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【摘 要】 现代社会,机械加工不断进步,相对而言取得了巨大的进步,并且不断向高精度、自动化、智能化的方向发展。但是对于一些传统的较为简单的切削机械加工和磨削机械加工技术水平还有待进一步的提高加工精度。本文就机械加工精度概述入手,详细分析探讨了影响机械加工精度的因素,并阐明机械加工精度技术的控制措施。
【关键词】 机械加工;精确技术;精确控制;措施
前言:
机械加工作为工业生产的重要部分,随着工业改革和社会经济的快速发展,我国机械加工不仅在质量上,在规模上也取得了很大进步。随着工业生产形势与工业进程日益复杂,居民对工业化加工关注程度越来越高,对加工要求也进行了改善。在这种环境中,对机械加工进行严密的精度技术控制就成了机械加工的重要任务。因此,在机械加工中,必须努力增强对加工精度技术的控制与把握,从专业角度来看,机械加工是指在完成零件加工后,通过技术人员以及专业仪器检验,它的形状、尺寸、位置都图纸设计中的参数与几何参数以及数据的满足度。在实际加工中,必须高度重视精度技术控制,并且积极编制合理的技术措施。
一、机械加工及其发展
我国对于机械加工的研究相对较为落后,最早是在1958年才开始对数控机床进行研制的,并且直到20世纪60年代中期,第一台自主研发的数控线切割机才被成功研发出来,接着又成功研制出了数控非圆齿轮机。尽管这些数控机械的性能不是很好,效率也相对较低,但这也代表着我国已经开始迈入了机械加工的时代。在后来几十年的不断发展中,我国的数控机械加工技术逐渐得到了极大的发展,在加上改革开放以后对国外先进技术的引进和应用,更是使我国的机械加工行业得到了质的飞跃。目前,我国的很多高等院校或科研单位都在积极的进行数控自动化机床的研究,以期尽早促使我国的的机械加工行业步入自动化和现代化。并且目前也已经在理论和实践方面取得了一定的成就。车床的数控系统已经基本成熟,坐标铣床数控系统也得到了很大发展,并且在信息技术的不断推动下,机械加工行业还将会有更大的发展空间。
二、机械加工精度的概述
在机械加工中,经常会出现这种现象:机械加工的实际表现与原来机械加工设计存在着明显的差距,尤其是零件加工前后设计数据与实际数据会存在着一定出入。实际值与理想值之间的符合程度就是机械加工精度。实际值与理想值之间的偏差称之为加工误差。一般意义上零件加工主要是从三个方面来进行的,这三个方面分别是尺寸、集合形状以及相互位置。因而机械加工精度就可以分为三种精度:尺寸精度、几何形状精度以及相互位置精度。详细概述如下:
1)尺寸精度
主要是指成品与基准尺寸之间的误差或距离,是加工精度的重要体现。
2)几何形状精度
主要指机械加工者在对零件进行加工的时候,通过几何形状精度来控制零件表面几何形状误差的指标。在机械加工中常常用到的几何形状精度主要是平面度、圆柱度、直线度以及圆度。
3)相互位置精度
主要包含平行度、垂直度、同轴度以及位置度等之间的误差,用来限制加工表面与基准之间的相互位置。
尺寸精度、几何形状精度以及相互位置精度构成了完整的机械加工精度。在机械加工中由于多种因素的限制,误差永远是存在着的,机械加工中的误差只能控制而不能消除,因而进行精度控制在机械加工中就显得非常重要。
三、影响机械加工精度技术的因素
在工业生产中,机械加工为了消除或者减小各种技术误差,对于各种技术、工艺要求很高。从机械加工全过程来看,影响机械加工的因素主要表现在以下环节:
1)机床几何误差
机械加工主要是在机床上实现的,在机械加工中机床的几何误差直接影响着机械加工质量和精度。所谓几何误差主要指机床主轴回转误差和传动链误差,这种误差是造成质量问题的重要因素。
2)定位误差
