浅析机械加工精度的主要影响因素

2023-01-11

一、机械加工精度对于加工的零件产品的质量的重要性

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[1]。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。

二、从机械加工原理上分析机械加工精度影响因素

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[2]。

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。

三、从机械加工工艺分析机械加工精度影响因素

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. 切削过程中受力点位置变化引起的误差

在零件加工的时候, 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。

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。

四、从机床的几何误差来分析机械加工精度影响因素

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. 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。总结

在机械加工中, 影响加工精度的主要因素是加工过程中的加工工艺, 刀具、夹具的精度, 机床精度和动力传输。在进行工艺卡片的编写时, 一定要关注由于工艺流程所带来的误差情况, 加工方法的编写也是根据加工精度来进行选择的[4]。刀具和夹具的精度控制, 在进行选择刀具和夹具的时候肯定是无法进行控制的, 但是要保证其安装精度。刀具的适当选择和转换对于加工精度的控制也是非常有必要的。机床的精度以及动力传输, 主要是在日常对机床的保养工作上, 以及加工前对设备进行调试, 确保其运动处于正常状态。

摘要：中国作为世界工厂, 是世界第一的制造大国。但是广大的消费者则更喜欢国外的机械加工产品, 尤其是德国、日本的机械加工产品, 其受欢迎的主要原因就是因为德国、日本的机械加工精度高, 产品质量可靠有保障。国产的机械加工产品的加工精度相较于国外还是具有很大的差距, 这就使得即使是同一张设计图纸, 由于加工精度不同, 最终的成品质量存在显著的差异。本文就机械加工原理、加工工艺、刀具夹具的制造误差以及几何误差等多个角度来对加工精度的影响因素进行探讨, 以期待能够为机械加工的精度提供一定的参考。

关键词：机械加工,加工工艺,加工精度,影响因素