机械零件加工精度影响因素探讨

发表时间:2020/9/23   来源:《科学与技术》2020年14期   作者:张恒燕
[导读] 在机械零件的加工中,精度是最重要的影响因素,它直接决定整个机器是否可

        张恒燕

        德州市知民通风设备有限公司   山东德州   253309
        摘要:在机械零件的加工中,精度是最重要的影响因素,它直接决定整个机器是否可以正常工作。特别是在工程机械的情况下,机械设备的运行直接影响到整个工程的质量和工期,因此,为了保证整个工程的质量和工期,必须严格控制机械零件的加工精度。希望本文通过分析主要影响机械零件加工精度的因素对所有相关人员有用。
        关键词:机械零件;加工精度;因素探讨
        伴随技术的进步和社会的发展,工业技术发展迅速,各行业对机械零件的需求也在不断增长。希望通过使用更高精度的设备来提高生产效率并缩短生产周期。 工程机械设备是高度专业化的,精密零件直接决定了设备整体的准确性和效率。 但是,总的来说,影响机器零件加工的因素很多,因此加工公司可以有效地分析影响加工的因素,以相应的方式提高加工精度,并提高产品加工质量。
        一、影响机械零件加工精度的主要因素
        (一)主轴回转误差
        影响零件的加工精度,工件的圆度误差是由于主轴的径向圆的跳动引起的。主轴的轴向运动不会影响外孔和内孔的精度,但会影响端面和内外圆的垂直度,并且可以看到凸轮的端面。在这种情况下,螺纹加工过程中可能会发生螺纹循环错误。 如果主轴在车削过程中出现角偏转,则加工零件的径向横截面仍将是圆形的,但轴向横截面将显示为梯形。
        (二)受力变形影响因素
        首先是因切削阻力引起的误差,在加工过程中,如果工件的加工均匀性和工件材料的硬度差,则切削阻力将发生显着变化,整个加工系统将大大变形,从而导致加工误差。例如,图1所示的毛坯加工具有特定的几何误差。在切割过程中,毛坯的反向进给量分别为ap1和ap2,由于后进给量的不同,切削力也会不同,从而导致加工工件的椭圆误差。其2是因夹紧力造成的误差,当加工零件的刚度低时,由于合模过程中变形引起的加工误差是影响加工精度的最重要问题。例如,图2显示了一个三爪卡盘的错误,该卡盘夹紧工件,加工内孔,然后在加工后释放内孔。其3是离心力引起的误差,在零件加工期间需要高速旋转,并产生相应的离心力。如果旋转部件的质量不均匀,则离心力的方向趋于改变,处理系统的力会变形,并且会发生部件的加工误差。最后是由于传递力引起的错误,当用加工机的双中心拨盘夹具夹紧工件时,当单爪拨盘的传递力的方向改变时,切削力也会改变,从而导致零件加工错误。
        
        (三)残余应力对于加工精度的影响
        毛坯制造过程中残余应力的影响,对于结构相对复杂或壁厚均匀度较低的坯件,在铸造和焊接过程中不同位置的冷却速率和收缩率差异会导致内部微观结构发生较大变化,内部的工件内部应力大。加工过程中会切掉一部分残余应力层,但残余应力无法完全消除,残余应力会重新分布,并使工件变形。其次,切削产生的残余应力,在加工过程中,零件受到力和热的双重作用,导致塑性变形和工件表面的残余应力,从而在加工后容易使工件变形。
        (四)热变形对于零件精度的影响
        就机床而言,主要的热变形主要是主轴零件、床轨、两者的相对位置等,它们极大地影响了零件的加工精度。例如,当使用车床机床时,轴承和各对轴组件的传动对的摩擦热以及油底壳的热量会导致主轴抬起和倾斜。在大型机床(轨道磨床、龙门铣床等)上,床身温度在产品加工过程中会升高,严重时床身会变形,从而影响加工零件的误差。
        二、影响机械零件加工精度的主要措施分析
        (一)提升主轴回转精度的方法
        首先采用高精度主轴零件,优质轴承或静液压滑动轴承可用于增加轴系统的刚度,同时减少径向跳动。另外,可以通过改善主轴箱支撑孔的加工精度,主轴直径和轴承接头来提高轴系统的刚度。其次确保主轴旋转错误没有传递到工件上,可以将外圆磨削到一个死点,如果确保了定位中心孔的形状和定位精度,则可以以更高的精度加工圆柱形外表面。最后提高主轴支撑的精度,并进行微调和安装。可以使用精密滚动轴承或静压和静压轴承来提高主轴支撑的精度。在组装主轴零件的过程中,需要将相应零件的精度设置为适当的水平,并且可以通过诸如匹配的方法来调节或消除轴承间隙。
        (二)降低受力变形的措施
        首先加强接触刚度,预加载时,可以提高系统主要组件的接触面的匹配质量。这样,可以有效地消除配合表面的间隙,同时增加零件的接触面积,从而减少应力变形。其次增加工件的刚度并减少了受力的变形,需要有效地减小切削力的作用点与工件的支撑表面之间的距离,从而增加加工期间的工件的刚性。其三增加了加工设备的刚性并减少了应力变形,最后必须正确夹紧工件以减少夹紧变形。
        (三)降低或消除残余应力的相应措施
        首先,对零件的结构进行科学合理的设计,以最大程度地减小尺寸差异并有效地减少毛坯制造过程中的残余应力,然后进行有效的老化处理。消除残余应力的最重要措施是老化处理,根据方法可将其分为“自然老化”和“人工老化”,自然老化时间相对较长,并且需要针对不同区域选择许多人工老化方法。
        (四)降低工艺系统热变形的措施
        减少过程系统的结构热变形,为了最大程度地提高机床大型部件结构和布局的热对称性,应合理设置机床的支撑位置,以有效减少影响零件精度的热变形部分,通过使热变形对加工精度的影响最小化来确保机床零件的温度。机床的平衡使机床保持热稳定并减少了热变形。可以与车体分离的热源(电动机、油箱、液压系统等)必须在设计时分离,或采用绝缘材料进行隔热。对于无法分离的热源(主轴承、离合器、螺母对等),可以使用强制冷却(空气冷却、水冷却、循环油冷却等)降低温度。
        结语:综上所述,机械零件的加工过程无法避免错误,机械加工需要了解各种有效技术措施的使用以及提高机械零件加工精度的措施。通过本文的介绍,可以提供参考资料,以帮助提高机械零件的加工精度。
        参考文献:
        [1]孙杨锋,刘荣伟,侯和龙,朱乐,刘雅聪,李万东.机械加工工艺对零件加工精度的影响因素分析[J].南方农机,2020,51(10):172.
        [2]谢兵.机械加工工艺对零件加工精度的影响因素分析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(13):73.
        [3]熊艳梅,强永军.机械零件加工精度的影响因素及对策[J].现代制造技术与装备,2017(09):122+124.
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