【機械加工進階】精度提升小(xiǎo)技巧,妙招解鎖!
如何提高機械加工的精度?
#機械加工|提升精度(dù),輕鬆get!
你是不是也在(zài)苦惱,想要提高機械加工的精度,卻不知從何下手?別擔心,小編為你整理了一些實用的方(fāng)法,幫你輕鬆解決這個難題!
首先,選對工具是關鍵!選用質量過硬的刀具、定位工具和測量設(shè)備,能夠有(yǒu)效提高加工精度。別小(xiǎo)看(kàn)這一步,它(tā)可是影響整個加工過程的關鍵環節(jiē)哦!
其次,細心調整機床參數。合理設置(zhì)切削速度、進給速度和(hé)切削深度(dù),可以更好地控製(zhì)加工過程,提高加工精度。別忘了,反複(fù)試驗和調整(zhěng),才能找到最佳的參數組(zǔ)合。
另外,注意工件夾緊和定位。使用合適的夾具和(hé)夾具位置,確保工件在加(jiā)工過(guò)程中的穩定性和準確性,避免出現偏差。
最後,嚴格控製加(jiā)工環境。保持機床和工作區的清潔,避免灰塵和異物進入,影響(xiǎng)加工精度。同時(shí),定(dìng)期檢查和維護機床,確保(bǎo)其正常運行。
這些方法簡單易(yì)行(háng),但卻(què)能有效提高機械加工的(de)精度。趕快(kuài)行動起來,讓你的加工成品更加精致、完美吧!
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作為機械人,天(tiān)天和加工打交道,離(lí)不開精度,但你對加工精度真的了解麽?今天小編帶給大家(jiā)加工(gōng)精度的詳細解讀!
加工精度是加工後零件表麵的(de)實際尺寸、形狀、位置三種幾何參數與圖紙要求的理想(xiǎng)幾何參數的符合程度。理想的幾何參數,對尺寸而言,就是平均尺寸;對表麵(miàn)幾何形狀而言,就是絕對的圓、圓(yuán)柱、平麵、錐麵和直線等;對表麵之間的相互(hù)位置而言,就是(shì)絕(jué)對的平行(háng)、垂直、同軸、對稱等(děng)。零件實際幾何參數與理想幾何參數的偏離數值稱為加工誤差。
01
加工精度簡介
加工精度主要用於生產(chǎn)產品程度,加工精度與加工誤(wù)差都是評價加工表麵(miàn)幾何參數的術語。加(jiā)工精度用公差等級(jí)衡量,等級值越小,其精度越高;加工誤差(chà)用數值表示,數值越大,其誤差越大。加工精(jīng)度(dù)高,就是加工誤差(chà)小,反之(zhī)亦然。
公差等級從(cóng)IT01,IT0,IT1,IT2,IT3至IT18一共有20個,其中IT01表示的話該零(líng)件加工精度最高的,IT18表示的話該零件加工精度是最低的,一般上(shàng)IT7、IT8是加工精度中等級別。
任何加工方法所得到的實際參數都不會絕對(duì)準確,從零件(jiàn)的功能看,隻要加工誤差在零件圖要求的公(gōng)差範圍內,就認為(wéi)保證了加工精度。
準確度和精密度的(de)區別:
1、準確度
指得到的測定結果(guǒ)與真實值之間的接(jiē)近程度。測量的準確度高,是指係統誤差較小,這時測量數據(jù)的平均值偏離真值較(jiào)少,但數據分散的情(qíng)況,即偶然誤差的大小不明確。
2、精密度(dù)
指使用同種備用樣品進行重複測定所得(dé)到的結果之間的重現性、一致性。有可能精密度高,但精確度是不準(zhǔn)確的。例如,使(shǐ)用1mm的長度進行測定(dìng)得到的三個結果分別為1.051、1.053、1.052,雖(suī)然它們的精密度高(gāo),但卻是不準確的。
準確度表示測量結果的正確性,精密度表示測量結果的重複性和重現(xiàn)性,精密度是準確度(dù)的前提條件。
02
相關內容
1.尺寸精度
指加工後零件的實際尺寸與零件尺寸的(de)公差帶中心的相(xiàng)符合程度。
