对零件进行数控机械加工的过程中,影响其品质的因素有很多,而诸多因素的存在,也给机械零件的生产加工带来了很多本可避免的损失与困扰。数控机械加工工艺系统,作为零件数控加工的工艺基础.也直接影响到零件品质的重要指标——精度。由于精度是机械零件的重要品质指标.其指的是加工完成的零件成品的尺寸、形状、结构等参数与理想标准的切合度,切合度越高意味着零件精度越高,加工工艺越精良。也就是说。零件的数控机械加工工艺系统对其精度有着非常大的影响。
在实践中,具体的工艺系统包括较多数量的部件与分系统,其中任何一个环节出现问题,都会影响到整个工艺系统的工作精度,加大其工作误差。除此以外,在系统运行过程中产生的热量以及不同的作用力也会对系统本身的运作产生影响,进而致使所加工的零件精度受到影响。与标准切合度不高。在实际生产加工中,要提高零件加工的精度,就必须要了解影响零件加工精度的各种因素及其发生的原因。
1 影响零件加工精度的内在因素
影响零件加工精度的内在因素主要为:数控机械加工艺系统本身的几何精度。
(1)内在因素产生的原因
由于加工部件是在机床的控制下对零件进行加工的,所以工艺系统的整体几何精度与机床精度密切相关。如果机床本身的构件存在精度问题,那么被加工零件的大小、形状、比铡等.都会可能出现偏差。如机床主轴,一旦其轴向或者径向摆动出现问题,就有可能造成回转误差。进而导致被加工零件不符合相关精度标准;另外,如果机床在安装时就出现了误差,也会直接造成被加工零件精度不足。
数控机床在长期的运行使用后,一般都会出现一定程度的磨损。尤其是某些刀具在不断的使用中。会出现严重不均衡的磨损现象,进而在切割加工时,零件精度偏差就不可避免的出现了。对于刀具来说,如果在制成出厂的时侯。就已经存在有一定的误差,其在实际使用过程中,通过对机床进行调整。就可以将这种误差基本消除,对零件精度的威胁可以提前避免;但是.如果其在使用过程中出现磨损.那么刀具在机床上的相对位置就会出现变化,进而造成被加工零件的形状、尺寸精度的下降。在整个加工工艺系统中,夹具是用来保持零件与刀具两者的间距,实现刀具准确固定的构件.它的误差有两个方面:即构件出厂时夹具产品本身精度不够、存在误差;投入使用时,因操作不精细而出现的定位、安装偏差,或者构件在长期使用后.出现的构件外表严重磨损,导致被加工零件出现精度不准现象。
(2)产生内在因素的解决方案
对于上述机械设备在出厂时本身所存在的问题,以及在使用中因磨损而导致的误差,在实际加工使用过程中,可采取一定的补偿技术控制误差,以保证构件误差在实践中。能达到接受的范围之内。正常来看,在高精度的机床设备系统中,其会配置有相应的误差补偿控制构件,使用单位以及工作人员能够根据加工需求对其做一定的矫正。在某些自动化、智能化水平较高的数控加工机床中,配有专业的校正软件,用以做机床各构件磨损的技术校正,在实际生产实践中,只需输入相应补偿数据,然后由软件自运运行,即可实现参数修定。而对于一般的普通机床而言,其磨损校正只有通过参考校正尺数据、手动操作设置补偿螺母来实现系统及构件的误差补偿。
2 影响零件加工精度的外在因素
2.1机械加工工艺系统运行过程中的受力变形
(1)系统运行中产生受力变形的原因机械加工工艺系统的实际运行强度相对比较大,而且面临着多方位受力的情况,各个部件在长时间内处于受力状态,导致其位置、形状等,出现轻微形变。具体来说。诸如加工工艺系统中所用到的刀具、夹具等小构件。在整个系统中相对位置的调整,多是在静态条件下开展的。但是,随着整个加工工艺长期受力发生的形变,这些部件原本的相对位置就有可能发生改变,进而导致构件本身的工作轨迹发生变化,最终导致被加工零件的形状、尺寸等精度受到影响。
