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【摘 要】机械加工的精度是衡量一个零件的正常工作情况以及使用寿命的重要标准。随着我国的工业以及军工业、航空的大力发展,对于机械加工的精度的控制也给予了极大的重视。但是我国目前很多的重要设备的关键零件的加工还是存在着极大的问题,其中有一部分重要的零件都主要是依靠进口。这就使得我们无法掌握其技术核心,在该领域的研究始终受制于国外,无法超越国外的领先水平。本文主要对机械加工工艺对加工精度的影响进行了分析研究。
【关键词】机械加工;加工工艺;加工精度;影响因素
引言
随着科学技术的不断进步,零件的加工精度也随之提高,但是我国的加工工艺水平与发达国家相比仍存在一定的差距,加工精度需要提高,广大机械加工企业单位必须进一步加大投入对加工工艺进行研究,结合最新的电子及信息控制技术,融合先进的管理理念,在实践中不断发现机械加工工艺中存在的问题并予以改进提高,减少机械加工工艺对加工精度的影响,最大程度地提高加工零件的精密程度,减少不合格产品的产出率,提高产品质量,增强企业的市场竞争力,增加企业的经济效益。
一、机械加工工艺概述
机械加工工艺指的是根据参考的工艺流程来准确操作,然后用特定的方法将生产初产品的几何形状、尺寸大小以及相对位置进行不同程度的改变,进而得到机械半成品。我们经常说的工艺流程也就是指的是工艺过程,该过程与产品的数量、员工的素质以及设备的条件等有很大的关联。在整个的机械加工过程中包含很多内容,即毛坯制造、原材料的保存以及热处理零件等等。实施工艺过程需要按照规定的工序来操作。生产类型主要有三种类型,即大量生产、单件生产和批量生产。机械加工工艺的生产水平对于机械零件的加工的任何一个过程都很非常大的影响。如果机械加工的工艺水平没有达到对应标准,生产出来的机械零件的精度就会很低。因此,在进行机械加工时经常有多种因素对机械零件质量产生影响,比如几何体的精确度、受外力的变形情况以及热变形等等。
二、机械加工工艺对加工精度的影响
1、从机械加工原理上分析机械加工精度影响因素
1.1采用近似的加工运动造成的误差
在加工时,由于刀具和加工零件之间的相互运动不准确也极易造成误差。之所以两者之间的运动不准确可能是由于在加工的时候某些因素阻碍了刀具或者是零件的运动,从而使得加工零件的过程中,机床和夹具的相对文职的角度始终不能保证绝对的精确。这其中最为典型的当属使用模数螺纹来进行磨削和车削加工的时候,由于始终设计到圆周率π这个无理因子,使得在每一步的加工中都不得不考虑到该数值的取值对于加工的精度的影响,但是在计算配换齿轮的时候,必须要考虑到齿轮的模数,这就使得在计算时该处的π值的取值很难做到精确。
1.2采用相似的刀具轮廓出现的误差
对于某些加工设计到其表面形状较为复杂的时候,加工时对于刀具轮廓的要求就相对较高。理论,在进行齿轮加工的时候,我们通常使用的主要是仿形加工法和范成加工法。在使用滚刀滚切齿轮外侧的渐开线时,由于对外形的曲面形状要求加高,故而往往使用直廓的基本蜗杆或阿基米德基本蜗杆来替代渐开线基本蜗杆的加工选择,使得加工时产生一定的加工原理上的误差。
2、从机械加工工艺分析机械加工精度影响因素
2.1工艺系统受力变形引起的误差
刀具和夹具的相对位置以及刀具的外形等对机械加工的精度都存在着一定的影响。而加工工艺就是编制的加工流程图,每一道工序中所使用的夹具刀具等都会在加工的过程中对加工工件产生一定的传动力、夹紧力以及切削力等,这些力虽然不能够改变工件的运动状况但是足以让工件产生一定的弹性形变,从而影响刀具和加工工件之间的位置关系的精确性,造成加工误差。
2.2切削过程中受力点位置变化引起的误差
在零件加工的時候,尤其是在进行切削加工的时候,例如刨、车以及磨等都会使用到切削,到时由于在加工时工艺编制上往往会忽略切削加工的设备的刚度问题,刀具进行加工的时候却无法摆脱自身的刚度影响,刀具着力点就会出现偏差或者着力不够,导致加工零件的外形出现变形。