2.形狀精度
指加工(gōng)後的零件表麵的實際幾何形狀與理想(xiǎng)的幾(jǐ)何形狀的相符合程度。
3.位置精度
指加工後零件有關表麵之間的實際位(wèi)置精度差別。
4.相(xiàng)互關係
通常(cháng)在設計(jì)機器零件(jiàn)及規定零件加工精度時,應注意將形狀(zhuàng)誤差(chà)控製在位置公差內,位置誤差又應小於尺寸公差。即精密(mì)零件或零件(jiàn)重要表麵,其(qí)形狀精度要求應高於位置精度要求,位置精度要求應高(gāo)於尺寸精度要求。
03
提高加工精(jīng)度的方法
1.對工藝係統進行調整
試(shì)切法調整
通過(guò)試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切,如此反複直至達到所需尺寸。此法生產效率(lǜ)低(dī),主要用於單件小批生產。
調整(zhěng)法(fǎ)
通過預先調整好機床、夾具、工件和刀具的相(xiàng)對位置獲得所需尺寸(cùn)。此法生產率高,主要用於大批(pī)大量生產。
2.減小機床(chuáng)誤差
1)提高主軸(zhóu)部件的製造精度
應提高軸承的回轉(zhuǎn)精度:
①選用高精度的滾動軸承;
②采用高精度的多(duō)油鍥動(dòng)壓軸承;
③采用高精度的靜壓(yā)軸承
應提高與軸承相配件的精度:
①提高箱體支(zhī)撐(chēng)孔(kǒng)、主軸軸頸(jǐng)的加工精度(dù);
②提高與(yǔ)軸承相(xiàng)配合表麵的加工精度;
③測量及調節相應件的徑向跳(tiào)動範圍,使誤差補償或相抵消。
2)對滾動軸(zhóu)承適當預緊
①可消(xiāo)除間隙;
②增加軸(zhóu)承剛度;
③均化滾動(dòng)體誤差。
3)使主軸回轉精度不反映到工件上
3.減少(shǎo)傳動鏈(liàn)傳動誤差
1)傳動件數少,傳動鏈短,傳動(dòng)精(jīng)度高;
2)采用(yòng)降(jiàng)速(sù)傳動(i<1),是保證傳動精度的重要原則,且越接近末端(duān)的傳動副,其傳動比應越小;
3)末端件精(jīng)度應(yīng)高於其(qí)他傳動(dòng)件。
4.減小刀具磨損
在刀具尺寸磨損達到急劇磨損(sǔn)階段前就必須重新(xīn)磨刀。
5.減(jiǎn)小工藝係統的受(shòu)力變形(xíng)
主要從:
(1)提高(gāo)係統的剛度,特別是提高工(gōng)藝(yì)係統(tǒng)中薄弱環節的剛度;
(2)減小載荷及其(qí)變化。
提高係統剛度:
(1)合理(lǐ)的結構設計
1)盡量(liàng)減少連接麵的數目;
2)防止(zhǐ)有局(jú)部低剛度環節出現;
3)應合理選擇基礎件(jiàn)、支撐件的結構和截麵形狀。
(2)提高連(lián)接表麵的(de)接觸剛度
1)提高機床部件中(zhōng)零件間結合麵的質(zhì)量;
2)給機床部件以預加載荷;
3)提高(gāo)工件定位基準麵的精度和減小它的表麵(miàn)粗糙度值。
(3)采(cǎi)用合理的裝夾和定位方式
減小載荷及其變化:
(1)合理選擇刀具幾何參數和切削用量(liàng),以減小切削力;
(2)毛胚(pēi)分組,盡量使調整中毛胚加工餘量(liàng)均勻。
6.減小(xiǎo)工(gōng)藝係統熱變形(xíng)
(1)減少熱源的發熱(rè)和隔離(lí)熱源
1)采用較小的切削用(yòng)量;
2)零件精度要求高時,將(jiāng)粗(cū)精加(jiā)工工序分開;
3)盡可能(néng)將熱源從機床分離出去,減少機(jī)床熱變形;
4)對主(zhǔ)軸軸承、絲杆螺母副(fù)、高速運動(dòng)的導軌副等不能分離的熱(rè)源,從結(jié)構、潤滑等方麵改(gǎi)善其摩擦特性,減少發熱或用(yòng)隔熱材料;
