機加工如何保證精度
(1)合理選取起刀點、切入點和切入方式,保證切入過程平穩,沒有沖擊。為保證工版件輪廓表面數控車床權加工後的粗糙度要求,精加工時,最終輪廓應安排在最後一次走刀連續加工出來。認真考慮刀具的切入和切出路線,盡量減少在輪廓處停刀,以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應沿著零件表面的切向切入和切出,盡量避免沿工件輪廓垂直方向進、退刀而劃傷工件。
(2)選擇工件在數控車床加工後變形較小的路線。對細長零件或薄板零件,應採用分幾次走刀加工到最後尺寸,或採取對稱去餘量法安排進給路線。在確定軸向移動尺寸時,應考慮刀具的引入長度和超越長度。
(3)對特殊零件採用「先精後粗」的數控車床加工工序。在某些特殊情況下,加工工序不按「先近後遠」、「先粗後精」原則考慮,而作「先精後粗」的特殊處理,反而能更好地保證工件的尺寸公差要求。
2. 如何提高機械加工精度
機械加工精度是指相關工件在加工完成後所具有的包括尺寸大小. 幾何形狀以及各表面相互位置等參數的實際值, 與其預先設計應具備的理想幾何參數需求比對的相符程度。 加工精度通常包括尺寸精度. 形狀精度和位置精度等方面的內容, 尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差的范圍, 形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差, 位置精度用來限制加工表面與其基準間的平行度. 垂直度. 同軸度等相互位置誤差。 由於加工機械的性能. 技術方法. 生產條件等因素的不同影響, 機械加工出來的相關零件在其尺寸. 形狀和表面相互位置參數與理想參數總是存在一定的偏離誤差, 在數值上通常採用加工誤差的大小來表示加工精度。機械元件的加工精度和表面質量等加工質量. 是保證相關機械產品裝配質量的基礎, 加工誤差的大小反映了加工精度的高低。
一、機械加工產生誤差主要原因
1.機床磨損及幾何誤差對加工精度的影響
(1)主軸回轉誤差
加床存在的主軸回轉誤差將對工件的具體性狀以及工件加工的具體位置造成最為直接的影響。 主軸的回轉誤差可以被分解為徑向與軸向跳動以及主軸角度擺動,在具體的加工工作中受加工工件具體表面位置的不同以及主軸回轉誤差變現的不同,而導致的加工誤差也各有不同 。比如,在進行工件加工時,由於主軸存在徑向跳動誤差,此時便會處於加工狀態下的工件的外圓或是內孔的精度造成一定影響,但主軸的跳動誤差卻不會對工件的端面加工造成不利影響 。在機床主軸所存在的三種誤差表現形式當中,主軸的角度擺動誤差與主軸的徑向跳動誤差對工件加工精度的影響較為相似,主軸這兩種誤差表現形式對工件加工精度影響的差別主要體現在,主軸的角度擺動誤差除對加工工件表面的圓度產生影響之外,還會對加工工件表面的圓柱度帶來一定程度的影響。
(2)導軌誤差
機床中導軌主要起著承載和導向的作用,它既是運動的基準,也是確定機床主要部件相對位置的基準,因此它的誤差會對工件的形狀精度產生直接的影響。導軌在水平面的直線度誤差,會直接反映在工件表面的誤差敏感方向,即法線方向,加工精度受其影響的程度最大;而導軌在垂直平面內的直線度誤差則相對影響較小, 甚至可以忽略不計;前後導軌平行度誤差會造成在運動過程中工作台的擺動,刀尖的運動軌跡則為空間曲線,從而導致工件形狀的誤差。
(3)傳動鏈的誤差
工件在切削的過程中,其表面的成形運動是靠一系列的傳動機構實現的。該傳動機構包括齒輪.螺母.蝸桿.絲桿等傳動元件。 由於這些元件會在裝配.加工以及使用過程中產生磨損而導致誤差,所以就導致傳動鏈的傳動誤差。傳動線路越長.傳動機構越復雜,傳動誤差就會相應的越大。影響工件表面加工精度的誤差因素中,主要因素就是機床的傳動鏈誤差。
2.刀具.夾具的誤差
刀具種類的不同,對於加工精度的影響程度也不同, 普通的刀具比如車刀.銑刀等,其製造誤差幾科對加工精度沒有直接的影響;而定尺寸刀具的尺寸誤差,則直接影響著工件的尺寸精度;成形刀具則會影響到工件的形狀精度。刀具的磨損則直接影響到工件與刀具的相對位置,從而造成尺寸誤差。此外,由於夾具是保證工件相對於機床刀具有正確位置,所以夾具對工件的位置精度有很大影響,夾具的磨損會造成工件定位的誤差。
3.工藝系統受力變形導致的誤差
(1) 切削過程中受力點位置變化引起的
