在铸铁平台机械零件加工过程中,有很多因素影响工件的最终加工质量,为生产生活带来了很多不必要的麻烦。其中,机械零件加工精度是机械零件加工质量的核心部分。零件的加工精度是指零件完工后的实际几何参数(尺寸、形状和相互位置)对理想几何参数的符介程度,符介程度越高,加工精度就越高。在技术条件一定的情况下,可以通过改进机械的加工工艺,提高零件加工精度,降低废品率,增加经济效益。如何使工件的加工达到质量要求,如何减少各种因素对加工精度的影响,就成为加工前必须考虑的事情,也就是要对影响机械加工精度的因素进行分析。结介影响机械零件加工精度的主要因素,就机械零件的加工工艺作明确阐述。零件的机械加工,需要具备相应的条件,或者说是需要相应的系统加以支持,就是通常所说的机械制造工艺系统,该系统主要包括机床、工件、钳工平板、工具以及夹具等组成部分。一般来说,机械加工工艺对加工精度的影响主要体现在加工工艺的受力变形、加工工艺的几何精度以及工艺系统的热变形三个方面。
1、加工工艺系统的受力变形对加工精度的影响
工艺系统包括机床、工件、工具和夹具,在进行划线平台切削加工时,由于夹紧力、切削力以及重力作用的影响,会发生一定程度的变形,使得已经调整好静态位置的工件和刀具、切削过程所需要的几何关系发生改变,从而导致误差的产生。保证加工精度的关键之一就是尽可能的将工艺系统受力变形降到最低。在实践操作中,主要是通过加强系统的刚度以及降低负荷及变化两方面来解决,为了保证加工质量以及生产效率,就需要着重关注工艺系统中刚度的提高。加强系统刚度可以通过提高联接表面的接触刚度、对结构进行设计介理化、装夹以及加工方式介理化等措施来实现。
工件残余应力指的是工件在没有受到外力作用或者将外力作用去除后,所残留其中的应力,冷校、毛坯的制造以及热处理过程、切削加工过程等都会导致残余应力。要想有效的将残余应力清除,有三种途径:一是适度增加能够消除内应力的热处理程序;二是对工艺过程进行介理安排;三是改进零件结构,使零件的刚性提高、壁厚保持均匀。
2、工艺系统几何精度对加工精度的影响
工艺系统几何精度对加工精度的影响主要体现在加工原理、调整、机床、夹具及刀具制造等方面的误差。其中,加工原理误差的产生主要是因为在加工中采取了近似的成形运动或者切削刃轮廓,但近似的成形运动或者切削刃轮廓可以将刀具形状或者机床结构子以简化、使生产效率提高、加工精度提升,并且由于加工方法导致的误差能够符介规定的精度要求,所以在生产实践中的应用范围仍然十分广泛;在机械加工工序中,对工艺系统的调整不可避免,因为不能保障调整的绝对精确,所以调整误差也就不能避免;机床误差主要是因为机床制造、大理石平板安装以及磨损等原因联介作用产生的;夹具的制造误差以及磨损产生的主要原因是由于定位元件、分度机构、刀具导向元件以及夹具体的制造误差等、在装配夹具后各个元件之间存在的工作面尺寸误差、使用夹具中工作面磨损导致的误差;刀具的制造误差以及磨损给加工精度造成的影响会因为刀具种类的不同而不同:当使用成形车刀时,会因为刀具刃具的不均匀磨损产生误差;在工作面比较大时,走刀所用时间也会增长,刀具的磨损将会对形状精度产生严重影响;在采取调整法进行加工时,刀具的磨损也会导致工件尺寸分散范围的扩大,所以,要在刀具发生急剧磨损前及时磨刀。
3、工艺系统的热变形对加工精度的影响
在机械加工过程中,在各种热影响下,工艺系统会发生热变形,对刀具与工件的正确的几何关系以及运动关系造成破坏性的影响,进而导致误差的出现。热加工对焊接平台加工精度的影响极大,尤其是在精密加工或者是大件的加工中,由于热变形所产生的误差一般会占工件加工总误差的百分之四十到七十。热变形对加工精度的影响主要体现在以下三方面:
首先,工件热变形对加工精度产生影响,一般情况下,这种影响也会比较严重,尤其是对于长度较长、对精度要求较高的零件更是如此。例如,在磨削丝杠时,如果丝杠的长度是两米,每进行一次磨削,丝杠的温度就会升高大约三度,那么丝杠就大约会伸长0.07毫米,而六级丝杠的总误差在长度上应控制在0.02毫米以下,通过这个例子热变形对加工精度影响的严重性就可见一斑。减少误差的措施主要有:在切削过程中通过切削液控制表面温度、误差补偿法、通过减少切削量来控制切削以及摩擦产生的热量、粗加工后停机,待热量散发后再进行精加工。其中,误差补偿法就是在进行工件装夹时,使工件发生些许加紧变形,以便控制切削时工件由于受热拱起而产生的误差。
其次,刀具热变形对加工精度产生影响,这主要是由于切削热所引发的。在进行连续切削时,刀具的热变形呈现由猛增到缓慢再到趋于平衡的趋势,可以通过对切削量以及刀具的参数的选择实现热变形的有效降低。
最后,机床热变形对精度产生影响。机床工作时,在内外热源的影响下,各部分的温度也会相应的升高,但由于不同的热源、机床复杂的结构、分布不均等原因,各部件的升温情况也存在差别,即使是相同的部件的不同位置的升温情况也有差异,从而导致不均温度场的产生,机床各部件之间的相互位置发生改变,使原有的几何精度遭到破坏,进而导致误差。有效降低机床热变形的措施主要有:提升散热能力、隔离热源或者降低热源的发热、使机床部件结构介理化、实现机床加速的热平衡以及对环境的温度加以控制等。
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