普通機(jī)床加工誤差分析

　　摘 要：在機(jī)械加工過程中，往往有很多因素影響工件的最終加工質(zhì)量，分析出存在誤差的主要原因，掌握其變化的基本規(guī)律，從而采取相應(yīng)的措施減少各種不利因素對加工精度的影響，來提高加工精度。
　　關(guān)鍵詞：誤差 加工精度
　　中圖分類號：TG510.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2011)03(a)-0000-00
　　1加工精度與加工誤差
　　機(jī)械加工精度是加工后零件表面的實(shí)際尺寸、形狀、位置三種幾何參數(shù)與圖紙要求的理想幾何參數(shù)的符合程度。零件實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)的偏離數(shù)值稱為加工誤差。
　　 （1）加工精度與加工誤差都是評價(jià)加工表面幾何參數(shù)的術(shù)語。加工精度用公差等級衡量，等級值越小，其精度越高；加工誤差用數(shù)值表示，數(shù)值越大，其誤差越大。加工精度高，就是加工誤差小，反之亦然。
　　 （2）加工精度包括三個方面內(nèi)容：
　　尺寸精度 指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度。
　　形狀精度 指加工后的零件表面的實(shí)際幾何形狀與理想的幾何形狀的相符合程度。
　　位置精度 指加工后零件有關(guān)表面之間的實(shí)際位置與理想。
　　任何加工方法所得到的實(shí)際參數(shù)都不會絕對準(zhǔn)確，從零件的功能看，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，就認(rèn)為保證了加工精度。
　　2普通機(jī)床工藝系統(tǒng)的原始誤差
　　由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的機(jī)械加工工藝系統(tǒng)(簡稱工藝系統(tǒng))會有各種各樣的誤差產(chǎn)生，這些誤差在各種不同的具體工作條件下都會以各種不同的方式反映為工件的加工誤差。
　　 工藝系統(tǒng)的原始誤差主要有工藝系統(tǒng)的幾何誤差、定位誤差、工藝系統(tǒng)的受力變形引起的加工誤差、工藝系統(tǒng)的受熱變形引起的加工誤差、工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形以及原理誤差、調(diào)整誤差、測量誤差等。
　　機(jī)床的幾何誤差
　　 加工中刀具相對于工件的成形運(yùn)動一般都是通過機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。
　　2.1主軸回轉(zhuǎn)誤差
　　 產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。
　　主軸回轉(zhuǎn)軸線誤差運(yùn)動分解為三種基本形式： 軸向躥動、徑向跳動、傾角擺動。
　　影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素：軸承誤差的影響，軸承間隙的影響，與軸承配合零件誤差的影響 。
　　2.2導(dǎo)軌誤差
　　 導(dǎo)規(guī)的基本精度主要垂直平面內(nèi)的直線度誤差，水平面內(nèi)的直線度誤差的垂直平面內(nèi)的平行度誤差三項(xiàng)內(nèi)容。導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)和水平面內(nèi)的直線度誤差，以及兩條導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的平行度誤差，都直接影響著被加工零件的幾何間精度，其中，導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度誤差是機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)精度的基礎(chǔ)，其誤差值的大小決定了溜板在運(yùn)動過程中的起伏狀態(tài)以及溜板與導(dǎo)軌的接觸情況。
　　2.3刀具的幾何誤差
　　 采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工時(shí)，刀具的制造誤差會直接影響工件的加工精度；而對一般刀具(如車刀等)，其制造誤差對工件加工精度無直接影響。
　　2.4對刀誤差
　　 對刀誤差是由對刀導(dǎo)引元件本身的制造誤差、夾具安裝對刀件誤差、導(dǎo)引元件面尺 寸和形位公差等因素組成。