加工誤差。在切削過程中,工藝系統的剛度隨切削力著力點位置的變化而變化,引起系統變形的差異,使被加工表面產生形狀誤差。
(2)切削力大小變化引起的加工誤差--誤差復映。
工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀,但它在尺寸. 形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。 毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷發生變化,從而導致切削力的變化,進而引起工藝系統產生相應的變形,使得零件在加工後還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。 當然,工件表面殘留的誤差比毛坯表面誤差要小得多 這種現象稱為 「誤差復映規律」 ,所引起的加工誤差稱為「 誤差復映」除切削力外,傳動力 .慣性重力 .夾緊力等其他作用力也會使工藝系統的變形發生變化,從而引起加工誤差,影響加工精度。
4.工藝系統受熱變形導致的誤差
機械加工過程中,工藝系統會在各種熱源的作用下產生一定的熱變形。因為工藝系統的熱源分布不均勻,各個環節的材料和結構也不同,從而導致工藝系統各部分變形產生誤差,破壞工件和刀具的運動關系和准確位置,最終產生加工誤差。特別是精密加工,熱變形誤差占總誤差的百分之四十到七十的比重。
(1)機床熱變形
受到熱源的影響,機床各個部分的溫度會發生變化,因為機床構造的復雜性以及熱源分布的不均勻,機床部件會發生不同程度的熱變形,從而破壞了機床部件原有的互相位置關系,從而影響工件的加工精度。
(2)刀具熱變形
雖然刀具在切削加工中受到的熱量比例很小,但是因為其刀具的熱容量和尺寸都很小,所以有很高的溫升,最終會引起刀具的熱伸長並最終導致加工誤差。粗加工情況下可以不用考慮刀具的熱變形影響,但如果是要求較高的工件,刀具的熱變形則會對於表面形狀誤差產生影響。
(3)工件熱變形
工件熱變形主要是由切削熱所導致的,其熱變形的情況和加工方法以及是否受熱均勻有關。 當工件均勻受熱時,比如一些簡單的車.磨軸工件的外圓,等到加工後冷卻至室溫,工件的直徑和長度都會有所收縮,從而產生一定的尺寸誤差;加工較短的軸套類或者盤類工件時,因為加工行程相對較短,就可以近似的認為沿工件軸向方向溫升相同。而加工較長的工件時,工件開始走刀溫度相對較低,從而變形也小
3. 如何保證機床的精度
(1)合理選取起刀點、切入點和切入方式,保證切入過程平穩,沒有沖擊內。為保證工件輪廓表面數控車容床加工後的粗糙度要求,精加工時,最終輪廓應安排在最後一次走刀連續加工出來。認真考慮刀具的切入和切出路線,盡量減少在輪廓處停刀,以避免切削力突然變化造成彈性變形而留下刀痕。一般應沿著零件表面的切向切入和切出,盡量避免沿工件輪廓垂直方向進、退刀而劃傷工件。
(2)選擇工件在數控車床加工後變形較小的路線。對細長零件或薄板零件,應採用分幾次走刀加工到最後尺寸,或採取對稱去餘量法安排進給路線。在確定軸向移動尺寸時,應考慮刀具的引入長度和超越長度。
(3)對特殊零件採用「先精後粗」的數控車床加工工序。在某些特殊情況下,加工工序不按「先近後遠」、「先粗後精」原則考慮,而作「先精後粗」的特殊處理,反而能更好地保證工件的尺寸公差要求。
4. 如何保證機床機械精度
保證機床機械精度方法:
(1)、測量位置間距,隨機選取。
(2)、軸線行程,每 2000mm至少選取10個測量位置。大於 2000mm,至少每個尺寸單元有一個位置。
(3)、每個測量位置在與軸線平行方向進行,至少五次測量。每次循環均從同一固定位置開始。
(4)、在被測量軸線上,10個測量位置參數的圖解。
(5)、位置不可靠性P的評定在基準長度L范圍,允差差值為Tp。測量長度增加△L,則允差增加△Tp。
(7)、測量位置。
常見精度檢驗標准:
1、定位精度
定位精度是在一個方向,由基準位置起順次定位,各位置上實際移動距離(或回轉角度)與規定移動距離(或回轉角度)之差。誤差以各位置中的最大差值表示,在移動的全長上進行測量。回轉運動在全部回轉范圍內,每30°或在12個位置上進行測量。取同方向一次測量,求實際移動距離與規定之差。
2、 重復度
