淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施

陳惠珍

摘 要：機(jī)械加工的精度直接影響著裝載機(jī)機(jī)械零件的成品質(zhì)量，倘若機(jī)械加工精度不高，將對(duì)裝載機(jī)實(shí)際的工作帶來(lái)巨大阻礙，嚴(yán)重危害著經(jīng)濟(jì)利益的提升。因此，在裝載機(jī)機(jī)械加工過(guò)程中，我們首先要注重零件的產(chǎn)品質(zhì)量，不斷提高機(jī)械加工的精度。裝載機(jī)機(jī)械加工精度由多方面因素共同決定，顯然，要使裝載機(jī)零件質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求，就需要從機(jī)械加工的各個(gè)方面入手，致力于提高機(jī)械加工工藝，降低裝載機(jī)零件的不合格率。文章就影響裝載機(jī)機(jī)械加工精度的各種因素進(jìn)行淺析，同時(shí)提出克服問(wèn)題的具體措施，為裝載機(jī)機(jī)械加工工程的實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：裝載機(jī)；機(jī)械加工；加工精度；影響因素；提高措施

引言

機(jī)械加工在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)了十分重要的地位，它實(shí)現(xiàn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和增長(zhǎng)。但我國(guó)裝載機(jī)機(jī)械加工的精度仍處于止步不前的尷尬境地，因此，我們要不斷探索影響裝載機(jī)機(jī)械加工的各種因素，以便于在實(shí)踐中提高工件質(zhì)量，為我國(guó)的裝載機(jī)機(jī)械加工提供強(qiáng)有力的保障。下文我們將從裝載機(jī)機(jī)械加工的影響因素和提高措施兩大方面進(jìn)行闡述和具體淺析。

1 裝載機(jī)機(jī)械加工精度的內(nèi)涵

裝載機(jī)機(jī)械加工精度與裝載機(jī)工件質(zhì)量有著密不可分的聯(lián)系。機(jī)械加工主要針對(duì)裝載機(jī)機(jī)械零件的加工，其理想的加工精度是指加工完成的零件各個(gè)部分的參數(shù)指標(biāo)與理想?yún)?shù)指標(biāo)的符合程度，主要表現(xiàn)在零件的形狀，尺寸和安裝位置等方面，實(shí)際參數(shù)指標(biāo)與理想?yún)?shù)指標(biāo)相合程度越高，表明機(jī)械加工零件的精度越高，工件質(zhì)量越好。另外，裝載機(jī)所有零件的理想?yún)?shù)指標(biāo)都有嚴(yán)格的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，只要在公差標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的誤差都是符合要求的。

2 裝載機(jī)機(jī)械加工精度的主要影響因素

裝載機(jī)機(jī)械加工精度存在多個(gè)方面的影響因素，其中主要因素概括起來(lái)有工藝系統(tǒng)幾何精度，工藝系統(tǒng)受力變形，工藝系統(tǒng)熱變形等三個(gè)方面。造成這三個(gè)方面誤差的原因不盡相同，但都在一定程度上影響了裝載機(jī)零件的質(zhì)量。下面我們將對(duì)機(jī)械加工過(guò)程中的各類(lèi)誤差進(jìn)行逐一分析。

2.1 加工原理誤差

在裝載機(jī)機(jī)械加工過(guò)程中，運(yùn)用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或者運(yùn)用了近似的切削刃輪廓來(lái)加工，就可能會(huì)產(chǎn)生加工原理誤差。這里，我們以滾齒加工為例，加工過(guò)程中通常采用齒輪滾刀進(jìn)行加工操作，齒輪滾刀是產(chǎn)生誤差的根源所在。由于漸開(kāi)線基本蝸桿在制造工藝上的不足，可以利用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿來(lái)進(jìn)行代替。為了將齒形加工成一條光滑的漸開(kāi)線，實(shí)踐中多利用近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的切削刃輪廓，這樣的代替雖然存在加工原理誤差，但很好地解決了滾刀刀齒數(shù)不足的問(wèn)題，并且在一定程度上簡(jiǎn)化了機(jī)床和刀具的結(jié)構(gòu)。因此，只要這種方式所產(chǎn)生的加工原理誤差在加工精度的允許范圍內(nèi)，將成為效率最高的加工方式而被大量應(yīng)用在裝載機(jī)機(jī)械加工的實(shí)踐中。

2.2 主軸回轉(zhuǎn)誤差

機(jī)床主軸是機(jī)床系統(tǒng)中最為重要的部分，主軸主要為被加工工件提供轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力。即將要加工的工件裝夾在機(jī)床主軸上，在主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)工件進(jìn)行加工，因此，主軸回轉(zhuǎn)的精度將決定工件的加工精度，即主軸回轉(zhuǎn)誤差越小，加工精度將會(huì)越高。主軸回轉(zhuǎn)誤差的產(chǎn)生主要來(lái)自于主軸在回轉(zhuǎn)過(guò)程中的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線的差距或變化量。主軸回轉(zhuǎn)的誤差主要有徑向圓跳動(dòng)，軸向攛動(dòng)和角度擺動(dòng)等三種不同的產(chǎn)生誤差的方式。其中主軸的徑向圓跳動(dòng)主要存在于對(duì)工件的外圓和內(nèi)孔的加工過(guò)程中，外圓或內(nèi)孔的圓度將受主軸徑向跳動(dòng)的直接影響。另外，主軸的角度擺動(dòng)所引起的誤差也與徑向跳動(dòng)類(lèi)似，不同的是角度擺動(dòng)還將影響加工工件的表面圓柱度。其次，主軸的軸向攛動(dòng)主要造成工件的端面平整度。