定位是机械加工的重要步骤,在定位过程中产生的误差就是定位误差。造成定位误差主要是两个因素:一是机械加工选择的实际定位与设计定位,两者之间存在误差,从而造成定位误差。二是机械加工中定位元件不准确,实际尺寸超出了允许变动范围,这是造成定位误差又一个重要因素。
3)主轴回转之间的误差
在现代工业加工中,尤其是高科技产品与高精度产品加工中,主轴回转造成的误差不尽是显而易见的,同時也是影响加工的主要因素。从工业加工专业角度来看,主轴回转的误差主要是高速运转的主轴瞬间,回转轴线和相对回转轴线之间的变量;同时这个变动量是非常不确定的数值,通过机械改造与加工,也可以将这类误差控制在机械允许的范围中。最常见的主轴回转误差是在进行误差控制时,加工单位可以按照现有的资金状况以及技术条件,选用精度相对较高的轴承,在保障轴承精度不断增强的同时,保障各个回转精度合理控制。
4)夹具、刀具的几何误差
在国内大型的机械加工中,随着夹具、刀具型号、种类以及尺寸的翻新,对于机械加工精度的影响程度也越来越大。在工业性机械加工中,使用尺寸固定的夹具、刀具进行加工,由于夹具、刀具没有可调性,所以在生产中经常会由于技术参数与作业环境而发生变化,甚至还会造成机械加工不同程度的误差。另外,由于夹具、刀具使用流程、安装过程的不规范,很容易造成机床与刀具之间的位置移动,因此,在机械加工误差中也是必须重视的。
5)工艺刚度问题
在大型机械加工中,受切削力影响出现的误差也是工艺刚度普遍存在的问题。在加工中,由于机械加工部件会受到外界环境、温度的影响,所以很容易由于材质问题,对切削力造成影响;在工艺系统局部突变或者整体变形时,就很可能出现更大程度的误差。另外,在机械加工工件中,一旦夹紧力方向不准确或者工件刚度不够,也会诱发机械加工变形,进而让机械加工出现不同程度的误差。 四、机械加工精度技术的控制措施
机械加工精度对于工业精度控制具有直接作用,同时还是保障机械安全性能与产品使用的重要条件。在国内机械加工中,受各种客观、主观因素影响与限制,机械加工精度被各个环节重视。为了进一步提高机械加工精度,保障加工质量,必须及时加强相关技术研讨与实践工作,尤其是机械加工单位、作业人员以及各种技能技术措施。
1、强化原始误差分化
在机械加工中,由于必须对加工精度进行全面仔细的考慮,所以提高各个工件的加工精度,向国家以及相关部门规定的技术标准、工艺标准靠近。在机械加工控制中,原始误差作为机械加工质量的重要保障,它的操作流程是:按照相关要求,以机械元件材质、种类、尺寸、型号、用途、形状,将其分成若干加工小组,此时的加工工件就会受到精度范围影响,自然压缩。同时,作业人员与加工技术必须根据相关范围,设立合理的误差范围,并且根据夹具与刀具进行正确调整,从而将每组工件的尺寸和标准尺寸之间的误差控制在最小。
2、补偿误差法
补偿误差作为解决工艺刚度的重要技术措施,它的主要作用是通过加工进行误差补偿,进而不断减小零件加工中可能存在的误差。为了消除机械加工中存在的误差,它作为新制造的误差,通过机械加工,能对各种原始误差进行抵销或者补偿,进而提高加工精度。在国内机械加工中,原始误差一般用负数表示,使用误差法进行抵销或者补偿的误差为与之对应的正数
3、分化误差
分化误差主要指对原始误差进行分化,最终来减小误差的方法。分化误差是对风险进行统一管理的方法,它在机械加工中应用十分广泛。它是在多项误差同时发生的时候,根据误差自身的特点进行分区,将原始误差分散,最终来减小原始误差。
五、关于提高机械加工精确度的几点建议
5.1柔性制造系统(FMS)机械制造自动化
当今机械制造自动化已经发展到CNC和FMS阶段,并正在向计算机集成制造系统(CIMS)方向发展。F五度S通常由CNC加工中心系统、运输存储系统和计算机控制系统三大部分组成。它的最主要特点是“柔性”,也就是具有完成不同加工任务的应变能力,能适应多品种中小批量生产的自动化要求。实现CIMS可使整个工厂的生产、管理、经营进行优化,从而提高生产率,提高柔性,提高产品质量,降低在制品与一切费用。FA优点是缩短产品生产周期,提高产品质量、可靠性和生产率。我们如不去研究开发,不作好充分技术储备,将会使今后我国机械产品在国际市场上丧失竞争能力。
