機(jī)械加工誤差分析及應(yīng)對(duì)策略

時(shí)間:2022-08-14 04:43:22

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機(jī)械加工誤差分析及應(yīng)對(duì)策略

1前言

所謂機(jī)械加工精度是指機(jī)械零件在生產(chǎn)和加工過(guò)程中,其實(shí)際的幾何參數(shù)和理想中的幾何參數(shù)之間相符合的程度。機(jī)械零件的幾何參數(shù)一般包括了以下幾個(gè)方面:位置、尺寸和形狀。機(jī)械零件的加工精度就包括了以上三個(gè)方面的內(nèi)容。首先是相互位置的精度,主要是用來(lái)判斷機(jī)械零件對(duì)加工表面同基準(zhǔn)間所產(chǎn)生的位置誤差;其次是尺寸精度,尺寸精度則是用來(lái)判斷對(duì)機(jī)械零件加工表面的同基準(zhǔn)間所產(chǎn)生的尺寸誤差;還有一個(gè)則是形狀精度,形狀精度主要用來(lái)判斷對(duì)機(jī)械零件的整體幾何形狀所產(chǎn)生的誤差。事實(shí)上,在現(xiàn)實(shí)的機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程中,由于各種各樣的原因,任何一種加工方法所得到的機(jī)械零件的實(shí)際幾何參數(shù)都不是絕對(duì)準(zhǔn)確的,機(jī)械零件在加工過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生一些誤差。機(jī)械零件的加工誤差就是指機(jī)械零件在加工過(guò)程中實(shí)施的幾何參數(shù)與理想幾何參數(shù)之間的差距和偏離的程度。機(jī)械產(chǎn)品是由各種不同零件加工組合而成的,加強(qiáng)對(duì)機(jī)械零件由設(shè)計(jì)到加工,再到成品產(chǎn)出過(guò)程中的誤差分析,提高機(jī)械零件在生產(chǎn)過(guò)程中的精度,對(duì)于提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量,增強(qiáng)機(jī)械產(chǎn)品的性能,提高機(jī)械生產(chǎn)商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有非常重要的作用和意義。

2機(jī)械加工精度誤差分析

2.1加工原理誤差加工原理誤差是機(jī)械零件加工誤差中最常見(jiàn)的誤差類(lèi)型之一。所謂加工原理誤差,就是指在機(jī)械零件加工過(guò)程中,由于采用了一些相類(lèi)似的加工方法、刀具輪廓以及傳動(dòng)比等,來(lái)替論上的加工方法和工具,從而使得機(jī)械零件在實(shí)際的加工過(guò)程中產(chǎn)生了偏離理想?yún)?shù)的狀況。加工原理誤差的出現(xiàn)主要有以下幾個(gè)方面的原因。首先,在現(xiàn)實(shí)的機(jī)械零件加工中采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)。通常我們?cè)谶M(jìn)行機(jī)床作業(yè)時(shí),為了使工作表面符合我們加工的要求,我們就需要在加工工具和被加工對(duì)象上建立一定的關(guān)系,這種關(guān)系就被稱(chēng)之為運(yùn)動(dòng)關(guān)系。在理論加工原理中,如果要達(dá)到完全準(zhǔn)確加工精度,在實(shí)際的加工過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)很多不切實(shí)際的問(wèn)題,對(duì)我們的生產(chǎn)加工帶來(lái)很多困難,因此,在實(shí)際的加工中,我們往往會(huì)采取近似運(yùn)動(dòng)的加工方法,這樣就導(dǎo)致了加工原理誤差的產(chǎn)生。其次,在現(xiàn)實(shí)的機(jī)械零件加工中采用了近似的刀具輪廓。刀具輪廓是機(jī)械零件加工的重要工具,理論上,對(duì)機(jī)械零件的加工要求具有非常準(zhǔn)確的刀具曲面,要求刀具的刃口要和曲面的輪廓完全符合,但是在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)加工中,要想達(dá)到這種完全的吻合,幾乎是不可能的。介于此,通常會(huì)采用近似的曲面,如圓弧、直線等簡(jiǎn)單的線性來(lái)替論上的曲面,這樣由于刀具輪廓的差異就導(dǎo)致了加工理論誤差的產(chǎn)生。

2.2工藝系統(tǒng)誤差機(jī)械零件的加工離不開(kāi)加工工藝,加工工藝系統(tǒng)誤差主要是由于零件在被切削、傳動(dòng)等的過(guò)程中,產(chǎn)生了一定程度的彈性變形,導(dǎo)致加工工具和零件之間的位置發(fā)生錯(cuò)位,從而產(chǎn)生了生產(chǎn)加工的誤差。分析工藝系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因,大致可以從以下幾個(gè)方面來(lái)看:首先,機(jī)械零件受力點(diǎn)位置變化引起誤差。機(jī)械零件在被加工的過(guò)程中,工藝系統(tǒng)的切削著力點(diǎn)是伴隨著被切削位置的變化而變化的,機(jī)械零件在被切削過(guò)程中,其被切削的位置在不斷的發(fā)生變化,二者在位置的變化中由于摩擦的作用就可能會(huì)產(chǎn)生位置錯(cuò)位,從而引起加工工藝系統(tǒng)的誤差。其次,機(jī)械零件受力程度的變化引起誤差。機(jī)械零件在加工工藝中,不僅其受力點(diǎn)的位置在不斷發(fā)生變化,其受力的程度也在不斷的發(fā)生變化。通常,用來(lái)被加工的機(jī)械零件本身就存在著質(zhì)地、形狀以及尺寸方面的不均勻問(wèn)題,這些機(jī)械零件在被加工過(guò)程中,再加上其受力程度的不均勻,必然導(dǎo)致了誤差的存在,影響了加工精度。