2.3 工藝系統(tǒng)熱變形的影響

工藝系統(tǒng)在熱源的長(zhǎng)期影響下難免會(huì)產(chǎn)生不同程度的熱變形，同時(shí)工藝系統(tǒng)的熱變形將導(dǎo)致工件加工的誤差。在不同的機(jī)械加工環(huán)節(jié)中所采用的加工材料和加工工藝有所不同，導(dǎo)致加工工藝的熱源分布產(chǎn)生較大差異，工藝系統(tǒng)長(zhǎng)期由于受熱不均而產(chǎn)生變形，從而對(duì)后續(xù)的工件加工產(chǎn)生誤差影響。

2.4 定位誤差

裝載機(jī)機(jī)械加工過(guò)程中若采用調(diào)整法而不是試切法進(jìn)行加工時(shí)將產(chǎn)生定位誤差，定位誤差主要表現(xiàn)為定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的不重合而產(chǎn)生的誤差。定位誤差中還存在一類(lèi)定位副制造不準(zhǔn)確誤差，即主軸裝夾工件時(shí)所產(chǎn)生的誤差。

2.5 刀具和夾具制造誤差

裝載機(jī)機(jī)械加工中刀具分為很多種，普通刀具的制造誤差對(duì)工件的加工精度并無(wú)較大影響，因此刀具制造的誤差主要存在于定尺寸的刀具制造上，同時(shí)刀具在使用過(guò)程中的磨損也會(huì)影響工件的尺寸誤差。再者，夾具若存在制造誤差將導(dǎo)致工件在機(jī)床上的安裝存在誤差，安裝位置的定位不準(zhǔn)確將影響加工精度，另外，夾具的磨損，受力變形和熱變形等都將造成夾具的制造誤差。

3 提高裝載機(jī)機(jī)械加工精度的有效措施

3.1 直接減少誤差法

直接減少誤差法是一種思路最為清晰的方法，也是在一般解決誤差過(guò)程中最常用的方法之一，即在找出誤差產(chǎn)生原因之后直接就誤差問(wèn)題提出解決方案。例如，由于受熱而變形的長(zhǎng)軸車(chē)削，在解決由于車(chē)削的彎曲帶來(lái)的誤差時(shí)，直接利用反切削法，再為其施加一個(gè)彈簧后頂尖，將直接解決車(chē)削由于熱變形而產(chǎn)生的誤差問(wèn)題。

3.2 誤差補(bǔ)償法

誤差補(bǔ)償法是一種極為巧妙的消除誤差的方法，在實(shí)踐中可以有效解決眾多誤差問(wèn)題。誤差補(bǔ)償法即在原本的誤差基礎(chǔ)上有意制造出另一種新的誤差，通過(guò)兩種誤差的綜合將原來(lái)的誤差抵消掉。誤差補(bǔ)償法追求正負(fù)相消的原理，即若原本產(chǎn)生的誤差為負(fù)值時(shí)，我們可以制造出另一種值為正的誤差，且使兩個(gè)正負(fù)誤差的絕對(duì)值相等，從而抵消掉原本的誤差，使加工精度更高。

3.3 均化原始誤差

誤差均化法主要是通過(guò)試切加工過(guò)程對(duì)原始誤差進(jìn)行均化，這種解決誤差的方法主要針對(duì)于對(duì)加工工件表面精確度的提高，或者針對(duì)需要完美配合的軸和孔的精確化加工。誤差均化法主要使用研磨工藝，通過(guò)反復(fù)的摩擦和磨損對(duì)工件表面進(jìn)行不斷均化。其消除誤差的基本原理就是通過(guò)兩個(gè)表面之間的互相磨合以達(dá)到減小相互之間誤差，提高精確度的目的，也是一個(gè)相互檢查，相互修正，相互均化的過(guò)程。這種通過(guò)均化來(lái)消除原始誤差的方法適用于大部分精密基準(zhǔn)件的加工過(guò)程，能最大程度地避免分度轉(zhuǎn)位誤差對(duì)加工精度帶來(lái)的不利影響。

3.4 實(shí)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制

在裝載機(jī)機(jī)械加工過(guò)程中，有些加工件對(duì)機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)精度相當(dāng)高，此時(shí)我們需要使用補(bǔ)償控制技術(shù)。補(bǔ)償控制技術(shù)主要通過(guò)校正尺和接收附加運(yùn)動(dòng)的螺母來(lái)完成補(bǔ)償控制，其中校正尺的精度直接決定了補(bǔ)償控制技術(shù)的精度，因此補(bǔ)償控制的技術(shù)難點(diǎn)就在于對(duì)校正尺的調(diào)整。實(shí)踐中，一般通過(guò)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行軟件補(bǔ)償，在加工過(guò)程中，實(shí)時(shí)采集去加數(shù)據(jù)，同時(shí)反饋在數(shù)據(jù)表中，供數(shù)控系統(tǒng)在完成精插補(bǔ)后查詢(xún)誤差補(bǔ)償值，從而達(dá)到控制坐標(biāo)軸附加運(yùn)動(dòng)的目的?？刂蒲b置根據(jù)實(shí)時(shí)采集的誤差數(shù)據(jù)的方向和大小進(jìn)行微量調(diào)整。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)影響裝載機(jī)機(jī)械加工精度的眾多因素的分析，提出了相應(yīng)的消除誤差，提高加工精度的有效措施，致力于提高裝載機(jī)機(jī)械加工的質(zhì)量和產(chǎn)量。目前，我國(guó)裝載機(jī)機(jī)械加工工業(yè)仍存在許多問(wèn)題，因此，需要我們通過(guò)不斷地實(shí)踐去探索問(wèn)題的根源所在，并總結(jié)出更多有用的加工及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

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