(2)系统运行中产生受力变形的解决方案对于上述原因导致的被加工零件精度下降,可通过调整工艺加工系统的受力情况,从而使系统受力减少这一途径来实现。具体的操作方法有两种:首先可以对工艺系统本身相对薄弱的构件及部位进行改造,提升工艺系统本身的刚度,提高系统对外部受力的抵抗性能,切实防止加工系统因受力而发生形变.导致加工误差。其次,可通过缩减整个工艺系统的载荷量,减少系统外力的大小,从根源上实现变形预防。此外。机械加工工艺系统在运行中产生的热应力、切削应力等残余应力也可能导致系统出现形变。如被加工零件在经过热处理之后,会产生一定应力作用于加工系统;零件被切削时该工序形成的切削应力也会作用于加工系统,致使整个系统在无外力情况下也会产生形变。因此在实践中,那些必须要进行热处理的零件在该工序结束时,应开展退火处理,及时减小热应力;合理安排各加工过程,尽量避免粗加工工序中形成额外应力,进而减少加工误差;提升被加工工件本身的刚度,增强其抗应力性能。
2.2机械加工工艺系统运行过程中的热变形
机械加工工艺系统在运行过程中,除了面临多种力的影响,还会遇到不同种类的热影响.进而出现形变.它会导致刀具与被加工零件之间的准确几何关系、运动关系受到破坏,进而影响被加工零件的精度。因热变形而导致的零件精度偏差,一般情况下会比较严重,在总误差比例中能达到40%-70%,尤其是在精密度要求较高的零件加工以及大型零件的加工中出现精度偏差比例更高。具体来说有刀具热变形、被加工零件热变形、机床本身及其构件的热变形三种。
(1)机械加工工艺系统中刀具部件的热变形刀具的热变形,主要是因其在切削过程中产生的热量所导致的。在系统运行时,刀具部件经常需要连续不断进行切削,在切削刚刚开始的十到二十分钟内。产生热量所导致的形变量会比较大,之后会趋于相对平衡,要降低这种形变对被加工零件精度的影响。只要在合理选择刀具的基础上,科学把握切削用量,同时给予足够的润滑与降温即可。
(2)被加工零件的热变形对于精度要求比较高的被加工零件,在进行大小切割、平面铣刨、打磨时,会生成大量热度作用于工件的被加工面,导致该丽与其它面出现温差,在温度差的作用下发生形变,即使将处于加工过程的多余部分处理掉。在被加工零件恢复正常温度后也会出现偏差。对于此类问题,在机械加工过程中,工作人员可以在工件以及刀具部分适当添加切削液,以降低接触面温度上升的程度;另外,还可以在被加工零件装夹时。加大装夹力度。提前进行误差补偿;抑或适度调整切削用量,降低切削及摩擦产生的热度;或者在粗加工结束后,暂停机械运转,等热量全部消失之后再做进一步的精加工。
(3)机床本身及其构件的热变形机床结构复杂,包括许多零部件。在其运转过程中,各部分构件间会出现相互作用.还有同一部件的各个位置也会出现不同的温度升高现象,致使机床本身的温度升高,在不均匀的热影响下,各部件的相对位置发生改变,进而导致机床的几何精度受到影响,最终导致被加工零件精度也受到影响。鉴于机床结构中,轴承、齿轮、离合器等各部件在运行时因摩擦会导致床身表面的温度增高,主轴及床身上发生弯曲等形变的现象,所以在生产实践中,应尽量减少机床本身以及机床附近的热源,或者采取一定的措施进行热源隔离。比如。可以将热源独立设置,或者利用某些润滑剂减少机床部件的摩擦。除此之外,在生产空间中添置制冷设备。以强制降温的方式吸收生产运行中产生的热量;或者对机床结构进行适当调整.例如将变速箱内的轴、轴承、传动齿轮等部件调整为对称结构,使其散热均匀,减少变形产生的可能性。
3 结束语
随着国内市场经济改革的日益深化,机械加工业也得到了飞速发展。在此背景下。相关的机械加工单位。有必要进一步加大精度研究力度,融合最新的管理理念,引进最新的信息控制技术,通过不断地提升机械加工工艺水平,提高所加工零件的精密度,最大程度减小不合格产品的产生率,实现企业经济效益的增加和企业市场竞争力的增强。
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本文标题:数控机械加工工艺对加工精度的影响