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數控機床精度常用基本知識
加工精度主要用于生產產品程度,加工精度與加工誤差都是評價加工表面幾何參數的術語。加工精度用公差等級衡量,等級值越小,其精度越高;加工誤差用數值表示,數值越大,其誤差越大。加工精度高,就是加工誤差小,反之亦然。公差等級從IT01,IT0,IT1,IT2,IT3至IT18一共有20個,其中IT01表示的話該零件加工精度的,IT18表示的話該零件加工精度是的 ,一般上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準確,從零件的功能看,只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內,就認為保證了加工精度。
機器的質量取決于零件的加工質量和機器的裝配質量,零件加工質量包含零件加工精度和表面質量兩大部分。
機械加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數相符合的程度。它們之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低。誤差越大加工精度越低,誤差越小加工精度越高。
一、加工精度的調整方法
1、減小機床誤差
(1)提高主軸部件的制造精度
1)應提高軸承的回轉精度 :
?、龠x用高精度的滾動軸承;
?、诓捎酶呔鹊亩嘤湾泟映校?/b>
?、鄄捎酶呔鹊撵o承。
2)應提高與軸承相配件的精度:
?、偬岣呦潴w支撐孔、主軸軸頸的加工精度;
?、谔岣吲c軸承相配合表面的加工精度;
③測量及調節相應件的徑向跳動范圍,使誤差補償或相抵消。
?。?)對滾動軸承適當預緊
①可消除間隙;
?、谠黾虞S承剛度;
③均化滾動體誤差。
?。?)使主軸回轉精度不反映到工件上。
2、對工藝系統進行調整
?。?)試切法調整
通過試切—測量尺寸—調整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切,如此反復直至達到所需尺寸。此法生產效率低,主要用于單件小批生產。
(2)調整法
通過預先調整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所需尺寸。此法生產率高,主要用于大批大量生產。
3、減小刀具磨損
在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階段前就必須重新磨刀。
4、減少傳動鏈傳動誤差
?。?)傳動件數少,傳動鏈短,傳動精度高;
?。?)采用降速傳動,是保證傳動精度的重要原則,且越接近末端的傳動副,其傳動比應越小;
?。?)末端件精度應高于其他傳動件。
5、減小工藝系統的受力變形
(1)提高系統的剛度,特別是提高工藝系統中薄弱環節的剛度
1)合理的結構設計
?、俦M量減少連接面的數目;
?、诜乐褂芯植康蛣偠拳h節出現;
?、蹜侠磉x擇基礎件、支撐件的結構和截面形狀。
2)提高連接表面的接觸剛度
?、偬岣邫C床部件中零件間結合面的質量;
?、诮o機床部件以預加載荷;
?、厶岣吖ぜㄎ换鶞拭娴木群蜏p小它的表面粗糙度值。
3)采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,以減小切削力;
2)毛胚分組,盡量使調整中毛胚加工余量均勻。
6、減少殘余應力
(1)增加消除內應力的熱處理工序;
?。?)合理安排工藝過程。
7、減小工藝系統熱變形
?。?)采用合理的機床部件結構及裝配基準
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??;
2)合理選擇機床零部件的裝配基準。
(2)減少熱源的發熱和隔離熱源
1)采用較小的切削用量;
2)零件精度要求高時,將粗精加工工序分開;
3)盡可能將熱源從機床分離出去,減少機床熱變形;
4)對主軸軸承、絲桿螺母副、高速運動的導軌副等不能分離的熱源,從結構、潤滑等方面改善其摩擦特性,減少發熱或用隔熱材料;
5)采用強制式風冷、水冷等散熱措施。
?。?)均衡溫度場
(4)加速達到傳熱平衡
?。?)控制環境溫度
二、加工精度誤差的原因
1、加工原理誤差
加工原理差錯是指采用了近似的刀刃概括或近似的傳動聯系進行加工而發作的差錯。加工原理差錯多出現于螺紋、齒輪、雜亂曲面加工中。
例如,加工漸開線齒輪用的齒輪滾刀,為使滾刀制作便利,采用了阿基米德根本蝸桿或法向直廓根本蝸桿替代漸開線根本蝸桿,使齒輪漸開線齒形發作了差錯。又如車削模數蝸桿時,因為蝸桿的螺距等于蝸輪的周節(即 mπ),其間 m是模數,而π是一個無理數,可是車床的配換齒輪的齒數是有限的,選擇配換齒輪時只能將π化為近似的分數值(π =)核算,這就將引起刀具關于工件成形運動(螺旋運動)的不精確,形成螺距差錯。
