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影響機(jī)械零件加工精度的因素及改善對(duì)策論文
1 引 言。
常用的衡量機(jī)械零件加工質(zhì)量的指標(biāo)包括加工精度和表面質(zhì)量等數(shù)個(gè)方面，在實(shí)際的加工過(guò)程中，由于環(huán)境溫度、工藝系統(tǒng)的幾何誤差、 工件內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的變形誤差等因素的影響， 導(dǎo)致加工工具和工件的正確位置可能會(huì)產(chǎn)生一定的程度的偏移， 使得零件與理想情況下的定位位置存在差異，這種差異即會(huì)對(duì)零件的加工精度產(chǎn)生影響。 因此，為了在不增加制造成本的情況下，盡可能提升機(jī)械零件的加工精度，相關(guān)的工藝人員需要結(jié)合產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)要求和實(shí)際生產(chǎn)條件，采取諸如更換較高精度加工設(shè)備和工裝夾具、制定合理的加工工藝、降低加工誤差等一系列方式，以期在保證加工過(guò)程經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)得到較高的加工精度。
2 主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)機(jī)械零件加工精度的影響及改進(jìn)措施。
2.1 主軸回轉(zhuǎn)誤差概述。
機(jī)床幾何誤差是整個(gè)機(jī)械零件加工中決定系統(tǒng)誤差的主要因素，主軸回轉(zhuǎn)誤差和導(dǎo)軌誤差均屬于主軸回轉(zhuǎn)誤差。 在加工過(guò)程中，由于主軸部件中軸承、軸頸、軸承座孔等的制造誤差和配合質(zhì)量、潤(rùn)滑條件、以及回轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)力因素的影響，往往瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線的空間位置都在周期性地變化， 造成實(shí)際回轉(zhuǎn)中心與理論回轉(zhuǎn)中心不重合而產(chǎn)生回轉(zhuǎn)誤差。 如圖 1 所示，主軸回轉(zhuǎn)誤差包括徑向圓跳動(dòng)、傾角擺動(dòng)、端面圓跳動(dòng)三種形式，常見(jiàn)的成因包括軸承本身系統(tǒng)誤差、軸承間隙過(guò)大、各段軸頸、軸孔的同軸度誤差、溫度過(guò)高引起熱變形等等。
2.2 對(duì)加工精度的影響。
根據(jù)影響主軸回轉(zhuǎn)精度的因素不同， 其對(duì)于工件加工精度往往也具有不同的影響，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：當(dāng)機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差為徑向圓跳動(dòng)時(shí)，工件會(huì)產(chǎn)生圓度誤差；當(dāng)機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差為傾角擺動(dòng)時(shí)， 車削時(shí)工件徑向截面仍然會(huì)呈一圓形，而軸向截面則是一梯形，鏜孔時(shí)由于主軸的角度擺動(dòng)形成的回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)導(dǎo)軌不平行，鏜出的孔將為橢圓形。
當(dāng)機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差為端面圓跳動(dòng)時(shí)， 雖然加工圓柱面的情況不會(huì)受到影響，但加工端面時(shí)，左右螺旋面可能會(huì)形成垂直度誤差，被加工的端面與圓柱面也可能不垂直。 螺紋加工時(shí)，會(huì)導(dǎo)致螺距產(chǎn)生規(guī)律明顯的周期誤差。
2.3 改進(jìn)措施。