3提高機(jī)械加工精度的措施

提高機(jī)械加工精度,對(duì)提高機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要作用。針對(duì)機(jī)械加工精度誤差產(chǎn)生的原因,從以下幾個(gè)方面來(lái)提高機(jī)械加工精度。

3.1有效的減少原始誤差機(jī)械加工誤差產(chǎn)生的部分原因就在于被加工對(duì)象及其加工工具本身就存在著一定的誤差。因此,采用有效措施,減少原始誤差,是提高機(jī)械精度的重要方法。首先,加強(qiáng)對(duì)加工誤差中的原始誤差進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)誤差產(chǎn)生的類(lèi)型及其原因,并根據(jù)不同的原因采取不同的措施。其次,嚴(yán)格控制零件加工所使用的機(jī)床和其他工具的剛度、幾何精度以及加工受力和受熱的變形程度等。同時(shí),由于大部分加工誤差都發(fā)生在表面,因此,對(duì)于加工表面誤差,則要采取相應(yīng)措施,例如提高機(jī)床安裝技術(shù),減少刀具在安裝過(guò)程中的誤差,重視對(duì)刀具成形形狀的掌控,防止成形刀具產(chǎn)生形狀誤差等。

3.2補(bǔ)償誤差有些加工誤差是在加工工藝系統(tǒng)中產(chǎn)生的,因此,我們就要采取一些措施,有效的減少加工工藝系統(tǒng)的誤差。所謂補(bǔ)償誤差就是指以人工的方式,在原始誤差的基礎(chǔ)上再創(chuàng)造一些新型的誤差,來(lái)抵消或者均衡加工工藝系統(tǒng)中的原始誤差,從而提高加工精度。補(bǔ)償誤差是減少加工誤差,提高加工精度的有效措施。

3.3分化誤差在降低加工誤差的方法中,除了補(bǔ)償誤差,還可以采用分化誤差的方法。一方面,通過(guò)不斷的誤差研究,發(fā)現(xiàn)加工誤差產(chǎn)生的規(guī)律,并對(duì)產(chǎn)生誤差的范圍做一個(gè)整體上的分類(lèi)和定位,從而使加工零件的誤差范圍在宏觀上得到大大改善。另一方面,通過(guò)對(duì)零件的再次加工,是零件首次被加工所遺留下來(lái)的誤差再次得到完善,從而使工件表面上的誤差得到不斷的均衡。在分化誤差的方法,要求對(duì)加工聯(lián)系密切的工具和零件的表面進(jìn)行細(xì)致的分析和對(duì)比,不斷的進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)差異,然后再根據(jù)這些誤差有針對(duì)性的進(jìn)行均衡。

3.4采用現(xiàn)代化的機(jī)械加工技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)加工誤差控制隨著機(jī)械加工技術(shù)的不斷提高,現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到了普及,在數(shù)控機(jī)床中,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件操作,我們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)到工件在加工工藝系統(tǒng)中的每一個(gè)過(guò)程的幾何參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的誤差控制和誤差補(bǔ)償。實(shí)時(shí)誤差控制是在高精度的測(cè)量裝備中,對(duì)加工過(guò)程的沒(méi)一個(gè)環(huán)節(jié)采集工件加工的誤差數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)了解到工件在加工的當(dāng)前狀態(tài)下的實(shí)際幾何參數(shù),然后根據(jù)被監(jiān)測(cè)到得工件誤差的方向和程度,由補(bǔ)償控制裝置構(gòu)建一個(gè)誤差的微量位移,進(jìn)行實(shí)時(shí)的誤差補(bǔ)償。在這種技術(shù)下,實(shí)時(shí)的誤差補(bǔ)償受補(bǔ)償裝置慣性的影響,導(dǎo)致補(bǔ)償措施有些滯后,但這種減少誤差,提供加工精度的效率高,而且其效果也好,值得被推廣和應(yīng)用。

4結(jié)語(yǔ)

采用現(xiàn)代化的機(jī)械加工工藝,提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,是當(dāng)前機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。目前,我國(guó)機(jī)械加工生產(chǎn)領(lǐng)域還存在著一些問(wèn)題,尤其是加工工藝技術(shù)還有待提高。因此,我們必須通過(guò)不斷的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中存在的問(wèn)題,加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,提高機(jī)械加工精度,提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。