2.3切削力大小变化引起的加工误差
切削的时候,由于毛坯的外形、材质以及自身的特性分布不是较为均匀的时候,在以相同的机械力作用下,对其进行切削,切削的效果是稍有不同的,其具体表现就是其外形大致上是一致的,但是使用较为精密的仪器对其表面进行检测的时候就会发现表面质量分布不均匀,存在着一定的误差。
3、从机床的几何误差来分析机械加工精度影响因素
3.1主轴回转误差
在零件的加工中,当主轴的回转运动主要影响的就是加工零件的表面质量。其中影响最大的便是零件的径向跳动、轴向跳动以及角度的摆动。加工零件在加工时的位置和形状很多程度上都是由主轴控制。例如在进行工件进行外圆端面和孔的加工的时候,就不得不考虑主轴的回转运动时的径向跳动对于圆度的影响以及轴向跳动对于孔的加工深度和端面加工的影响。在加工时,零件的圆度误差以及圆柱度的误差很大程度上就是和主轴的角度之间的关系。
3.2导轨误差
导轨主要关系到零件加工的水平面,且导轨所在平面通常都相对是基准面。故而对于导轨的水平面上的直线度要求较高。导轨水平面上的直线度直接关系到导轨在投入使用时,加工零件在其垂直平面的加工表面的垂直度。如果导轨的直线度出现误差,在加工的时候,刀具对零件加工产生的切割轨迹就不再是垂直平行而是出于杂乱无章状态,导致零件出现形状误差。
3.3传动链误差
传动力是控制刀具以及工件的运动的主要传输装置。机床的传动主要是通过蜗轮蜗杆以及齿轮传动和链传动等,其中涡轮蜗杆以及螺母等的使用在机车中时应用非常广泛。但是任何一种传动机构的传动都可以完全按照设置的传动变化,存在着一定的误差。且随着使用的状态,传动组件自身也在被严重的磨损,这些磨损现象过于严重就会对加工零件的精度造成极大的影响。 4、机械加工工艺系统热变形对加工精度的影响分析
4.1热变形对加工精度的影响
零件的加工过程需要经过磨、铣、切、削等多个环节,加工过程中會产生大量的热量,工艺系统中的刀具、工件、机床等在热量的影响下会产生热变形,致使各部件的相互位置发生改变,破坏工具原有的几何精度和运动关系,导致加工精度误差。
4.2热变形的解决办法
减少刀具热变形的方法有:科学选择切削操作所用刀具,合理把握切削用量,对刀具进行充分润滑,让刀具得到充分冷却降温。减少工件热变形的方法有:在加工过程中,可以使用合适的冷却液降低工件表面温度,适当减少切削量以减少摩擦产生的热量,让工件有更多的时间散发热量,完成粗加工后可以暂停机械充分进行散热,再进行之后的加工步骤。
减少机床热变形的方法有:一是减少机床产热,机床工作中不可避免地产生热量,轴承、离合器、齿轮等不同部件以及同一部件的不同位置会出现不同的温度升高,可以通过隔离热源或对热源进行改善的方式降低产热。二是增加散热,对机床各部件采取有针对性的有效冷却方法,如将变速箱内的轴承和传动齿轮等部件调整为散热较为均匀的对称结构,让机床得到充分冷却,充分吸收加工过程中散发出来的热量。三是降低外部环境的影响,可以在生产车间添置制冷设备,尽量控制环境温度,保持温度恒定,或采取手段让加床加速达到热平衡状态,以减少机床热变形对加工精度的影响。
结束语
机械加工工艺的提升有助于加工精度的提高,当前我国机械加工工艺正在突飞猛进的发展,机械加工工艺在不断合理化的同时也在实现着自动化与现代化。作为“世界工厂”,我国应该大力推进机械加工工艺的现代化水平,在提升加工效率和加工精度的同时,使机械加工工艺能够迅速追赶世界先进水平,进而创立适于我国工业生产和机械加工的工艺体系,在确保机械加工工艺水平和加工精度的前提下,全面提升工业发展潜力和制造行业层次
参考文献:
[1]魏辉朋,梁治民,郭慧鸽.浅谈机械加工工艺系统对加工精度的影响[J].科技传播,2010,(18):146-147.
