆之间的螺旋距离,适当低于标准值从而在装配时补偿了预加拉伸力的影响,产生正应力来补偿误差。另外还可以通过一些特定的设备来定期产生压力,从而减少机械工件受热,维持丝杆螺距的稳定,但应注意这种方式也会产生一定的原始误差。
3.3 控制温度变形
当前控制温度变形的主要方法为冷却液,以此来降低工件的局部温度,实现降低工件变形的目的。刀具的温度变形控制也可以采用冷却液来降温,从而使得刀具快速散去热量,并减少切割导致的摩擦热。对机床热变形控制的方法有很多,从热源角度分析可以减少机床和热源联系,也可通过润滑剂来降低产热。从散热角度来说冷却液是最有效的措施,也可以在热量出现较大的部件安装散热装置,从而来减少温度形变造成的工件制造误差。
3.4 运用误差分组
在机械加工工艺过程中,有时前部分工艺精度控制的很好,但是在下一道工序加工半成品市,往往由于精度低引起一些定位误差或者复映误差,从而降低了零件的精度。而单独提升这一工序的加工精度存在很大困难,从经济角度考虑不合理,这个时候就可以运用误差分组的方法,将毛坯或者半成品以误差为标准进行分组,然后分组分批次进行生产和加工,通过调整道具和工件位置等减少操作难度,减少整个批次零件的误差,有效地控制工件的尺寸分布。
五、结语
总而言之,在进行机械加工时,必须严格执行机械工艺流程,不断优化机械加工工艺技术,才能在有机结合生产环节的基础上,真正生产出客户所需的产品,为我国工业发展由“中国制造”向“中国创造”转变做出更大的努力。
参考文献
[1] 杨昆明.机械加工工艺的技术误差问题及对策分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(07):293-294.
[2] 李鹤.机械加工工艺技术与误差探析[J].科技展望,2016,26(04):62.
[3] 李帅.机械加工工艺技术的误差与原因探究[J].硅谷,2015,(02).