5.2提高计量与检测水平
当前企业现有检测水平不够,检测设备更是比较陈旧,但是依然推荐有条件的企业可以采用较先进的设备如:电接触侧量或光电测量、多参数的综合检验装置、以及三坐标测量机等。量具和量仪的精度一般都要求比被测量零件高一个数量级,所以加工和测量通常是独立进行的。
5.3加强科研工作,促进机械加工技术水平全面提高
现代生产业,CAD/CAM等计算机辅助设计已经成为普遍的技术,所以在在科研工作上,我们既应对加工过程进行探测,交各种特种切削加工、少无切屑加工、精盈加工和超精密加工等。建立切削数据库,难加工材料切削技术,新型刀具的研制和模块化刀具系统的开发,自动化生产过程中工况监测、自动补偿、故障诊断与预测,以及提高加工精度与表面质量等方面上来;
5.4其他建议
现代加工企业竞争,主要就是加工工艺的竞争,除了以上几点,此外,还应继续开展以“三新”强化工艺手段,提高机械制造工艺水平,把高效与精度结合起来,在提高加工效率的同时提高加工精度水平。要牢固树立工艺技术是提高产品质量的突破口这个指导思想,要把机械工业的重心转移到提高制造技术水平上来。
六、结束语
总而言之,机械加工精度作为现代工业发展的重要标致,对工业质量与企业发展具有重要作用。同时,机械加工是未来工业生产技术手段的必然发展趋势,而提高其自动化水平和精确技术水平都是提高机械加工行业水平的主要手段。而要想做到这些,就必须要在现有的机械加工技术水平的基础上,积极引进先进的信息技术和管理理念,并加强对数控机床自动化的研究,建立相应的信息数据库,以此来促进机械加工行业的进一步发展。
参考文献:
[1]郭一锋.探讨机械加工精度的影响与控制[J].贵州化工.2013年
[2]史英春.机械加工精度误差产生原因及对策探讨[J].科技与企业.2013年
[3]董宝文,徐怀圣.影响机械加工精度的因素探讨[J].中国科技博览.2012年
[4]顾为鹏.机械加工中的表面质量与精度控制技术[J].现代商贸工业.2012年
【关键词】 机械加工;精确技术;精确控制;措施
前言:
机械加工作为工业生产的重要部分,随着工业改革和社会经济的快速发展,我国机械加工不仅在质量上,在规模上也取得了很大进步。随着工业生产形势与工业进程日益复杂,居民对工业化加工关注程度越来越高,对加工要求也进行了改善。在这种环境中,对机械加工进行严密的精度技术控制就成了机械加工的重要任务。因此,在机械加工中,必须努力增强对加工精度技术的控制与把握,从专业角度来看,机械加工是指在完成零件加工后,通过技术人员以及专业仪器检验,它的形状、尺寸、位置都图纸设计中的参数与几何参数以及数据的满足度。在实际加工中,必须高度重视精度技术控制,并且积极编制合理的技术措施。
一、机械加工及其发展
我国对于机械加工的研究相对较为落后,最早是在1958年才开始对数控机床进行研制的,并且直到20世纪60年代中期,第一台自主研发的数控线切割机才被成功研发出来,接着又成功研制出了数控非圆齿轮机。尽管这些数控机械的性能不是很好,效率也相对较低,但这也代表着我国已经开始迈入了机械加工的时代。在后来几十年的不断发展中,我国的数控机械加工技术逐渐得到了极大的发展,在加上改革开放以后对国外先进技术的引进和应用,更是使我国的机械加工行业得到了质的飞跃。目前,我国的很多高等院校或科研单位都在积极的进行数控自动化机床的研究,以期尽早促使我国的的机械加工行业步入自动化和现代化。并且目前也已经在理论和实践方面取得了一定的成就。车床的数控系统已经基本成熟,坐标铣床数控系统也得到了很大发展,并且在信息技术的不断推动下,机械加工行业还将会有更大的发展空间。
二、机械加工精度的概述