　　 對刀方法通常有三種：試切法對刀、調(diào)整法對刀和用樣件或?qū)Φ堆b置對刀。其中用對刀裝置 調(diào)整刀具對夾具的相對位置，既方便又迅速。
　　2.5夾具的幾何誤差
　　 夾具的作用時(shí)使工件相當(dāng)于刀具和機(jī)床具有正確的位置，因此夾具的制造誤差與夾具的正確安裝對工件的加工精度(特別使位置精度)有很大影響。例如在銑削工件的側(cè)面時(shí)，就需要對夾具打百分表校正平行度。
　　2.6基準(zhǔn)不重合誤差
　　 在零件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。
　　3機(jī)床受力變形引起的誤差
　　（1）機(jī)械加工工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、慣性力、重力、傳動力等的作用下，會產(chǎn)生相應(yīng)的變形，從而破壞了刀具和工件之間的正確的相對位置，使工件的加工精度下降。
　　（2）工件剛度
　　工藝系統(tǒng)中如果工件剛度相對于機(jī)床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大，其最大變形量可按材料力學(xué)有關(guān)公式估算。特別是車削細(xì)長軸時(shí)，軸的中部因?yàn)榭缍忍缶腿菀桩a(chǎn)生剛性變形。
　　（3）由于夾緊變形引起的誤差
　　工件在裝夾過程中，如果工件剛度較低或夾緊力的方向和施力點(diǎn)選擇不當(dāng)，將引起工件變形，造成相應(yīng)的加工誤差。
　　4機(jī)床工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差
　　工藝系統(tǒng)熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時(shí)可占工件總誤差的40%～70%。
　　（1）切削熱 切削過程中，切削金屬層的彈性、塑性變形及刀具、工件、切屑間摩擦消耗的能量絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化為切削熱。
　　（2）摩擦熱 機(jī)床的各種動力源如液壓系統(tǒng)、電機(jī)、馬達(dá)等，工作時(shí)也要產(chǎn)生能量損耗而發(fā)熱。
　　（3）機(jī)床中的各種運(yùn)動副，如導(dǎo)軌副、齒輪副、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副、摩擦離合器等，在相對運(yùn)動時(shí)因摩擦而產(chǎn)生熱量。摩擦熱由潤滑油傳給機(jī)床各處，從而使機(jī)床產(chǎn)生熱變形。
　　（4）環(huán)境溫度 一般來說，工作地周圍環(huán)境隨氣溫而變化，而且不同位置處的溫度也各不相同，這種環(huán)境溫度的差異有時(shí)也會影響加工精度。
　　5工件熱變形引起的加工誤差
　　（1）工件均勻受熱
　　當(dāng)加工比較簡單的軸、套、盤類零件的內(nèi)外圓表面時(shí)，切削熱比較均勻地傳給工件，工件產(chǎn)生均勻熱變形。
　　 （2）工件不均勻受熱
　　 當(dāng)工件進(jìn)行銑、刨、磨等平面的加工時(shí)，工件單側(cè)受熱，上下表面溫升不等，從而導(dǎo)致工件向上凸起，中間切去的材料較多。冷卻后被加工表面呈凹形，這種現(xiàn)象對于加工薄片類零件尤為突出。
　　6 提高加工精度的措施
　　（1）提高主軸部件的制造精度，對滾動軸承進(jìn)行預(yù)緊，.使主軸的回轉(zhuǎn)誤差不反應(yīng)到工件上。
　　（2）正確地選用刀具材料和選用新型耐磨地刀具材料，合理地選用刀具幾何參數(shù)和切削 用量，正確地刃磨刀具，正確地采用冷卻液等，均可有效地減少刀具地尺寸磨損。
　　（3）合理選用材料和規(guī)定熱處理的技術(shù)要求，為了提高零件的機(jī)械性能和消除內(nèi)應(yīng)力而安排的熱處理工序，如調(diào)質(zhì)、時(shí)效處理等，一般應(yīng)安排在粗加工之后，精加工之前。
　　（4）零件在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面，以減少換刀次數(shù)，簡化加工路線，從而避免因?yàn)榛鶞?zhǔn)不重合而的誤差。
　　在機(jī)械加工中，只有對誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，才能采取相應(yīng)的預(yù)防措施減少加工誤差，提高機(jī)械產(chǎn)品加工精度。通過對影響機(jī)械加工精度因素的深