在任意一點向相同方向重復定位7次,測量停止位置。誤差以讀數最大差值的1/2加()表示。原則上在行程兩端和中間位置上測量。
3、 向偏差
分別某一位置正向、負向各定位7次。誤差以正、負兩停止位置的平均值之差表示。在行程兩端及中間位置上測量。
4、 最小設定單位進給偏差
在同一方向連續給出單個最小設定單位的指令,共移動約20個以上單位。誤差以各相鄰停止位置的距離(或角度)對最小設定單位之差表示。
5、 檢驗條件
5. 如何保證在數控車床上加工工件的尺寸精度
1)修改刀補值保證尺寸精度
由於第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差,不能滿足加工要求時,可通過修改刀補使工件達到要求尺寸,保證徑向尺寸方法如下:
a. 絕對坐標輸入法
根據「大減小,小加大」的原則,在刀補001~004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm,而002處刀補顯示是X3.8,則可輸入X3.7,減少2號刀補。
b. 相對坐標法
如上例,002刀補處輸入U-0.1,亦可收到同樣的效果。
同理,對於軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段,尺寸長了0.1mm,可在001刀補處輸入W0.1。
2)半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度
對於大部分數控車床來說,使用較長時間後,由於絲桿間隙的影響,加工出的工件尺寸經常出現不穩定的現象。這時,我們可在粗加工之後,進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之後,可在001刀補處輸入U0.3,調用G70精車一次,停車測量後,再在001刀補處輸入U-0.3,再次調用G70精車一次。經過此番半精車,消除了絲桿間隙的影響,保證了尺寸精度的穩定 數控,機床,模具設計,數控車床,數控技術
3)程序編制保證尺寸精度
a. 絕對編程保證尺寸精度
編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上,各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說,相對編程的坐標原點經常在變換,連續位移時必然產生累積誤差,絕對編程是在加工的全過程中,均有相對統一的基準點,即坐標原點,故累積誤差較相對編程小。數控車削工件時,工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高,故在編寫程序時,徑向尺寸最好採用絕對編程,考慮到加工及編寫程序的方便,軸向尺寸常採用相對編程,但對於重要的軸向尺寸,最好採用絕對編程。
b. 數值換算保證尺寸精度
很多情況下,圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致,故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。如圖2b中,除尺寸13.06mm外,其餘均屬直接按圖2a標注尺寸經換算後而得到的編程尺寸。其中,φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值後得到的編程尺寸。
4)修改程序和刀補控制尺寸
數控加工中,我們經常碰到這樣一種現象:程序自動運行後,停車測量,發現工件尺寸達不到要求,尺寸變化無規律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件,經粗加工和半精加工後停車測量,各軸段徑向尺寸如下:φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此,筆者採用修改程序和刀補的方法進行補救,方法如下:
a. 修改程序
原程序中的X30不變,X23改為X23.03,X16改為X16.04,這樣一來,各軸段均有超出名義尺寸的統一公差0.06mm;
b. 改刀補
在1號刀刀補001處輸入U-0.06。
經過上述程序和刀補雙管齊下的修改後,再調用精車程序,工件尺寸一般都能得到有效的保證。