在机械加工中,经常会出现这种现象:机械加工的实际表现与原来机械加工设计存在着明显的差距,尤其是零件加工前后设计数据与实际数据会存在着一定出入。实际值与理想值之间的符合程度就是机械加工精度。实际值与理想值之间的偏差称之为加工误差。一般意义上零件加工主要是从三个方面来进行的,这三个方面分别是尺寸、集合形状以及相互位置。因而机械加工精度就可以分为三种精度:尺寸精度、几何形状精度以及相互位置精度。详细概述如下:
1)尺寸精度
主要是指成品与基准尺寸之间的误差或距离,是加工精度的重要体现。
2)几何形状精度
主要指机械加工者在对零件进行加工的时候,通过几何形状精度来控制零件表面几何形状误差的指标。在机械加工中常常用到的几何形状精度主要是平面度、圆柱度、直线度以及圆度。
3)相互位置精度
主要包含平行度、垂直度、同轴度以及位置度等之间的误差,用来限制加工表面与基准之间的相互位置。
尺寸精度、几何形状精度以及相互位置精度构成了完整的机械加工精度。在机械加工中由于多种因素的限制,误差永远是存在着的,机械加工中的误差只能控制而不能消除,因而进行精度控制在机械加工中就显得非常重要。
三、影响机械加工精度技术的因素
在工业生产中,机械加工为了消除或者减小各种技术误差,对于各种技术、工艺要求很高。从机械加工全过程来看,影响机械加工的因素主要表现在以下环节:
1)机床几何误差
机械加工主要是在机床上实现的,在机械加工中机床的几何误差直接影响着机械加工质量和精度。所谓几何误差主要指机床主轴回转误差和传动链误差,这种误差是造成质量问题的重要因素。
2)定位误差
定位是机械加工的重要步骤,在定位过程中产生的误差就是定位误差。造成定位误差主要是两个因素:一是机械加工选择的实际定位与设计定位,两者之间存在误差,从而造成定位误差。二是机械加工中定位元件不准确,实际尺寸超出了允许变动范围,这是造成定位误差又一个重要因素。
3)主轴回转之间的误差
在现代工业加工中,尤其是高科技产品与高精度产品加工中,主轴回转造成的误差不尽是显而易见的,同時也是影响加工的主要因素。从工业加工专业角度来看,主轴回转的误差主要是高速运转的主轴瞬间,回转轴线和相对回转轴线之间的变量;同时这个变动量是非常不确定的数值,通过机械改造与加工,也可以将这类误差控制在机械允许的范围中。最常见的主轴回转误差是在进行误差控制时,加工单位可以按照现有的资金状况以及技术条件,选用精度相对较高的轴承,在保障轴承精度不断增强的同时,保障各个回转精度合理控制。
4)夹具、刀具的几何误差
在国内大型的机械加工中,随着夹具、刀具型号、种类以及尺寸的翻新,对于机械加工精度的影响程度也越来越大。在工业性机械加工中,使用尺寸固定的夹具、刀具进行加工,由于夹具、刀具没有可调性,所以在生产中经常会由于技术参数与作业环境而发生变化,甚至还会造成机械加工不同程度的误差。另外,由于夹具、刀具使用流程、安装过程的不规范,很容易造成机床与刀具之间的位置移动,因此,在机械加工误差中也是必须重视的。
5)工艺刚度问题
在大型机械加工中,受切削力影响出现的误差也是工艺刚度普遍存在的问题。在加工中,由于机械加工部件会受到外界环境、温度的影响,所以很容易由于材质问题,对切削力造成影响;在工艺系统局部突变或者整体变形时,就很可能出现更大程度的误差。另外,在机械加工工件中,一旦夹紧力方向不准确或者工件刚度不够,也会诱发机械加工变形,进而让机械加工出现不同程度的误差。 四、机械加工精度技术的控制措施
机械加工精度对于工业精度控制具有直接作用,同时还是保障机械安全性能与产品使用的重要条件。在国内机械加工中,受各种客观、主观因素影响与限制,机械加工精度被各个环节重视。为了进一步提高机械加工精度,保障加工质量,必须及时加强相关技术研讨与实践工作,尤其是机械加工单位、作业人员以及各种技能技术措施。
1、强化原始误差分化