[2]付琼芳.工艺系统误差对机械加工精度的影响[J].机械制造与自动化,2010,(05):62-63.
[3]何红伟.机械加工工艺对加工精度影响的研究[J].中国新技术新产品,2013,(04):221-222.
【关键词】机械加工;加工工艺;加工精度;影响因素
引言
随着科学技术的不断进步,零件的加工精度也随之提高,但是我国的加工工艺水平与发达国家相比仍存在一定的差距,加工精度需要提高,广大机械加工企业单位必须进一步加大投入对加工工艺进行研究,结合最新的电子及信息控制技术,融合先进的管理理念,在实践中不断发现机械加工工艺中存在的问题并予以改进提高,减少机械加工工艺对加工精度的影响,最大程度地提高加工零件的精密程度,减少不合格产品的产出率,提高产品质量,增强企业的市场竞争力,增加企业的经济效益。
一、机械加工工艺概述
机械加工工艺指的是根据参考的工艺流程来准确操作,然后用特定的方法将生产初产品的几何形状、尺寸大小以及相对位置进行不同程度的改变,进而得到机械半成品。我们经常说的工艺流程也就是指的是工艺过程,该过程与产品的数量、员工的素质以及设备的条件等有很大的关联。在整个的机械加工过程中包含很多内容,即毛坯制造、原材料的保存以及热处理零件等等。实施工艺过程需要按照规定的工序来操作。生产类型主要有三种类型,即大量生产、单件生产和批量生产。机械加工工艺的生产水平对于机械零件的加工的任何一个过程都很非常大的影响。如果机械加工的工艺水平没有达到对应标准,生产出来的机械零件的精度就会很低。因此,在进行机械加工时经常有多种因素对机械零件质量产生影响,比如几何体的精确度、受外力的变形情况以及热变形等等。
二、机械加工工艺对加工精度的影响
1、从机械加工原理上分析机械加工精度影响因素
1.1采用近似的加工运动造成的误差
在加工时,由于刀具和加工零件之间的相互运动不准确也极易造成误差。之所以两者之间的运动不准确可能是由于在加工的时候某些因素阻碍了刀具或者是零件的运动,从而使得加工零件的过程中,机床和夹具的相对文职的角度始终不能保证绝对的精确。这其中最为典型的当属使用模数螺纹来进行磨削和车削加工的时候,由于始终设计到圆周率π这个无理因子,使得在每一步的加工中都不得不考虑到该数值的取值对于加工的精度的影响,但是在计算配换齿轮的时候,必须要考虑到齿轮的模数,这就使得在计算时该处的π值的取值很难做到精确。
1.2采用相似的刀具轮廓出现的误差
对于某些加工设计到其表面形状较为复杂的时候,加工时对于刀具轮廓的要求就相对较高。理论,在进行齿轮加工的时候,我们通常使用的主要是仿形加工法和范成加工法。在使用滚刀滚切齿轮外侧的渐开线时,由于对外形的曲面形状要求加高,故而往往使用直廓的基本蜗杆或阿基米德基本蜗杆来替代渐开线基本蜗杆的加工选择,使得加工时产生一定的加工原理上的误差。
2、从机械加工工艺分析机械加工精度影响因素
2.1工艺系统受力变形引起的误差
刀具和夹具的相对位置以及刀具的外形等对机械加工的精度都存在着一定的影响。而加工工艺就是编制的加工流程图,每一道工序中所使用的夹具刀具等都会在加工的过程中对加工工件产生一定的传动力、夹紧力以及切削力等,这些力虽然不能够改变工件的运动状况但是足以让工件产生一定的弹性形变,从而影响刀具和加工工件之间的位置关系的精确性,造成加工误差。
2.2切削过程中受力点位置变化引起的误差
在零件加工的時候,尤其是在进行切削加工的时候,例如刨、车以及磨等都会使用到切削,到时由于在加工时工艺编制上往往会忽略切削加工的设备的刚度问题,刀具进行加工的时候却无法摆脱自身的刚度影响,刀具着力点就会出现偏差或者着力不够,导致加工零件的外形出现变形。
2.3切削力大小变化引起的加工误差
