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          機械加工中誤差分析

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          機械加工中誤差分析

          一、工件與刀具相對運動時的幾何軌跡誤差

          (1)近似的成形運動和近似的刀刃形狀所產生的加工誤差。在某些情況下,按原理準確地加工無法制造零件,這樣將使設備的結構或刀具的外形復雜化,制造很困難,用近似的加工方法,不但可以簡化機床或刀具的結構,且能提高生產率,使加工過程更經濟。所以我們常常在滿足零件技術要求的情況下,采取近似方法進行加工,既然是近似,就必然存在誤差。

          (2)機床、夾具、刀具的制造誤差以及機床、夾具、刀具的磨損影響工件尺寸和形狀精度。機床、夾具、刀具本身與其他機械加工的產品一樣,只能按一定的精度制造出來,在使用過程中還有磨損,致使原有的精度逐漸降低。機床、夾具、刀具本身的誤差會影響切削運動的幾何軌跡,進而影響加工零件的幾何精度。

          (3)機床調整方面的誤差。機械加工各工序都要進行機床的調整。例如:在臥式鏜床上鏜箱體孔時,要進行夾具在工作臺上的安裝調整,鏜床主軸的高度調整,后支承與主軸的同軸度調整,工作臺縱向、橫向移動的調整和進給行程的調整,以及刀刃在鏜桿上伸出長度的調整等。而這些調整都會產生誤差影響零件的精度。

          (4)工件裝夾產生的誤差。工件裝夾到夾具內時,由定位和加緊過程引起的誤差會影響加工表面的位置精度。

          二、切削過程物理因素的誤差

          (1)切削力和其他作用力引起的誤差。刀具對工件進行切削時,產生的切削力會使工件、刀具、機床以及夾具產生彈性變形,因此,會造成加工誤差。此外還有加緊力、離心力、重力等引起的誤差。

          (2)切削熱和其他熱源使刀具和工件的相對位置產生誤差。在金屬切削加工過程中,工藝系統的溫度會產生復雜的變化,這是該系統所產生的切削熱、摩擦熱以及陽光和供暖設備的輻射熱而引起的。工藝系統中,機床、刀具、夾具、工件的結構一般都比較復雜,所以熱的傳遞和分布就比較復雜。溫度的變化會引起工件體積的變化,并造成切深和切削力的改變。也就是說:溫度的變化將導致工藝系統中各元件間正確的相對位置的改變,使刀具與工件的相對位置和切削運動產生誤差。

          三、加工后的誤差

          (1)工件內應力引起的誤差。內應力是指在沒有外力作用下或去除外力后存在于工件材料內的應力,應力通常處于平穩狀態,并在外觀上無任何表現。當切削加工完畢后,毛坯原來內應力的平衡狀態即被破壞,因此就會產生重新平衡或應力消減,這樣就使工件產生變形而造成誤差。例如:因工件各部分受熱不均勻或受熱后冷卻速度不同而產生局部的塑性變形,工件材料金相組織的變化不均勻引起的內應力,都能影響工件的加工精度。

          (2)測量誤差。工件加工后能否達到預定的加工精度必須用測量結果來加以鑒別。為防止廢品產生,首先在調整機床時,必須以測量結果為依據,測量誤差就直接影響調整精度。前道工序加工后測量的誤差將直接影響工件的后道工序的加工精度。工件加工后的測量誤差則直接影響工件精度的評定。測量誤差產生的原因很多,例如:量具本身的制造誤差和使用中的磨損;在測量過程中,溫度發生變化或量具與工件的溫度有差別;量具與工件的相對位置不正確;量具在測量過程中用力不一致以及測量者的經驗、技能等主觀因素。

          四、結語

          通過對機床加工誤差的各種因素進行分析證明,一個工序加工完成后工件的尺寸和形狀誤差是一系列工藝因素綜合影響的結果。在具體的加工條件下,各種工藝因素對加工精度的影響程度是不同的。在分析具體工序時,必須分清主次,找出起主要作用的因素,這樣,才能合理地選擇加工方法,確定工序公差,保證和提高工件的加工精度。

          作者:袁勝春單位:鶴壁高級技工學校