在机械加工中,由于必须对加工精度进行全面仔细的考慮,所以提高各个工件的加工精度,向国家以及相关部门规定的技术标准、工艺标准靠近。在机械加工控制中,原始误差作为机械加工质量的重要保障,它的操作流程是:按照相关要求,以机械元件材质、种类、尺寸、型号、用途、形状,将其分成若干加工小组,此时的加工工件就会受到精度范围影响,自然压缩。同时,作业人员与加工技术必须根据相关范围,设立合理的误差范围,并且根据夹具与刀具进行正确调整,从而将每组工件的尺寸和标准尺寸之间的误差控制在最小。
2、补偿误差法
补偿误差作为解决工艺刚度的重要技术措施,它的主要作用是通过加工进行误差补偿,进而不断减小零件加工中可能存在的误差。为了消除机械加工中存在的误差,它作为新制造的误差,通过机械加工,能对各种原始误差进行抵销或者补偿,进而提高加工精度。在国内机械加工中,原始误差一般用负数表示,使用误差法进行抵销或者补偿的误差为与之对应的正数
3、分化误差
分化误差主要指对原始误差进行分化,最终来减小误差的方法。分化误差是对风险进行统一管理的方法,它在机械加工中应用十分广泛。它是在多项误差同时发生的时候,根据误差自身的特点进行分区,将原始误差分散,最终来减小原始误差。
五、关于提高机械加工精确度的几点建议
5.1柔性制造系统(FMS)机械制造自动化
当今机械制造自动化已经发展到CNC和FMS阶段,并正在向计算机集成制造系统(CIMS)方向发展。F五度S通常由CNC加工中心系统、运输存储系统和计算机控制系统三大部分组成。它的最主要特点是“柔性”,也就是具有完成不同加工任务的应变能力,能适应多品种中小批量生产的自动化要求。实现CIMS可使整个工厂的生产、管理、经营进行优化,从而提高生产率,提高柔性,提高产品质量,降低在制品与一切费用。FA优点是缩短产品生产周期,提高产品质量、可靠性和生产率。我们如不去研究开发,不作好充分技术储备,将会使今后我国机械产品在国际市场上丧失竞争能力。
5.2提高计量与检测水平
当前企业现有检测水平不够,检测设备更是比较陈旧,但是依然推荐有条件的企业可以采用较先进的设备如:电接触侧量或光电测量、多参数的综合检验装置、以及三坐标测量机等。量具和量仪的精度一般都要求比被测量零件高一个数量级,所以加工和测量通常是独立进行的。
5.3加强科研工作,促进机械加工技术水平全面提高
现代生产业,CAD/CAM等计算机辅助设计已经成为普遍的技术,所以在在科研工作上,我们既应对加工过程进行探测,交各种特种切削加工、少无切屑加工、精盈加工和超精密加工等。建立切削数据库,难加工材料切削技术,新型刀具的研制和模块化刀具系统的开发,自动化生产过程中工况监测、自动补偿、故障诊断与预测,以及提高加工精度与表面质量等方面上来;
5.4其他建议
现代加工企业竞争,主要就是加工工艺的竞争,除了以上几点,此外,还应继续开展以“三新”强化工艺手段,提高机械制造工艺水平,把高效与精度结合起来,在提高加工效率的同时提高加工精度水平。要牢固树立工艺技术是提高产品质量的突破口这个指导思想,要把机械工业的重心转移到提高制造技术水平上来。
六、结束语
总而言之,机械加工精度作为现代工业发展的重要标致,对工业质量与企业发展具有重要作用。同时,机械加工是未来工业生产技术手段的必然发展趋势,而提高其自动化水平和精确技术水平都是提高机械加工行业水平的主要手段。而要想做到这些,就必须要在现有的机械加工技术水平的基础上,积极引进先进的信息技术和管理理念,并加强对数控机床自动化的研究,建立相应的信息数据库,以此来促进机械加工行业的进一步发展。
参考文献:
[1]郭一锋.探讨机械加工精度的影响与控制[J].贵州化工.2013年
[2]史英春.机械加工精度误差产生原因及对策探讨[J].科技与企业.2013年
[3]董宝文,徐怀圣.影响机械加工精度的因素探讨[J].中国科技博览.2012年
[4]顾为鹏.机械加工中的表面质量与精度控制技术[J].现代商贸工业.2012年