機械加工誤差因素分析
時間:2022-03-04 10:00:35
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摘要:機械加工誤差是指零件加工后實際參數與設計參數存在的偏差,參數差距越小,加工誤差越小,加工精度越高。在實際機械加工中,產生加工誤差的因素有很多,如工藝流程、定位、工具使用、內應力等,因此,對機械加工工藝技術基本情況進行概述,重點分析導致機械加工誤差的影響因素,并提出具體機械加工誤差的誤差控制措施,以期為相關從業者提供一定參考。
關鍵詞:機械加工;誤差;工藝流程;誤差分析
機械加工工業中,造成加工誤差的因素十分復雜,由于機械加工工藝技術、使用設備不同,生產出的產品規格和質量也存在很大差別,基本上可分為原始誤差和工藝誤差兩種,原始誤差多為機械設備因素,工藝誤差多為人工操作因素,存在較大不確定性,貫穿加工全過程,若想有效提高機械加工精度,降低機械加工誤差,就需要從多個角度進行分析,尋找和歸納誤差產生原因、誤差性質,制定針對性措施,以解決機械加工誤差問題。
1機械加工工藝基本情況
機械加工工藝流程,是零件或工件加工制造的步驟,主要依據設計圖紙尺寸、樣式和要求,通過機械加工方式,對普通原材料幾何形狀、尺寸、表面質量等進行加工,使其成為工業成品或半成品的流程,機械加工工藝水平高低直接影響產品質量[1]。因此,需要嚴格控制機械加工工藝流程,在實際操作時,技術人員需要明確產品加工方式、加工工藝流程、需要參與的技術人員等,結合工廠實際情況,制定科學合理的施工方案,最大限度減小機械加工過程中人員失誤,提高機械加工精度。此外,機械加工工藝技術具有較強針對性和適用性,不同類型的工業產品認證都有其對應機械加工工藝,機械制造企業應當重視這一特點,加大機械加工工藝技術改革創新力度,制定更為科學合理的工藝流程和加工方案,提高整體技術人才業務水平,不斷提高機械加工產品質量,提高企業市場競爭力。
2機械加工誤差產生因素
2.1機床制造誤差
機床是目前機械加工主要應用設備,在長期應用過程中,其部分配件會產生一定磨損,導致主軸回轉誤差、傳動鏈誤差及導軌誤差等問題,對機械加工精度產生影響。其中,主軸回轉誤差,指主軸各瞬間實際回轉軸線與平均回轉軸線的變動量,簡單來說就是作為零配件基準的主軸,一旦發生磨損,就會產生基準誤差,繼而影響機械加工精度,產生主軸回轉誤差的因素有軸承本身誤差、主軸繞度、軸承間的同軸度誤差等[2];傳動鏈誤差,是傳動鏈使用過程中磨損、各組成環節的制造和裝配誤差等導致的,傳動鏈始末兩端傳動元件相對運動導致的誤差,最終對機械加工產品質量造成影響;導軌誤差,導軌具有控制各零部件位置變化、確定機床各部件相對位置的作用,是機床運動的基準,在機床實際使用中,導軌自身制造與安裝質量不佳、不均勻磨損等都會導致導軌誤差。
2.2定位誤差
機械加工中定位誤差主要有定位副制造不準確誤差和基準不重合誤差,在進行具體定位操作時,定位副制造一般由工件定位面和夾具定位元件構成,倘若定位副制造出現誤差,就會出現機械零部件變形或松動,使得機械加工各部件無法緊密合作,引發工件最大位置變動量,導致定位副制造不準確誤差;基準不重合誤差,指在機床上加工工件時,需要確定工件上某些幾何參數為加工時定位基準,倘若與設計基準不重合,就會產生基準不重合誤差。
2.3工具使用誤差
機械加工過程中,工具使用是必不可少的重要內容,而且隨著機械加工工藝技術的發展,可使用的工具也愈加復雜多樣,合理使用機械加工工具,與提升產品加工效率和質量有著十分緊密的聯系[3]。以刀具為例,在機械加工過程中,使用任何刀具都會造成磨損,導致工件形狀和尺寸的變化,不同種類刀具其幾何誤差對機械加工誤差的影響各不相同,如一般刀具制造誤差不會對機械加工誤差造成影響;定制刀具誤差將直接影響工件加工精度。因此,為避免工具使用誤差,技術人員不僅要根據加工產品選擇對應工具,還要隨時注意加工工具磨損程度,及時更換,以保障加工效率和質量。