數控車削加工是基於數控程序的自動化加工方式,實際加工中,操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能,方能編制出高質量的加工程序,加工出高質量的工件。
6. 保證和提高機床加工精度的方法有哪些
在機械加工過程中,往往有很多因素影響工件的最終加工質量。如何使工件的加工達到質量要求,如何減少各種因素對加工精度的影響,就成為加工前必須考慮的事情。在機械加工中,誤差是不可避免的,但誤差必須在允許的范圍內。通過誤差分析,掌握其變化的基本規律,從而採取相應的措施減少加工誤差,提高加工精度。
保證和提高加工精度的方法,大致可概括為以下幾種:
1、減少原始誤差 提高零件加工所使用機床的幾何精度,提高夾具、量具及工具本身精度,控制工藝系統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬於直接減少原始誤差。為了提高機械加工精度,需對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析,根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差採取不同的措施解決。對於精密零件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形;對具有成形表面的零件加工,則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。這種方法是生產中應用較廣的一種基本方法。它是在查明產生加工誤差的主要因素之後,設法消除或減少這些因素。例如細長軸的車削,現在採用了大走刀反向車削法,基本消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂尖,則可進一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。
2、補償原始誤差
誤差補償法,是人為地造出一種新的誤差,去抵消原來工藝系統中的原始誤差。當原始誤差是負值時人為的誤差就取正值,反之,取負值,並盡量使兩者大小相等;或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差,也是盡量使兩者大小相等,方向相反,從而達到減少加工誤差,提高加工精度的目的。
3、轉移原始誤差
誤差轉移法實質上是轉移工藝系統的幾何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉移法的實例很多。如當機床精度達不到零件加工要求時,常常不是一味提高機床精度,而是從工藝上或夾具上想辦法,創造條件,使機床的幾何誤差轉移到不影響加工精度的方面去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的同軸度,不是靠機床主軸的回轉精度來保證,而是靠夾具保證。當機床主軸與工件之間用浮動聯接以後,機床主軸的原始誤差就被轉移掉了。
4、均分原始誤差
在加工中,由於毛坯或上道工序誤差的存在,往往造成本工序的加工誤差,或者由於工件材料性能改變,或者上道工序的工藝改變(如毛坯精化後,把原來的切削加工工序取消),引起原始誤差發生較大的變化。解決這個問題,最好是採用分組調整均分誤差的辦法。這種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均分為n
組,每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n,然後按各組分別調整加工。
5、均化原始誤差
對配合精度要求很高的軸和孔,常採用研磨工藝。研具本身並不要求具有高精度,但它能在和工件做相對運動過程中對工件進行微量切削,高點逐漸被磨掉(當然,模具也被工件磨去一部分),最終使工件達到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過程,就是誤差不斷減少的過程,這就是誤差均化法。它的實質就是利用有密切聯系的表面相互比較,相互檢查從對比中找出差異,然後進行相互修正或互為基準加工,使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均化。在生產中,許多精密基準件(如平板、直尺等)都是利用誤差均化法加工出來的。
