零件精密度机械加工论文
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机械零件的精密度主要指的是:经过机床加工以后,零件在几何形状尺寸等方面符合标准参数,而零件的实际尺寸与理论设计尺寸之间的差距即加工误差越小,那么就可以说这个机械零件的加工精密度高。衡量精密度的内容主要包括产品的几何形状精密度、相互位置精密度以及零件的尺寸精密度。尺寸精密度是第一要素,其精密度控制的内容主要是控制零件的表面与设计标准之间的尺寸误差。其次是集合形状精密度,即对零件的整体几何形状进行评价,主要包括平面度、圆度、直线度等评价项目,目的是将几何形状误差控制在合理范围内。互相位置相对来说比较复杂,主要是加工中零件表面与设计标准之间的位置误差,零件位置与机床位置要求相符,评价标准包括平行度、轴度、位置度垂直度。对于以上要素的控制就是控制机械零件加工精细度的具体内涵。
2机械零件加工中产生精密度误差的主要原因
2.1造成机械零件精密度误差的外部因素
在机械零件加工中,产生精密度误差的外部因素主要是工艺师及机器产生的加工原始误差,零件在受热时产生的误差,以及加工时受力而产生的误差。机械零件在加工过程中由于使用了相似的成型进行加工而导致了零件精密度误差,或者是使用的夹具误差影响了零件的尺寸精密度和位置精密度。此外,在使用夹具固定零件进行加工的时候常常会产生定位误差,零件在夹具中的准确位不好控制。加工刀具和机床也会造成零件的精密度误差,刀具的种类不同误差也不一样,而机床造成的精密度误差是机械零件误差的主要来源,这主要是因为机械零件一般是在机床上成型的。零件受热所产生的变形误差,主要是子机械零件的加工过程中,许多工艺都会产生一定的高温,温度超出限度时,机械零件就会产生形变,从而形成误差影响精密度。通常称这种因受热而变形的现象为热变现象。这种热变在一些精密零件加工中破坏刀具与零件的位置关系,从而产生的加工误差很严重地影响了精密零件的精密度。有时热变形产生的误差可高达总误差的百分之五十。零件在加工过程中因受力而产生变形,也会造成零件的精密度误差。在切削的外部作用力的影响下,由于自身刚度不足而产生了形变。刀具、机床的刚度是很重要的影响因素,例如加工细小的机械零件或加工口径很小的内孔,如果刀杆的刚度太差,内孔的加工精密度就会产生很大的误差。其余外部因素还有导轨误差、转动链误差以及在调整测量方面的误差等,在此便不加详述。
2.2造成机械零件精密度误差的内部因素
在影响机械零件精密度的因素中,有一种关链的内部因素,就是加工零件的内应力。内应力误差是由于零件内部存在的作用力,使得零件处于较为不稳定的状态而亟需恢复本来状态时所产生的误差。一般来说产生内应力误差的主要原因,在于机械零件加工过程产热、冷却不均匀、零件本身形状限制而壁厚不均。这种内应力是零件的物理因素,对于这种影响零件加工精密度的内在因素,主要解决方法就是在零件设计时尽量做到结构对称,在加工时克服壁厚不均的问题,从而提高其加工精密度。
3提高机械零件加工精密度的具体方法
3.1对于原始误差进行控制
控制机械加工零件的原始误差是提高机械零件加工精密度的主要方法。主要两个方面,一个是控制加工工具及机械,提供量具、工具、夹具等本身的梢度数据,另一个是控制加工过程加工方法,技师在加工时,控制零件受热受力、刀具磨损过度等因素造成的误差,对其产生的加工误差采取措施做出调整。这种原始误差控制,要求在加工之前,对于工具、机床、受热受力等多种因素的误差做出详细的分析,根据加工工具及零件的实际情况,例如提供机床刚度数据、减少夹具安装误差等方式来提出解决方案。
3.2使用误差补偿法提高机械零件加工精密度
误差补偿法适用于无法减少原始误差的情况下,根据实际的加工情形,为了弥补原始误差而人为地创造出一种新的误差。在这种情况下,合理的人为误差可以对原始误差进行弥补。但是,这种方法的使用,依赖于技师的合理判断,以及对于机械零件加工过程的全方位理解。
3.3使用误差抵消法提高机械零件加工精密度
误差抵消法与误差补偿法的区别在于,误差抵消发不创造新的误差而是使用原有的加工原始误差,使得原始之间可以实现互相抵消。
3.4使用分化误差法提高机械零件加工精密度
对于原始误差我们可以采用分化的方式,使原始误差不断减小,直至可以几乎忽略。这种方法的应用常见于加工精度要求高的零件表面,例如进行连续的试切加工。在加工中计算好原始误差,并将其分成x组,每组加工都须将精度缩小为1/x,如此一来,原始误差就可以逐步缩小。
3.5使用均化误差法提高机械零件加工精密度
均化误差法与分化误差法类似,但是略有不同,主要是通过对于零件的表面进行比较,根据其反映的差异而进行均化加工处理。
3.6使用转移误差法提高机械零件加工精密度
误差的转移是一种机械加工零件过程的优化方法,在原始误差不可抵消分化时,将误差转移到对于精密度没有关键影响的方面。例如,在大型机床加工零件时,可以通过增加一个附加横梁弥补横梁较差的缺陷,主要减轻受重力产生的变形,从而达到提高机械零件加工精密度的作用。使得原始误差向对于精密度影响不大的非敏感方向做出转移,加工零件表面的切线方向,很大程度上提升了机械零件的精密度。
4结论
我们在机械零件加工过程中,加工的精密度误差是难以避免的,但是过大的误差会导致机械零件不理想甚至成为不合格产品。因此,对于误差的控制是非常必要的,对于精密度要通过合理的方法加以提高。当然,有科学的方法固然重要,但是机械零件加工作为一门工艺,还是需要加工技师的细致加工,才可以实现。技术研究人员,也要不断加强对于机械加工中零件精密度的控制方法的研究,以技术的进步带动产品质量的进步,设计人员也应当完善对于零件的设计,从而减少零件的加工误差。
作者：裴建军宁龙举单位：新乡职业技术学院（新乡技师学院）