主軸回轉(zhuǎn)誤差作為影響機(jī)械零件加工精度的主要因素，其相關(guān)的改進(jìn)措施也較為多樣， 考慮到實(shí)際的生產(chǎn)和加工條件，相關(guān)的改進(jìn)措施可從以下三個(gè)方面著手：①更換具有較高精度的主軸部件，從源頭上降低系統(tǒng)誤差，例如選用 D,C 級(jí)的前軸承； 將傳統(tǒng)的動(dòng)壓滑動(dòng)軸承更換為靜壓滑動(dòng)軸承以降低徑向跳動(dòng)型回轉(zhuǎn)誤差；提升主軸箱體支承孔、主軸軸頸和與軸承密切性較強(qiáng)的零件精度； 在加工前對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等等。 也可提升主軸支承的精度并做好精細(xì)化管理，包括使用精密滾動(dòng)軸承和氣體靜壓軸承、 采用軸頸與軸承圈誤差抵消法或角度選配法，精細(xì)調(diào)整安裝并盡量減小軸承問(wèn)隙等等。 ②在以上基礎(chǔ)上減小工件自身形位誤差，制定合理的加工工藝，例如讓主軸僅僅作為提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的工具， 不依賴其回轉(zhuǎn)精度對(duì)零件進(jìn)行加工。 如采用死頂尖磨削外圓加工法時(shí)，只需保證定位中心孔位于所加工零件中心且形狀正確， 即可加工出高精度的外圓柱面。 ③提升機(jī)床主鈾的轉(zhuǎn)速以提升切削精度，現(xiàn)在，超精密加工機(jī)床的轉(zhuǎn)速已從每分鐘幾千轉(zhuǎn)提高到幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，精度更是達(dá)到了納米數(shù)量級(jí)，隨著精密加工技術(shù)的不斷成熟， 我們有理由相信精密切削這類加工技術(shù)有著更為優(yōu)秀的應(yīng)用價(jià)值。
3 導(dǎo)軌誤差對(duì)機(jī)械零件加工精度的影響及改進(jìn)措施。
3.1 導(dǎo)軌誤差概述。
導(dǎo)軌在機(jī)械零件加工中的作用主要是確定機(jī)床以及各機(jī)床部件相對(duì)位置的基準(zhǔn)。 較容易引起導(dǎo)軌誤差的因素除了導(dǎo)軌本身存在系統(tǒng)誤差以外， 還包括長(zhǎng)期加工過(guò)程中導(dǎo)軌不均勻磨損、導(dǎo)軌工作時(shí)的受力變形、導(dǎo)軌工作時(shí)的熱變形等等。
3.2 對(duì)加工精度的影響。
機(jī)床導(dǎo)軌對(duì)加工精度的影響主要體現(xiàn)在導(dǎo)軌在水平面的直線度誤差、導(dǎo)軌在垂直面的直線度誤差、前后導(dǎo)軌在垂直面的平行度誤差等數(shù)個(gè)方面。 反映在機(jī)械零件的表面上為鼓形誤差或鞍形誤差。 如果機(jī)床加工時(shí)車削時(shí)導(dǎo)軌在水平面內(nèi)向前凸出，容易出現(xiàn)鼓形誤差，如果在水平面內(nèi)向后凸出，則容易出現(xiàn)如圖 2 所示的鞍形誤差。
3.3 改進(jìn)措施。
考慮到導(dǎo)軌具有較長(zhǎng)的使用年限， 故改進(jìn)導(dǎo)軌誤差對(duì)加工精度的影響可從以下幾個(gè)方面著手： ①優(yōu)化導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與制造，包括結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑方式、防護(hù)裝置，重點(diǎn)則包括制造精度和耐磨性。 ②在使用過(guò)程中做好維護(hù)及保養(yǎng)工作，避免導(dǎo)軌超負(fù)荷工作，造成導(dǎo)軌非正常磨損進(jìn)而引起機(jī)械零件加工精度。 ③選用合適的潤(rùn)滑劑，一方面降低零件與導(dǎo)軌之間的摩擦力，提升導(dǎo)軌使用壽命，另一方面也可降低系統(tǒng)誤差，提升加工精度。
4 受力變形對(duì)機(jī)械零件加工精度的影響及改進(jìn)措施。
4.1 受力變形概述。
機(jī)械零件加工的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生切削力、夾緊力、離心力等一系列力，在這些力的作用下，無(wú)論是所加工的機(jī)械零件，還是整個(gè)加工系統(tǒng)， 都會(huì)因固有頻率產(chǎn)生程度不同的變形和振動(dòng)， 進(jìn)而對(duì)工件和刀具之間的相對(duì)速度和相對(duì)位置產(chǎn)生一定程度的破壞，引起加工精度降低。
