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机械零部件加工精度影响因素探究

发布时间:2019/12/28    来源: 本站

国家的繁荣昌盛离不开工业的发展,而工业的高速发展需要以机械设备作为支撑。因此,在机械设备加工领域,机械设备的质量成为各大企业关注的重点,而机械设备质量依赖于零部件的精确度,因为很多精密设备都是由各大零部件组成,这些零部件的精确度将直接影响机械设备的质量。因此,要得到高质量的机械设备就必须对零部件的加工精度进行把控,分析其误差产生的原因,并采取有效手段提高零部件精确度,以保证机械设备的高质量以及低误差。 
机械设备的构成一般包括许多的机械零部件,通过零部件的有机结合,实现机械设备的功能化操作。机械设备的准确度以及稳定性依赖于零部件的精密度,尤其对一些高精密的设备,零部件的精确度将直接影响设备的功能。 
一、机械零部件的加工简述 
机械零部件一般是根据图纸要求进行大规模生产的,机械零部件精确度的定义是指生产后的零部件中的各个参数同原先图纸设计参数之间的相似度。在进行机械零部件的生产过程中,其精密度需要进行实时监控,采取有效手段降低机械零部件的误差。 
二、机械零部件加工过程中的误差分析 
机械零部件误差来自于零部件的制造过程,因此,如果要对导致机械零部件产生误差的原因进行全面分析,就要对整个生产过程进行分析,通过对实际生产过程的探究,主要有下面几个方面的误差来源。 
(一)理论误差 
理论误差的来源是由于在机械零部件的生产中,一些重要参数的取值没有完全同图纸一致,采用的是一个近似的数值。 
(二)装夹误差 
装夹误差指的是在机械零部件加工过程中由于装夹定位工序的不到位而导致的误差,这种误差大多数是人为操作性的误差。 
(三)机床误差 
机械零部件的制造一般是采用机床,如果机床本身存在一些尺寸错差,加工出来的机械零部件的精确度肯定会受到影响,机床对机械零部件产生的误差主要来源于三个方面:导轨的定位精度误差、机床主轴误差以及导轨本身误差。其实机床对机械零部件精确度的影响是多方面的,应根据实际情况进行误差分析。 
(四)加工刀具误差 
机械零部件的加工是需要特定的刀具对其进行准确切割,刀具的缺陷以及其他误差将对机械零部件的精确度产生影响。 
(五)工艺误差 
机械零部件的加工制造不是一个简单的加工过程,而是一个复杂的工艺,该工艺包括机床、加工刀具以及其他部件构成。工艺误差一般是两个方面的原因造成的,一个是系统本身的构成,而另外一个是外部环境。外部环境对工艺系统的影响有作用力以及热量,一定的作用力或者热量都会导致机械零部件的形变,而这种形变将对机械零部件的精密度产生直接影响。 
(六)机械残余应力误差 
在机械零部件生产过程中由于工件以及刀具来回地摩擦力,使生产后的机械零部件内部存在着应力。该应力被称为机械残余应力。机械残余应力会导致机械零部件的形变,而这种形变也会造成零部件的尺寸以及形状误差。 
(七)测量误差 
测量误差的来源有两个方面,一方面是测量工具本身的误差,另一方面是由于测量方法选取不合适而导致的误差。 
三、影响机械零部件精确度的误差分析 
(一)加工原理误差 
近似加工方法在机械零部件加工领域被广泛使用,而这一方法原理本身就会影响机械零部件的精确度。这种影响来自加工运动过程、加工过程采用的夹具以及刀具轮廓。加工运动指的是刀具与工件之间的特定关系,而这种特定的关系一般以运动的方式表现出来,因此,要实现机械零部件最理想的加工状态就要求加工过程中采用准确的运动方式。在生产中所采用的夹具也会导致机械零部件加工原理误差,所以,在加工机械零部件时应采用适宜的夹具进行机械零部件的加工。一般特定的机械零部件都有采用特定的刀具轮廓,而理想的刀具輪廓往往是不规则的,因此在实际生产中一般采用近似刀具轮廓对机械零部件进行加工切削,而这种不准确的刀具轮廓的使用,也是加工原理误差出现的原因。 
(二)机床误差 
现在机械零部件的加工一般是运用机床,所以,机床本身存在的误差将直接影响机械零部件的精确度。机床对机械零部件的影响是多方面的,因此,在对机床误差进行分析时,一般选取影响较大的几个因素进行分析,具体介绍如下所述。 
1.机床主轴回转精确度 