5)采用強製式風冷、水冷等散熱措施。
(2)均衡溫度場
(3)采用(yòng)合理的機床部(bù)件(jiàn)結構及裝配基準
1)采用熱對稱結構——在變速箱中,將軸、軸承、傳動齒輪等對稱布置,可使箱壁溫升均勻,箱體變形減小;
2)合理選擇機床零部件(jiàn)的裝配基準。
(4)加速達到(dào)傳熱平衡
(5)控製環境溫度
7.減少殘餘應力
(1)增加消除內應力的(de)熱處理工序
(2)合理安排工(gōng)藝過(guò)程
04
影響加工精度的因素
1.加(jiā)工原理誤差
加工原理誤差是指采用(yòng)了近似的刀刃輪廓(kuò)或近似的傳動關係進行加(jiā)工而(ér)產生的誤差。加工原理誤差多出現於螺紋、齒輪、複雜曲麵加工中。
例如,加工漸開線齒輪用的齒輪滾(gǔn)刀,為使滾刀製造方(fāng)便,采用了阿(ā)基米德基本蝸杆或法向直廓基本蝸杆代替漸開線基本蝸杆,使齒輪漸開線齒形(xíng)產(chǎn)生了誤差。又如車削模(mó)數蝸杆(gǎn)時,由於蝸杆的螺距等於蝸輪的周節(即mπ),其中m是(shì)模數,而π是一個無理數,但是車床的配換齒輪的齒數是有(yǒu)限的,選擇配換齒輪時隻能將π化為近似的分數值(π=3.1415)計算,這就將引起刀具對於工件成形運動(螺旋運動)的不準確,造成螺距誤差。
在加(jiā)工中(zhōng),一般采用近似(sì)加工,在理(lǐ)論誤(wù)差可以滿足加工精度要求的前提下(≤10%~15%尺寸公差),來提(tí)高生產率和經濟性。
2.調整誤差
機床的調整(zhěng)誤差是指由於調整不準確而產生的(de)誤差(chà)。
3.機床誤差
機床誤差是指機床的製造誤差、安裝誤差和磨損(sǔn)。主要包括機床導軌導向誤差、機床主軸(zhóu)回轉誤差、機床傳動鏈的傳動誤差。
(1)機床導軌導向誤差
1)導軌導向精度——導軌副運動件實際運動(dòng)方向與(yǔ)理想運動方向的符合程度。主要包括:
①導軌在(zài)水平麵內直線度Δy和垂直麵(miàn)內(nèi)的直線度Δz(彎(wān)曲);
②前後兩導軌的平行度(扭曲);
③導軌對主軸回(huí)轉軸線在水平麵內和垂直麵(miàn)內的平行度誤差(chà)或垂直度誤差。
2)導(dǎo)軌導向精度對切削加工(gōng)的影響主(zhǔ)要考慮導軌誤差引(yǐn)起刀具與工件在誤差敏感方(fāng)向的相對位移。車削加工時誤差敏感方向為水平方向,垂直方向引起的導向誤差(chà)產生的加工誤差可以(yǐ)忽略;鏜削加工時誤差敏感方向隨刀具回(huí)轉而變化;刨削加(jiā)工時誤差敏感方向為垂直(zhí)方向,床身導軌(guǐ)在垂直平麵(miàn)內(nèi)的直線度(dù)引起加工表麵直線度和平麵(miàn)度誤差。
(2)機床主軸回轉誤差
機床主軸(zhóu)回轉誤差(chà)是指實際回轉軸線對於(yú)理想回轉軸(zhóu)線的漂移。主要包括主軸端麵圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾何軸線傾角擺動。
1)主軸(zhóu)端麵圓跳動對加工精度的(de)影(yǐng)響:
①加工圓柱麵時無影響;
②車、鏜端麵時(shí)將產生端麵與圓柱(zhù)麵軸線(xiàn)垂直度誤差或端麵平麵度誤差;
③加工螺紋時,將產生螺距周期誤差。
2)主軸徑向圓跳動對加工精度的影響:
①若徑向回轉誤差表現為其實際軸線在y軸坐標方向上作簡諧直線運動,鏜(táng)床鏜出的孔為橢圓形孔,圓(yuán)度誤差為徑向圓跳動幅值;而車床車出(chū)的孔沒什麽影(yǐng)響;
②若主軸幾何軸線作偏心運(yùn)動,無論車、鏜都能(néng)得到一個半徑為刀尖到平均軸線距離(lí)的圓。