2.4內應力誤差
內應力指沒有外力作用而存在于零件內部的應力,工件一旦產生內應力,就會處于一種極不穩定的狀態,不但會自動向低能位穩定狀態轉變,而且極易引發形變,繼而使得加工精度難以滿足設計要求[4]。在對這類材料進行加工時,內應力的產生主要是由于原材料自身厚度、大小等不同,在加熱環節會出現受熱不均勻情況,繼而使得材料內部產生不同形變量,如,一些細長型原材料在冷校直工序中,其內部會產生內應力,導致材料出現形變彎曲,對加工精度造成影響。
3機械加工中誤差控制有效措施
3.1嚴格遵守機械加工原則
為有效控制機械加工誤差,技術人員應當嚴格遵守機械加工工藝原則,即先主后次、先粗后精,有序開展機械加工活動。一方面,要加強機械加工管控機械加工定位基準,減少基準不重合數量和頻次,嚴格按照施工工藝流程進行施工,注重機械設備、機床、使用工具等磨損情況檢查,減少技術誤差;另一方面,重視多表面加工工藝,嚴格按照設計標準和要求控制定位誤差,深入分析定位誤差產生因素并及時規避,以保障加工工藝技術的可靠性。
3.2合理應用誤差分組法
誤差統計分析法,指在加工零件中抽取一定數量的零件,利用數理統計法對檢測結果進行檢查,對相關數據進行處理和分析,從中尋找規律性和加工誤差產生原因,以制定針對性解決措施。誤差分組法是基于誤差統計分析制定的一種解決措施,在實際機械加工過程中,為有效控制生產過程中誤差產生,可以采用誤差分組法,將加工原材料或半成品按照誤差進行分組,分別對每個小組進行施工,從而減少誤差產生,也能避免對其他加工環節造成影響,具有及時發現、分解和處理加工過程中差錯的優勢,對提升機械加工精度,保障企業可持續發展具有十分積極的現實意義。
3.3采用適宜誤差補償處理
在現階段機械加工工藝中,雖然有些誤差很難避免,但可以通過一些補償措施降低誤差影響,提升機械加工質量。誤差補償法就是通過人為制造一些新的原始誤差,以抵消原有工藝系統中的誤差,使兩者大小相等、方向相反,從而達到抵消誤差的效果。例如,補償式機械加工方式,對機械設備進行全面精準測量,獲取詳實詳細的參數信息,結合前期加工數據進行綜合分析,再利用數據信息比對方式精確計算出機械加工過程中產生的實際誤差值,將其傳輸至數控機床系統中,從而對機械加工誤差進行補償,具有操作便捷、效果明顯的優勢。
4結語
在機械加工工藝中產生誤差是不可避免的,在機床制造、定位、工具使用、內應力等方面均有體現,嚴重影響機械加工精度和質量。因此,相關企業和技術人員應當重視機械加工誤差,深入分析誤差產生原因,并以此制定科學可行的控制措施,通過嚴格遵守機械加工原則、合理應用誤差分組法、并采用適宜誤差補償處理等措施,降低機械加工中誤差及影響,避免對企業造成嚴重損失,繼而加快推進我國機械制造工業發展。
參考文獻
[1]楊思晉,昝竹青,劉向海.機械加工中加工誤差產生原因及解決措施[J].建筑工程技術與設計,2018(29):780.
[2]仄士春.機床機械加工誤差產生的原因剖析[J].山東工業技術,2019(10):46.
[3]張淑坤.關于機械加工誤差產生原因分析及精度提高方法探討[J].時代農機,2019(1):34-35.
[4]劉秀梅.關于機械加工誤差產生原因分析及精度控制探討[J].南方農機,2019(1):208.
作者:唐永忠 單位:桂林電子科技大學
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