机床主轴回转对机械零部件的精确度的影响来自于在机床工作过程中,机床主轴会产生多个方向不平衡的作用力,这种作用力会导致角度摆动、径向跳动以及轴向窜动。这些不规律的运动将直接影响机械零部件的加工精密度。在对不同机械零部件进行加工时,这种影响将会更加明显,比如,在进行有内孔的机械零部件加工时,机床主轴的径向跳动会对圆周的加工造成一定的误差,但是机床主轴的径向跳动在这种情况下不会影响断面车削质量。但是如果只是对机械零部件的断面进行加工处理,此时的误差来源于机床主轴的轴向窜动。因此,对复杂的平面的加工,其误差一般来自于机床主轴产生的角度摆动、径向跳动以及轴向窜动三个方面的原因。 
2.机床导轨误差    在进行机械零部件加工过程中,机械零部件的精密度会受到机床导轨的影响。机床导轨的作用是在机床工作时用于机械零部件的线性运动中以及承载的,因此,机床导轨主要是对机械零部件水平方向的各项指标影响比较大,对机械零部件的垂直面的影响比较小。而且一般机床导轨是处于一个平行的状态,如果由于外力或者其他原因使导轨的平行状态出现误差,那么在这种情况下,刀具将不再按照设定的直线运动,导致运动出现一定的角度,而这种情况的出现将导致最后加工成型的机械零部件的精确度存在误差。 
(三)工艺系统误差 
机械零部件加工过程不是一个简单的加工工序,它是一个系统的工艺,其过程受到工艺中的多个因素的影响,比如,机床导轨的夹紧力、重力以及切削力。这些外力的共同作用会使机械零部件存在一定的形变,形变会造成机械零部件尺寸的误差,而且,在机械零部件加工过程中,由于刀具与工件之间存在作用力,这种作用力会产生一定的热量,导致机械零部件的形变。在机械零部件的加工工艺中由于工件以及刀具来回的摩擦力,使生产后的机械零部件内部存在着应力。该应力被称为机械残余应力。机械残余应力会导致机械零部件的形变,而这种形变也会造成零部件的尺寸以及形状误差。 
四、减少机械零部件误差的举措 
(一)减少机械生产的定位误差 
在生产零部件的过程中一定要严格按照零件图上的设计,尺寸和位置都要严格以设计图为基准。在正式投入生产的过程中,原来的基准就改成了工序基准。在生产的过程中,必须要选择几个基准作为加工的标准,如果生产出来与设计图的基准不重合,误差就差生了。另一方面定位制造也可能产生误差,不可能按照基本的尺寸制造一丝不差,在实际的过程中,位置和实际尺寸都存在合理的误差,这些误差都是在一定合理的范围内的。如果超出了这个范围,这个零部件生产出来也是废品,因为不能用。所以,在机械生产的过程中,要十分细心,把握好定位和基准,尽量减少误差,提高精确度。 
(二)提高原始机械零部件的误差 
一个零部件是否能够生产成功,原始的产品是十分重要的,起基础性的作用。所以在机械零部件的生产中要考虑影响精确度的因素。首先,要多次做好对生产机器的保养,随着时间的流逝,机械的使用时间长,会出现各种各样的问题,导致机械的误差越来越大。所以加强维修、保护机械,能够提高机械零部件的精确度,还能够增加机械的使用寿命。其次,要加强对检尺的检验。在生产零部件的过程中,检尺的作用是十分重要的,是衡量零部件是否成功的标准。每一个零部件都需要经过检尺的测量。所以,要勤对检尺进行测量,能够有效保障检尺的精确度。最后,还要减少在机械生产过程中的损耗,虽然这些损耗是十分小的,但是日积月累的磨损是十分严重的。所以,我经常进行机械保养,以减少机械的损耗。 
(三)误差补偿法和转移法 
如果生产出来的零部件受到传统工艺的影响,可以采用补偿法来减少误差,这其实是人类在多次的实践中产生总结出来的,是一种新的提高精确度的方法。它的方法是用来应付在传统工艺中出现的固有的误差,减少时间的使用,从而达到减少原始误差的目标。转移法也是人们常用的一种方法之一,转移法其实是转移传统工艺因为受力变形和因热变形产生的误差。例如,锥孔和轴径究的同轴度不是靠机床的主轴来实现的,是靠夹具来保障的,当机床的主轴与工件采用浮动连接以后,误差就不再存在了,而是通过夹具来保障了。机械零部件的生产精确度是十分重要的,这要求我们在生产的过程中必须要仔细,还要深入学习了解解決方法,这对我们在应对产生误差的同时能够有效地解决,节省时间和精力。 
在机械零部件的生产中误差是不可能避免的,在产生误差的时候,要深入地了解零部件产生问题的原因,我们可以对症下药,能够节省时间和精力。工厂可以利用更多的时间投入到生产过程中,能够生产出更多的产品。而且误差的减少能够减少废品的产生,有效降低了生产成本,这使工厂的利益增多,对工厂和工人都有利。工人能够得到更多的工资,彰显了工人的价值,工厂得到了更多的利润,为国家贡献了一份力量。本文是我在实践中总结出来的减少机械零部件误差的措施。 



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