3)主軸幾何軸線傾角擺動對加工精度的影響:
①幾何軸線相(xiàng)對於(yú)平均軸線在空間成一定錐角的圓錐軌(guǐ)跡,從各截(jié)麵(miàn)看(kàn)相當於(yú)幾何軸心繞平均軸心作(zuò)偏心(xīn)運(yùn)動,而(ér)從軸向看各處偏心值不(bú)同;
②幾何軸線在某一平麵內作擺動,從各截麵看相當於實際軸(zhóu)線(xiàn)在一平(píng)麵內作簡諧直線運動,而從(cóng)軸向看各處跳動幅值不同;
③實際上主軸幾何軸線的傾角擺(bǎi)動為(wéi)上述兩種的疊加。
(3)機床傳動鏈的傳動誤差
機床(chuáng)傳動鏈(liàn)的傳動誤差是指傳動鏈中首末兩端傳(chuán)動元件之(zhī)間的相對運動誤差。
1)夾具的製造誤差和磨損
夾(jiá)具的誤差主要指:
①定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等(děng)的(de)製造誤差;
②夾具裝配後,以上各種元件工作麵間的相對尺寸誤(wù)差;
③夾具在使用過程中工作表麵的磨損。
2)刀具的製造誤差和磨損
刀(dāo)具誤差對加工精度的影(yǐng)響根據刀具的種類不同而異。
①定尺寸(cùn)刀具(如鑽(zuàn)頭、鉸刀(dāo)、鍵槽銑刀及圓拉刀等)的尺寸精度直接影響工件的(de)尺寸精度。
②成型刀具(如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等)的形狀精度(dù)將直接影響工件的形狀精(jīng)度。
③展(zhǎn)成刀具(如(rú)齒(chǐ)輪滾刀、花鍵滾刀、插齒(chǐ)刀具(jù)等)的刀刃形狀誤差會(huì)影響加工表(biǎo)麵的形狀精度。
④一般刀具(如(rú)車(chē)刀(dāo)、鏜刀、銑(xǐ)刀),其製造精度對加工精度無(wú)直接(jiē)影(yǐng)響,但刀具(jù)易磨損(sǔn)。
3)工(gōng)藝係統受力變形(xíng)
工藝係統在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用(yòng)下會產生變形,從而(ér)破壞了已調整好的工藝係統各組成部分的相互位(wèi)置關係,導致加工誤差的產生,並(bìng)影響加工過程的穩定性。主要考慮機床變形、工件變(biàn)形以及(jí)工藝係統的總變形。
4.切削力對加(jiā)工(gōng)精(jīng)度的影響
隻考慮機床變形,對加工軸類零件來講,機床受力(lì)變形使加(jiā)工工件(jiàn)呈兩端(duān)粗、中間細的(de)鞍形,即產生(shēng)圓柱度誤差。隻考(kǎo)慮工件變形,對加工軸類零件來講,工件受力變形使加工後工件呈兩端細、中間粗的鼓形。而對加(jiā)工(gōng)孔類零件來講(jiǎng),單獨考慮機床或(huò)工件的變形,加工後工(gōng)件的形狀與加工的軸類零件相(xiàng)反(fǎn)。
5.夾緊力對加工精度的影響
工件裝夾時,由於工(gōng)件剛度較低或夾緊力著力點不當,使工件產生相應(yīng)的(de)變形,造成的加工誤差。
6.工藝係統的熱變形
在加工過程中,由於內部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環境溫度、熱輻射)產熱使工(gōng)藝係統受熱而發生變(biàn)形,從而影響加工精度。在大型工件加工和精密加(jiā)工中(zhōng),工藝係統熱(rè)變形引起的加工誤差占加工總誤差(chà)的40%~70%。
工件熱變形對加工金(jīn)的的影響包括工件(jiàn)均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。