4.2 切削力對(duì)加工精度的影響。
切削力對(duì)加工精度的影響主要是由于工件的加工余量和硬度不均勻所引起的，稱之為誤差復(fù)映現(xiàn)象。 如圖 3 所示，該毛坯因余量不足存在橢圓形狀誤差， 當(dāng)?shù)毒咴趫D示雙點(diǎn)畫線位置時(shí)毛坯橢圓長(zhǎng)軸方向上的背吃刀量為 ap1, 短軸方向的背吃刀量為 ap2,兩者的絕對(duì)值會(huì)造成整個(gè)毛坯的受力不均勻，進(jìn)而引起加工出的零件加工精度下降。
4.3 夾緊力引起的加工誤差。
在機(jī)械零件的加工過(guò)程中， 三爪卡盤會(huì)夾緊工件以幫助零件固定在機(jī)床上從而加工內(nèi)孔， 但由于機(jī)械零件的剛度不盡相同， 卡盤所用的夾緊力會(huì)使得剛度較差的零件產(chǎn)生小幅度的變形，進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)的內(nèi)孔加工產(chǎn)生誤差。 如圖 4 所示，當(dāng)三爪卡盤加緊工件時(shí)，零件內(nèi)孔產(chǎn)生誤差。
4.4離心力引起的加工誤差。
某些零件的加工過(guò)程中，由于零件的回轉(zhuǎn)中心與質(zhì)心之間不重合，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)造成一定的離心力，離心力的法向方向分力大小的變化使刀具切削力發(fā)生變化，因此引起工件在高速切削過(guò)程中的高頻振動(dòng)，造成加工面與定位面的同軸度誤差，從而導(dǎo)致零件尺寸精度和表面質(zhì)量的降低。
4.5 減小受力變形的改進(jìn)措施。
受力變形是影響機(jī)械零件加工精度的常見(jiàn)因素， 較易實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)措施如下。 ①提升零件的接觸剛度，這也是機(jī)械加工過(guò)程中最常使用的方法， 具體包括改善系統(tǒng)主要零部件接觸表面的配合質(zhì)量來(lái)提升機(jī)械零件的抗變形性能， 預(yù)加載荷來(lái)消除配合面間隙且擴(kuò)大實(shí)際接觸面等等。 ②提升零件的自身剛度，如改善輸入輪的布局使最大轉(zhuǎn)矩減小，增大零件上的過(guò)度曲線減小應(yīng)力集中等，其對(duì)于切削力、夾緊力等引起的加工精度降低有著明顯的改善作用。 ③還應(yīng)當(dāng)在加工過(guò)程中采用新型技術(shù)，如精密切削技術(shù)、模具成型技術(shù)、超精密研磨技術(shù)等等，從源頭上避免可能產(chǎn)生誤差的情況產(chǎn)生。
5 結(jié)束語(yǔ)。
在實(shí)際的加工過(guò)程中， 影響加工精度的因素除上文所述情況外，還包括殘余應(yīng)力誤差、熱變形誤差、加工原理誤差、測(cè)量誤差等等。 為了確保機(jī)械零件加工全過(guò)程的高精度，相關(guān)的加工人員和管理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)械零件加工精度的影響因素有較為全面的了解， 并能夠?qū)ζ浯嬖谝?guī)律和加工結(jié)果進(jìn)行一定的分析， 從而能夠在機(jī)械零件加工精度明顯不合格的情況采取一定的改進(jìn)措施來(lái)優(yōu)化機(jī)械零件的加工工藝過(guò)程， 最終保證機(jī)械零件的精度。
參考文獻(xiàn)。
[1]張皓楓。車銑數(shù)控加工精度分布規(guī)律的研究[J].裝備制造技術(shù) ,2012（13）：12~15.
[2]沈澤訓(xùn)。關(guān)于機(jī)械零件加工精度的影響因素及應(yīng)對(duì)策略探討[J].價(jià)值工程，2013,29（18）：38~39.
[3]呂志丹。影響機(jī)械零件加工精度的因素及其控制方法[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2012（1）：173.
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