6、就地加工法
在加工和裝配中,有些精度問題牽涉到零件或部件間的相互關系,相當復雜,如果一味地提高零、部件本身精度,有時不僅困難,甚至不可能,若採用就地加工法(也稱自身加工修配法),就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。
7. 如何提高機械加工精度
機械加工精度是指相關工件在加工完成後所具有的包括尺寸大小. 幾何形狀以及各表面相互位置等參數的實際值, 與其預先設計應具備的理想幾何參數需求比對的相符程度。 加工精度通常包括尺寸精度. 形狀精度和位置精度等方面的內容, 尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差的范圍, 形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差, 位置精度用來限制加工表面與其基準間的平行度. 垂直度. 同軸度等相互位置誤差。 由於加工機械的性能. 技術方法. 生產條件等因素的不同影響, 機械加工出來的相關零件在其尺寸. 形狀和表面相互位置參數與理想參數總是存在一定的偏離誤差, 在數值上通常採用加工誤差的大小來表示加工精度。機械元件的加工精度和表面質量等加工質量. 是保證相關機械產品裝配質量的基礎, 加工誤差的大小反映了加工精度的高低。 一、機械加工產生誤差主要原因 1.機床磨損及幾何誤差對加工精度的影響 (1)主軸回轉誤差 加床存在的主軸回轉誤差將對工件的具體性狀以及工件加工的具體位置造成最為直接的影響。 主軸的回轉誤差可以被分解為徑向與軸向跳動以及主軸角度擺動,在具體的加工工作中受加工工件具體表面位置的不同以及主軸回轉誤差變現的不同,而導致的加工誤差也各有不同 。比如,在進行工件加工時,由於主軸存在徑向跳動誤差,此時便會處於加工狀態下的工件的外圓或是內孔的精度造成一定影響,但主軸的跳動誤差卻不會對工件的端面加工造成不利影響 。在機床主軸所存在的三種誤差表現形式當中,主軸的角度擺動誤差與主軸的徑向跳動誤差對工件加工精度的影響較為相似,主軸這兩種誤差表現形式對工件加工精度影響的差別主要體現在,主軸的角度擺動誤差除對加工工件表面的圓度產生影響之外,還會對加工工件表面的圓柱度帶來一定程度的影響。 (2)導軌誤差 機床中導軌主要起著承載和導向的作用,它既是運動的基準,也是確定機床主要部件相對位置的基準,因此它的誤差會對工件的形狀精度產生直接的影響。導軌在水平面的直線度誤差,會直接反映在工件表面的誤差敏感方向,即法線方向,加工精度受其影響的程度最大;而導軌在垂直平面內的直線度誤差則相對影響較小, 甚至可以忽略不計;前後導軌平行度誤差會造成在運動過程中工作台的擺動,刀尖的運動軌跡則為空間曲線,從而導致工件形狀的誤差。 (3)傳動鏈的誤差 工件在切削的過程中,其表面的成形運動是靠一系列的傳動機構實現的。該傳動機構包括齒輪.螺母.蝸桿.絲桿等傳動元件。 由於這些元件會在裝配.加工以及使用過程中產生磨損而導致誤差,所以就導致傳動鏈的傳動誤差。傳動線路越長.傳動機構越復雜,傳動誤差就會相應的越大。影響工件表面加工精度的誤差因素中,主要因素就是機床的傳動鏈誤差。 2.刀具.夾具的誤差 刀具種類的不同,對於加工精度的影響程度也不同, 普通的刀具比如車刀.銑刀等,其製造誤差幾科對加工精度沒有直接的影響;而定尺寸刀具的尺寸誤差,則直接影響著工件的尺寸精度;成形刀具則會影響到工件的形狀精度。刀具的磨損則直接影響到工件與刀具的相對位置,從而造成尺寸誤差。此外,由於夾具是保證工件相對於機床刀具有正確位置,所以夾具對工件的位置精度有很大影響,夾具的磨損會造成工件定位的誤差。 3.工藝系統受力變形導致的誤差 (1) 切削過程中受力點位置變化引起的 加工誤差。在切削過程中,工藝系統的剛度隨切削力著力點位置的變化而變化,引起系統變形的差異,使被加工表面產生形狀誤差。 (2)切削力大小變化引起的加工誤差--誤差復映。 工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀,但它在尺寸. 形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。 毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷發生變化,從而導致切削力的變化,進而引起工藝系統產生相應的變形,使得零件在加工後還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。 當然,工件表面殘留的誤差比毛坯表面誤差要小得多 這種現象稱為 「誤差復映規律」 ,所引起的加工誤差稱為「 誤差復映」除切削力外,傳動力 .慣性重力 .夾緊力等其他作用力也會使工藝系統的變形發生變化,從而引起加工誤差,影響加工精度。 4.工藝系統受熱變形導致的誤差 機械加工過程中,工藝系統會在各種熱源的作用下產生一定的熱變形。因為工藝系統的熱源分布不均勻,各個環節的材料和結構也不同,從而導致工藝系統各部分變形產生誤差,破壞工件和刀具的運動關系和准確位置,最終產生加工誤差。特別是精密加工,熱變形誤差占總誤差的百分之四十到七十的比重。 (1)機床熱變形 受到熱源的影響,機床各個部分的溫度會發生變化,因為機床構造的復雜性以及熱源分布的不均勻,機床部件會發生不同程度的熱變形,從而破壞了機床部件原有的互相位置關系,從而影響工件的加工精度。 (2)刀具熱變形 雖然刀具在切削加工中受到的熱量比例很小,但是因為其刀具的熱容量和尺寸都很小,所以有很高的溫升,最終會引起刀具的熱伸長並最終導致加工誤差。粗加工情況下可以不用考慮刀具的熱變形影響,但如果是要求較高的工件,刀具的熱變形則會對於表面形狀誤差產生影響。 (3)工件熱變形 工件熱變形主要是由切削熱所導致的,其熱變形的情況和加工方法以及是否受熱均勻有關。 當工件均勻受熱時,比如一些簡單的車.磨軸工件的外圓,等到加工後冷卻至室溫,工件的直徑和長度都會有所收縮,從而產生一定的尺寸誤差;加工較短的軸套類或者盤類工件時,因為加工行程相對較短,就可以近似的認為沿工件軸向方向溫升相同。而加工較長的工件時,工件開始走刀溫度相對較低,從而變形也小
8. 怎麼保證加工精度
影響數控的因素有:影響機械加工精度的因素及提高加工精度的措施 工藝系統中的各組成部分,包括機床、刀具、夾具的製造誤差、安裝誤差、使用中的磨損都直接影響工件的加工精度。也就是說,在加工過程中工藝系統會產生各種誤差,從而改變刀具和工件在切削運動過程中的相互位置關系而影響零件的加工精度。這些誤差與工藝系統本身的結構狀態和切削過程有關,產生加工誤差的主要因素有:
(1)系統的幾何誤差
①加工原理誤差 加工原理誤差是由於採用了近似的加工運動方式或者近似的刀具輪廓而產生的誤差,因在加工原理上存在誤差,故稱加工原理誤差。只要原理誤差在允許范圍內,這種加工方式仍是可行的。
②機床的幾何誤差 機床的製造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都直接影響工件的加工精度。其中主要是機床主軸回轉運動、機床導軌直線運動和機床傳動鏈的誤差。
③刀具的製造誤差及磨損 刀具的製造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都影響工件的加工精度。刀具在切削過程中,切削刃、刀面與工件、切屑產生強烈摩擦,使刀具磨損。當刀具磨損達到一定值時,工件的表面粗糙度值增大,切屑顏色和形狀發生變化,並伴有振動。刀具磨損將直接影響切削生產率、加工質量和成本。
④夾具誤差 夾具誤差包括定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差及對刀誤差等。這些誤差主要與夾具的製造和裝配精度有關。下面將對夾具的定位誤差進行詳細的分析。 工件在夾具中的位置是以其定位基面與定位元件相接觸(配合)來確定的。然而,由於定位基面、定位元件工作表面的製造誤差,會使各工件在夾具中的實際位置不相一致。加工後,各工件的加工尺寸必然大小不一,形成誤差。這種由於工件在夾具上定位不準而造成的加工誤差稱為定位誤差,用△D表示。它包括基準位移誤差和基準不重合誤差。在採用調整法加工一批工件時,定位誤差的實質是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。採用試切法加工,不存在定位誤差。 定位誤差產生的原因是工件的製造誤差和定位元件的製造誤差,兩者的配合間隙及工序基準與定位基準不重合等。