7.工(gōng)件內部的殘餘應力
殘(cán)餘應力的產生:
1)毛(máo)胚製造和熱處理過(guò)程中產生的殘餘應力;
2)冷校直帶來的殘餘應力;
3)切削加工帶來的殘餘應力。
8.加工現(xiàn)場環(huán)境(jìng)影(yǐng)響
加(jiā)工現場往往有許多細小金(jīn)屬屑,這些金屬屑如果存在與零件定位麵或定位(wèi)孔位置就會影響零件加工精度,對於(yú)高精度(dù)加工,一些細小到目視不到的金屬屑(xiè)都會(huì)影響(xiǎng)到(dào)精度。這個影響因素會被識別出來但並無十分到位的方法來杜絕,往往對操作員的作業手法依賴很高。
05
測量方法
加工(gōng)精度根據不同的加工精度內容以及精度要求,采用不同的測量方法。一般來說有以下幾類方法:
1、按是否直接測量被測參(cān)數,可分(fèn)為直接測量和間接測量。
直接測量:直接測量被測參數來(lái)獲得被測尺寸。例如用卡尺、比較儀測量。
間接測量:測量與(yǔ)被測尺寸(cùn)有關(guān)的幾何(hé)參數,經過計算獲得被測尺寸。
顯然,直接測量比較(jiào)直觀,間接測量比較繁(fán)瑣。一般當被測尺寸或用直接測量達不到精(jīng)度要求時,就不得不采用間接測量。
2、按量具(jù)量(liàng)儀的讀數值是否直接表示(shì)被測尺寸的數(shù)值,可(kě)分為絕(jué)對測量和相對測量。
絕對測量:讀數值(zhí)直接表示被(bèi)測尺寸的大小、如用遊標卡尺測量。
相對測量:讀數值隻(zhī)表示被測尺寸相對於標準量的偏差。如(rú)用(yòng)比較(jiào)儀測量軸的直(zhí)徑,需先用量塊調整好儀器的零(líng)位,然後進行測量,測得值是被側(cè)軸的直徑相(xiàng)對於量塊尺寸的差值,這就是相對測量。一般說來相對測(cè)量的精度比較高些(xiē),但測量(liàng)比較麻煩。
3、按(àn)被測表麵與量具量儀的測量頭是否接觸,分為接觸(chù)測量和非接觸測量。
接觸測量:測量頭與被接觸表麵接觸,並有機械作用的測量力存在。如用千分尺測量零件。
非接觸測量(liàng):測(cè)量頭不與被測零件表麵相接觸,非接觸測量(liàng)可避免測量力(lì)對測量結果的影響。如(rú)利用投影法、光波幹(gàn)涉法測量等。
4、按一次測量參數的多少,分為單項測量和綜合測量。
單項測(cè)量(liàng):對被測零件的每個參數分別單獨測量。
綜合測量:測量反映零件(jiàn)有關參數的綜合指標。如用工具顯微鏡測(cè)量螺(luó)紋時,可分別測量出螺紋實際中徑、牙型半角誤差和螺距累積誤差等。
綜合測量一般效率比較高,對(duì)保證零件的互換性更為可靠,常用於完工零件的檢(jiǎn)驗。單(dān)項測量能分別確定每一參數(shù)的誤差,一般用於工藝分析、工序(xù)檢驗及被指定參數的測量。
5、按測量在加工過程中所起(qǐ)的作(zuò)用(yòng),分為主動測(cè)量和被動測量。
主動測量:工件在加工過程中進行測量,其結果直接用來(lái)控製零件的加工過程,從而及時防治廢品的產生。
被動測量:工件加工後進行的測量。此種測量隻能判別加工件是否合格,僅限於(yú)發現並剔(tī)除廢品。
6、按被測零件在測量過程中(zhōng)所處的(de)狀態,分為靜態測量和動態測量。
靜態測量(liàng):測量相(xiàng)對靜止。如(rú)千分尺測量直徑。
動態測量:測量時(shí)被測表麵與(yǔ)測量頭模擬工(gōng)作狀態(tài)中(zhōng)作相對運動。
動態(tài)測量方法能反映出零件接近使用狀態下的情況,是測量技術的發(fā)展方向。
-THE END-
【機械加工(gōng)進(jìn)階(jiē)】精度提升小技巧,妙招解鎖!
11-01-2023
