加工前的誤差對加工精度的影響分析與研究

【摘 要】本文介紹影響零件的機(jī)械加工的因素，在此基礎(chǔ)上，對影響零件加工精度的因素進(jìn)行了分析，制定科學(xué)合理的改善措施，以提高零件加工精度。

【關(guān)鍵詞】加工精度 影響因素 改善途徑

一、加工精度的評定

機(jī)器零件的加工質(zhì)量是整臺(tái)機(jī)器質(zhì)量的基礎(chǔ)，機(jī)器零件的加工質(zhì)量一般用機(jī)械加工精度和加工表面質(zhì)量兩個(gè)重要指標(biāo)表示，它的高低將直接影響整臺(tái)機(jī)器的使用性能和壽命。隨著速度和負(fù)荷的提高以及自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，對機(jī)器性能的要求也不斷提高，因此對保證機(jī)器零件的加工精度尤為重要。

加工精度是零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合程度越高，則加工精度越高。從機(jī)器的使用性能來看，沒有必要把零件做得絕對準(zhǔn)確，只要與理想零件有一定的符合便能保證零件在機(jī)器中的使用。

二、影響機(jī)加工工件表面質(zhì)量因素的分析

通過大量的生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究表明：影響機(jī)加工工件加工精度的因素很多，但我們?yōu)榱苏f明問題的需要將影響機(jī)加工精度的因素分為加工前的誤差和加工后以及加工過程中的誤差。我們分析與研究的目的就是要通過研究和分析將這些誤差對零件加工精度的影響控制在一定范圍內(nèi)或降至最小，以保證工件的加工精度要求，加工前的誤差主要包括：加工原理誤差、調(diào)整誤差、工件裝夾誤差及機(jī)床、夾具和刀具制造誤差，下面就機(jī)床、夾具和刀具制造誤差即工藝系統(tǒng)靜誤差以簡單的論述。

1. 機(jī)床的幾何誤差

加工中刀具相對于工件的成形運(yùn)動(dòng)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(dòng)鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。

1）主軸回轉(zhuǎn)誤差

機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn)，并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具，主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。 主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸各瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。它可分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本形式。

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。但它們對主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響大小隨加工方式的不同而不同。

產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的主要原因是：主軸軸肩端面和軸承承載端面對主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。 不同的加工方法，主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的加工誤差也不同。主軸回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的加工誤差。 a）徑向跳動(dòng)：影響工件圓度； b）軸向竄動(dòng)：影響軸向尺寸，加工螺紋時(shí)影響螺距值； c）角度擺動(dòng)：影響圓柱度； 提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施：主要是要消除軸承的間隙。 適當(dāng)提高主軸及箱體的制造精度，選用高精度的軸承，提高主軸部件的裝配精度，對高速主軸部件進(jìn)行平衡，對滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等，均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。

2）導(dǎo)軌誤差

導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對位置關(guān)系的基準(zhǔn)，也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。車床導(dǎo)軌的精度要求主要有三個(gè)方面：在水平面內(nèi)的直線度；在垂直面內(nèi)的直線度；前后導(dǎo)軌的平行度（扭曲）。除了導(dǎo)軌本身的制造誤差外，導(dǎo)軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量，也是造成導(dǎo)軌誤差的重要因素。導(dǎo)軌磨損是機(jī)床精度下降的主要原因之一。

3）傳動(dòng)鏈誤差

傳動(dòng)鏈誤差是指機(jī)床內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。 內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈：兩端件之間的相對運(yùn)動(dòng)量有嚴(yán)格要求的傳動(dòng)鏈，為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。 例如：車削螺紋的加工，主軸與刀架的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系不能嚴(yán)格保證時(shí)，將直接影響螺距的精度。 減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的措施： a）減少傳動(dòng)件的數(shù)目，縮短傳動(dòng)鏈：傳動(dòng)元件越少，傳動(dòng)累積誤差就越小，傳動(dòng)精度就越高。 b）傳動(dòng)比越小，傳動(dòng)元件的誤差對傳動(dòng)精度的影響就越?。禾貏e是傳動(dòng)鏈尾端的傳動(dòng)元件的傳動(dòng)比越小，傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度就越高。

2. 刀具的幾何誤差

刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。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(huì)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。 任何刀具在切削過程中，都不可避免地要產(chǎn)生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀地改變。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。必要時(shí)還可采用補(bǔ)償裝置對刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。

3. 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對工件的加工精度（特別使位置精度）有很大影響。 夾具誤差包括：（1） 夾具各元件之間的位置誤差； （2） 夾具中各定位元件的磨損。

三、結(jié)語

由于工件的加工精度的保證是一綜合效果，我們還應(yīng)從多方面考慮，影響加工精度的因素通常不是單一的，有時(shí)甚至相當(dāng)復(fù)雜。在實(shí)際工藝工作中還要考慮三個(gè)方面的因素：一是在制定零件機(jī)加工工藝規(guī)程時(shí)要預(yù)計(jì)加工總誤差；二是綜合分析與解決加工中出現(xiàn)的加工質(zhì)量問題；三是進(jìn)一步探求并實(shí)施保證和提高加工精度的途徑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡秉文等. 機(jī)械制造工藝學(xué). 中國科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

[2]華茂發(fā). 數(shù)空機(jī)床加工工藝. 機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[3]焦士仲. 金屬切削原理. 機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

[4]王正君. 金屬切削刀具. 機(jī)械工業(yè)出版社，1991.