在加工中,一般采用近似加工,在理論差錯能夠滿足加工精度要求的前提下( 10%-15%尺度公役),來提高生產率和經濟性。
2、調整差錯
機床的調整差錯是指因為調整不精確而發作的差錯。
3、夾具的制作差錯和磨損
夾具的差錯首要指:
(1)定位元件、刀具導向元件、分度組織、夾具體等的制作差錯;
(2)夾具裝置后,以上各種元件作業面間的相對尺度差錯;
?。?)夾具在使用過程中作業外表的磨損。
4、機床差錯
機床差錯是指機床的制作差錯、裝置差錯和磨損。首要包含機床導軌導向差錯、機床主軸反轉差錯、機床傳動鏈的傳動差錯。
(1)機床導軌導向差錯
1)導軌導向精度——導軌副運動件實踐運動方向與抱負運動方向的契合程度。首要包含:
① 導軌在水平面內直線度Δy和筆直面內的直線度Δz(曲折);
?、谇昂髢蓪к壍钠叫卸龋ㄍ崆?;
?、?導軌對主軸反轉軸線在水平面內和筆直面內的平行度差錯或筆直度差錯。
2)導軌導向精度對切削加工的影響
首要考慮導軌差錯引起刀具與工件在差錯靈敏方向的相對位移。車削加工時差錯靈敏方向為水平方向,筆直方向引起的導向差錯發作的加工差錯能夠忽略;鏜削加工時差錯靈敏方向隨刀具反轉而改變;刨削加工時差錯靈敏方向為筆直方向,床身導軌在筆直平面內的直線度引起加工外表直線度和平面度差錯。
?。?)機床主軸反轉差錯
機床主軸反轉差錯是指實踐反轉軸線關于抱負反轉軸線的漂移。首要包含主軸端面圓跳動、主軸徑向圓跳動、主軸幾許軸線傾角搖擺。
1)主軸端面圓跳動對加工精度的影響:
①加工圓柱面時無影響;
?、谲嚒㈢M端面時將發作端面與圓柱面軸線筆直度差錯或端面平面度差錯;
?、奂庸ぢ菁y時,將發作螺距周期差錯。
2)主軸徑向圓跳動對加工精度的影響:
?、偃魪较蚍崔D差錯表現為其實踐軸線在y軸坐標方向上作簡諧直線運動,鏜床鏜出的孔為橢圓形孔,圓度差錯為徑向圓跳動幅值;而車床車出的孔沒什么影響;
?、谌糁鬏S幾許軸線作偏疼運動,不管車、鏜都能得到一個半徑為刀尖到均勻軸線間隔的圓。
3)主軸幾許軸線傾角搖擺對加工精度的影響:
?、賻自S軸線相關于均勻軸線在空間成必定錐角的圓錐軌道,從各截面看相當于幾許軸心繞均勻軸心作偏疼運動,而從軸向看遍地偏疼值不同;
②幾許軸線在某一平面內作搖擺,從各截面看相當于實踐軸線在一平面內作簡諧直線運動,而從軸向看遍地跳動幅值不同;
?、蹖嵺`上主軸幾許軸線的傾角搖擺為上述兩種的疊加。
?。?)機床傳動鏈的傳動差錯
機床傳動鏈的傳動差錯是指傳動鏈中首末兩頭傳動元件之間的相對運動差錯。
5、工藝體系受力變形
工藝體系在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會發作變形,然后破壞了已調整好的工藝體系各組成部分的彼此位置聯系,導致加工差錯的發作,并影響加工過程的穩定性。首要考慮機床變形、工件變形以及工藝體系的總變形。
?。?)切削力對加工精度的影響
只考慮機床變形,對加工軸類零件來講,機床受力變形使加工工件呈兩頭粗、中心細的鞍形,即發作圓柱度差錯。只考慮工件變形,對加工軸類零件來講,工件受力變形使加工后工件呈兩頭細、中心粗的鼓形。而對加工孔類零件來講,單獨考慮機床或工件的變形,加工后工件的形狀與加工的軸類零件相反。
?。?)夾緊力對加工精度的影響
工件裝夾時,因為工件剛度較低或夾緊力著力點不妥,使工件發作相應的變形,形成的加工差錯。
6、刀具的制作差錯和磨損
刀具差錯對加工精度的影響依據刀具的種類不同而異。
(1)定尺度刀具(如鉆頭、鉸刀、鍵槽銑刀及圓拉刀等)的尺度精度直接影響工件的尺度精度。
?。?)成型刀具(如成型車刀、成型銑刀、成型砂輪等)的形狀精度將直接影響工件的形狀精度。
?。?)展成刀具(如齒輪滾刀、花鍵滾刀、插齒刀具等)的刀刃形狀差錯會影響加工外表的形狀精度。
?。?)一般刀具(如車刀、鏜刀、銑刀),其制作精度對加工精度無直接影響,但刀具易磨損。
7、加工現場環境影響
加工現場往往有許多細微金屬屑,這些金屬屑假如存在與零件定位面或定位孔位置就會影響零件加工精度,關于高精度加工,一些細微到目視不到的金屬屑都會影響到精度。這個影響要素會被辨認出來但并無十分到位的方法來杜絕,往往對操作員的作業方法依靠很高。
8、工藝體系的熱變形
在加工過程中,因為內部熱源(切削熱、摩擦熱)或外部熱源(環境溫度、熱輻射)產熱使工藝體系受熱而發作變形,然后影響加工精度。在大型工件加工和精細加工中, 工藝體系熱變形引起的加工差錯占加工總差錯的40%-70%。
工件熱變形對加工金的的影響包含工件均勻受熱和工件不均勻受熱兩種。
9、工件內部的剩余應力
剩余應力的發作:
(1)毛胚制作和熱處理過程中發作的剩余應力;
(2)冷校直帶來的剩余應力;
?。?)切削加工帶來的剩余應力。















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