●基準不重合誤差 當定位基準與工序基準不重合時而造成的加工誤差,稱為基準不重合誤差,其大小等於定位基準與工序基準之間尺寸的公差,用△B表示。
●基準位移誤差 工件在夾具中定位時,由於工件定位基面與夾具上定位元件限位基面的製造公差和最小配合間隙的影響,導致定位基準與限位基準不能重合,從而使各個工件的位置不一致,給加工尺寸造成誤差,這個誤差稱為基準位移誤差,用△Y表示。圖1-12a是圓套銑鍵槽的工序簡圖,工序尺寸為A和B。
尺寸A的工序基準是內孔軸線,定位基準也是內孔軸線,兩者重合,△B=0。但是,由於工件內孔面與心軸圓柱面有製造公差和最小配合間隙,使得定位基準(工件內孔軸線)與限位基準(心軸軸線)不能重合,定位基準相對於限位基準下移了一段距離,由於刀具調整好位置後在加工一批工件過程中位置不再變動(與限位基準的位置不變)。所以,定位基準的位置變動影響到尺寸A的大小,給尺寸A造成了誤差,這個誤差就是基準位移誤差。
9. 論如何提高機械加工精度
機械加工精度是指相關工件在加工完成後所具有的包括尺寸大小. 幾何形狀以及各表面相互位置等參數的實際值, 與其預先設計應具備的理想幾何參數需求比對的相符程度。 加工精度通常包括尺寸精度. 形狀精度和位置精度等方面的內容, 尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差的范圍, 形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差, 位置精度用來限制加工表面與其基準間的平行度. 垂直度. 同軸度等相互位置誤差。 由於加工機械的性能. 技術方法. 生產條件等因素的不同影響, 機械加工出來的相關零件在其尺寸. 形狀和表面相互位置參數與理想參數總是存在一定的偏離誤差, 在數值上通常採用加工誤差的大小來表示加工精度。機械元件的加工精度和表面質量等加工質量. 是保證相關機械產品裝配質量的基礎, 加工誤差的大小反映了加工精度的高低。
一、機械加工產生誤差主要原因
1.機床磨損及幾何誤差對加工精度的影響
(1)主軸回轉誤差
加床存在的主軸回轉誤差將對工件的具體性狀以及工件加工的具體位置造成最為直接的影響。 主軸的回轉誤差可以被分解為徑向與軸向跳動以及主軸角度擺動,在具體的加工工作中受加工工件具體表面位置的不同以及主軸回轉誤差變現的不同,而導致的加工誤差也各有不同 。比如,在進行工件加工時,由於主軸存在徑向跳動誤差,此時便會處於加工狀態下的工件的外圓或是內孔的精度造成一定影響,但主軸的跳動誤差卻不會對工件的端面加工造成不利影響 。在機床主軸所存在的三種誤差表現形式當中,主軸的角度擺動誤差與主軸的徑向跳動誤差對工件加工精度的影響較為相似,主軸這兩種誤差表現形式對工件加工精度影響的差別主要體現在,主軸的角度擺動誤差除對加工工件表面的圓度產生影響之外,還會對加工工件表面的圓柱度帶來一定程度的影響。
(2)導軌誤差
機床中導軌主要起著承載和導向的作用,它既是運動的基準,也是確定機床主要部件相對位置的基準,因此它的誤差會對工件的形狀精度產生直接的影響。導軌在水平面的直線度誤差,會直接反映在工件表面的誤差敏感方向,即法線方向,加工精度受其影響的程度最大;而導軌在垂直平面內的直線度誤差則相對影響較小, 甚至可以忽略不計;前後導軌平行度誤差會造成在運動過程中工作台的擺動,刀尖的運動軌跡則為空間曲線,從而導致工件形狀的誤差。
(3)傳動鏈的誤差
工件在切削的過程中,其表面的成形運動是靠一系列的傳動機構實現的。該傳動機構包括齒輪.螺母.蝸桿.絲桿等傳動元件。 由於這些元件會在裝配.加工以及使用過程中產生磨損而導致誤差,所以就導致傳動鏈的傳動誤差。傳動線路越長.傳動機構越復雜,傳動誤差就會相應的越大。影響工件表面加工精度的誤差因素中,主要因素就是機床的傳動鏈誤差。
2.刀具.夾具的誤差
刀具種類的不同,對於加工精度的影響程度也不同, 普通的刀具比如車刀.銑刀等,其製造誤差幾科對加工精度沒有直接的影響;而定尺寸刀具的尺寸誤差,則直接影響著工件的尺寸精度;成形刀具則會影響到工件的形狀精度。刀具的磨損則直接影響到工件與刀具的相對位置,從而造成尺寸誤差。此外,由於夾具是保證工件相對於機床刀具有正確位置,所以夾具對工件的位置精度有很大影響,夾具的磨損會造成工件定位的誤差。
3.工藝系統受力變形導致的誤差
(1) 切削過程中受力點位置變化引起的