切削的时候,由于毛坯的外形、材质以及自身的特性分布不是较为均匀的时候,在以相同的机械力作用下,对其进行切削,切削的效果是稍有不同的,其具体表现就是其外形大致上是一致的,但是使用较为精密的仪器对其表面进行检测的时候就会发现表面质量分布不均匀,存在着一定的误差。
3、从机床的几何误差来分析机械加工精度影响因素
3.1主轴回转误差
在零件的加工中,当主轴的回转运动主要影响的就是加工零件的表面质量。其中影响最大的便是零件的径向跳动、轴向跳动以及角度的摆动。加工零件在加工时的位置和形状很多程度上都是由主轴控制。例如在进行工件进行外圆端面和孔的加工的时候,就不得不考虑主轴的回转运动时的径向跳动对于圆度的影响以及轴向跳动对于孔的加工深度和端面加工的影响。在加工时,零件的圆度误差以及圆柱度的误差很大程度上就是和主轴的角度之间的关系。
3.2导轨误差
导轨主要关系到零件加工的水平面,且导轨所在平面通常都相对是基准面。故而对于导轨的水平面上的直线度要求较高。导轨水平面上的直线度直接关系到导轨在投入使用时,加工零件在其垂直平面的加工表面的垂直度。如果导轨的直线度出现误差,在加工的时候,刀具对零件加工产生的切割轨迹就不再是垂直平行而是出于杂乱无章状态,导致零件出现形状误差。
3.3传动链误差
传动力是控制刀具以及工件的运动的主要传输装置。机床的传动主要是通过蜗轮蜗杆以及齿轮传动和链传动等,其中涡轮蜗杆以及螺母等的使用在机车中时应用非常广泛。但是任何一种传动机构的传动都可以完全按照设置的传动变化,存在着一定的误差。且随着使用的状态,传动组件自身也在被严重的磨损,这些磨损现象过于严重就会对加工零件的精度造成极大的影响。 4、机械加工工艺系统热变形对加工精度的影响分析
4.1热变形对加工精度的影响
零件的加工过程需要经过磨、铣、切、削等多个环节,加工过程中會产生大量的热量,工艺系统中的刀具、工件、机床等在热量的影响下会产生热变形,致使各部件的相互位置发生改变,破坏工具原有的几何精度和运动关系,导致加工精度误差。
4.2热变形的解决办法
减少刀具热变形的方法有:科学选择切削操作所用刀具,合理把握切削用量,对刀具进行充分润滑,让刀具得到充分冷却降温。减少工件热变形的方法有:在加工过程中,可以使用合适的冷却液降低工件表面温度,适当减少切削量以减少摩擦产生的热量,让工件有更多的时间散发热量,完成粗加工后可以暂停机械充分进行散热,再进行之后的加工步骤。
减少机床热变形的方法有:一是减少机床产热,机床工作中不可避免地产生热量,轴承、离合器、齿轮等不同部件以及同一部件的不同位置会出现不同的温度升高,可以通过隔离热源或对热源进行改善的方式降低产热。二是增加散热,对机床各部件采取有针对性的有效冷却方法,如将变速箱内的轴承和传动齿轮等部件调整为散热较为均匀的对称结构,让机床得到充分冷却,充分吸收加工过程中散发出来的热量。三是降低外部环境的影响,可以在生产车间添置制冷设备,尽量控制环境温度,保持温度恒定,或采取手段让加床加速达到热平衡状态,以减少机床热变形对加工精度的影响。
结束语
机械加工工艺的提升有助于加工精度的提高,当前我国机械加工工艺正在突飞猛进的发展,机械加工工艺在不断合理化的同时也在实现着自动化与现代化。作为“世界工厂”,我国应该大力推进机械加工工艺的现代化水平,在提升加工效率和加工精度的同时,使机械加工工艺能够迅速追赶世界先进水平,进而创立适于我国工业生产和机械加工的工艺体系,在确保机械加工工艺水平和加工精度的前提下,全面提升工业发展潜力和制造行业层次
参考文献:
[1]魏辉朋,梁治民,郭慧鸽.浅谈机械加工工艺系统对加工精度的影响[J].科技传播,2010,(18):146-147.
[2]付琼芳.工艺系统误差对机械加工精度的影响[J].机械制造与自动化,2010,(05):62-63.
[3]何红伟.机械加工工艺对加工精度影响的研究[J].中国新技术新产品,2013,(04):221-222.