加工誤差。在切削過程中,工藝系統的剛度隨切削力著力點位置的變化而變化,引起系統變形的差異,使被加工表面產生形狀誤差。
(2)切削力大小變化引起的加工誤差--誤差復映。
工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀,但它在尺寸. 形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。 毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷發生變化,從而導致切削力的變化,進而引起工藝系統產生相應的變形,使得零件在加工後還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。 當然,工件表面殘留的誤差比毛坯表面誤差要小得多 這種現象稱為 「誤差復映規律」 ,所引起的加工誤差稱為「 誤差復映」除切削力外,傳動力 .慣性重力 .夾緊力等其他作用力也會使工藝系統的變形發生變化,從而引起加工誤差,影響加工精度。
10. 數控加工精度如何保證
影響數控的因素有:影響機械加工精度的因素及提高加工精度的措施 工藝系統中的各組成部分,包括機床、刀具、夾具的製造誤差、安裝誤差、使用中的磨損都直接影響工件的加工精度。也就是說,在加工過程中工藝系統會產生各種誤差,從而改變刀具和工件在切削運動過程中的相互位置關系而影響零件的加工精度。這些誤差與工藝系統本身的結構狀態和切削過程有關,產生加工誤差的主要因素有: (1)系統的幾何誤差 ①加工原理誤差 加工原理誤差是由於採用了近似的加工運動方式或者近似的刀具輪廓而產生的誤差,因在加工原理上存在誤差,故稱加工原理誤差。只要原理誤差在允許范圍內,這種加工方式仍是可行的。 ②機床的幾何誤差 機床的製造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都直接影響工件的加工精度。其中主要是機床主軸回轉運動、機床導軌直線運動和機床傳動鏈的誤差。 ③刀具的製造誤差及磨損 刀具的製造誤差、安裝誤差以及使用中的磨損,都影響工件的加工精度。刀具在切削過程中,切削刃、刀面與工件、切屑產生強烈摩擦,使刀具磨損。當刀具磨損達到一定值時,工件的表面粗糙度值增大,切屑顏色和形狀發生變化,並伴有振動。刀具磨損將直接影響切削生產率、加工質量和成本。 ④夾具誤差 夾具誤差包括定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差及對刀誤差等。這些誤差主要與夾具的製造和裝配精度有關。下面將對夾具的定位誤差進行詳細的分析。 工件在夾具中的位置是以其定位基面與定位元件相接觸(配合)來確定的。然而,由於定位基面、定位元件工作表面的製造誤差,會使各工件在夾具中的實際位置不相一致。加工後,各工件的加工尺寸必然大小不一,形成誤差。這種由於工件在夾具上定位不準而造成的加工誤差稱為定位誤差,用△D表示。它包括基準位移誤差和基準不重合誤差。在採用調整法加工一批工件時,定位誤差的實質是工序基準在加工尺寸方向上的最大變動量。採用試切法加工,不存在定位誤差。 定位誤差產生的原因是工件的製造誤差和定位元件的製造誤差,兩者的配合間隙及工序基準與定位基準不重合等。 ●基準不重合誤差 當定位基準與工序基準不重合時而造成的加工誤差,稱為基準不重合誤差,其大小等於定位基準與工序基準之間尺寸的公差,用△B表示。 ●基準位移誤差 工件在夾具中定位時,由於工件定位基面與夾具上定位元件限位基面的製造公差和最小配合間隙的影響,導致定位基準與限位基準不能重合,從而使各個工件的位置不一致,給加工尺寸造成誤差,這個誤差稱為基準位移誤差,用△Y表示。圖1-12a是圓套銑鍵槽的工序簡圖,工序尺寸為A和B。圖1-12b是加工示意圖,工件以內孔D在圓柱心軸上定位,O是心軸軸心,C是對刀尺寸。尺寸A的工序基準是內孔軸線,定位基準也是內孔軸線,兩者重合,△B=0。但是,由於工件內孔面與心軸圓柱面有製造公差和最小配合間隙,使得定位基準(工件內孔軸線)與限位基準(心軸軸線)不能重合,定位基準相對於限位基準下移了一段距離,由於刀具調整好位置後在加工一批工件過程中位置不再變動(與限位基準的位置不變)。所以,定位基準的位置變動影響到尺寸A的大小,給尺寸A造成了誤差,這個誤差就是基準位移誤差。