機(jī)床加工誤差及提高精度的措施探究

李 森

江蘇科行環(huán)保科技有限公司

機(jī)床加工誤差及提高精度的措施探究

李 森

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隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，我國的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)取得了長足的發(fā)展和進(jìn)步。當(dāng)前，制造企業(yè)中應(yīng)用到的機(jī)床，無論從數(shù)量還是從加工精度上，都較以往有了很大程度上的提高。這一方面反映了我國在加工制造工藝和技術(shù)方面的進(jìn)步，另一方面也對加工誤差控制提出了更高的要求?，F(xiàn)階段，雖然數(shù)控機(jī)床在制造企業(yè)中取得了廣泛應(yīng)用，但考慮到數(shù)控機(jī)床的使用成本較高、對操作人員的技術(shù)水平要求高等，在加工制造一些普通零件時，很多制造企業(yè)依然會優(yōu)先選用普通機(jī)床。因而，分析普通機(jī)床的加工誤差，并提出有針對性的誤差消除策略具有重要意義。

普通機(jī)床；加工誤差；提高精度

在實際零件加工過程中，由于各種原因，加工出的零件幾何參數(shù)與理想零件的幾何參數(shù)總有一定的誤差，以至于造成零件不合格甚至產(chǎn)生廢品。為了提高普通機(jī)床加工精度，必須對普通加工過程中所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行詳細(xì)分析，采取相應(yīng)措施，才能針對所產(chǎn)生誤差進(jìn)行補(bǔ)償。為此，筆者分析產(chǎn)生加工誤差的原因，并提出減少誤差的措施。

1 加工誤差及加工精度分析

加工精度是指生產(chǎn)制造業(yè)中，實際產(chǎn)品與對應(yīng)理想設(shè)計模型之間的重合滿足程度，從零部件的尺寸、形狀、相對位置等方面進(jìn)行有效衡量，屬于幾何參數(shù)。加工誤差是指制造產(chǎn)品實際尺寸參數(shù)與模型的偏差影響?，F(xiàn)代工業(yè)加工中，一般借助公差等級進(jìn)行零部件精度定位。加工精度的等級越小，對應(yīng)制造精度相對越高，如IT7的加工精度低于IT6。另一方面，加工誤差借助具體數(shù)字進(jìn)行衡量，誤差小，模型精度高，產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)良，是滿足工業(yè)需求發(fā)展的良性控制。加工生產(chǎn)中，精度、誤差均可作為零部件加工質(zhì)量的評價指標(biāo)。

2 普通型機(jī)床加工誤差

2.1 機(jī)床主軸誤差

主軸誤差又被稱為主軸回轉(zhuǎn)誤差。在機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差中，根據(jù)主軸不同部位和軸承不同部位之間因運動而相互接觸摩擦形式的不同，可將機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差分為軸徑向圓周跳動、軸向外凸竄動和在安裝軸承內(nèi)擺動三種形式。

產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因有兩點：其一是機(jī)床主軸自身的幾何軸線并不一定就是在機(jī)床部件運行時圍繞主軸旋轉(zhuǎn)工作的軸線，這樣的工藝缺陷勢必造成加工零件達(dá)不到規(guī)定的出品精度；其二是主軸因長期的高壓運行導(dǎo)致主軸前度錐度軸承磨損、后端平面軸承松動或磨損，導(dǎo)致主軸在間隙內(nèi)工作時出現(xiàn)明顯跳動。

2.2 機(jī)床導(dǎo)軌誤差

機(jī)床上的導(dǎo)軌是固定各機(jī)床部件相對位置的重要部位。所謂導(dǎo)軌誤差，是指導(dǎo)軌上的機(jī)身運行方向與理論設(shè)計方向之間的偏離差。常見的導(dǎo)軌誤差一方面是由于自身制造工藝落后，并出現(xiàn)安裝質(zhì)量不佳導(dǎo)致的誤差；另一方面是由于導(dǎo)軌長期在不規(guī)則的受力作用下出現(xiàn)了不均勻磨損，例如，普通臥式機(jī)床導(dǎo)軌一般具有的誤差分為出現(xiàn)在水平表面的直線度誤差和出現(xiàn)在垂直表面的直線度誤差，兩者均能直接作用影響加工零件的形狀及尺寸規(guī)格。

2.3 加工刀具的誤差

刀具作為機(jī)床工藝系統(tǒng)的重要組成部分，一旦其本身存在制造誤差，那么就可能會給零件的最終加工制造精度造成不良影響。尤其是對使用定尺寸刀具、成形刀具以及展成刀具的機(jī)床工藝系統(tǒng)而言，這種影響將更加顯著。當(dāng)然，不是所有的刀具誤差都會影響到零件的制造精度。對于普通車床使用的車刀而言，可以調(diào)節(jié)溜板補(bǔ)償?shù)毒哒`差最終加工制造精度就不會有明顯影響。

3 機(jī)床提高精度的措施和方法

3.1 消除機(jī)床主軸誤差

(1)保持對機(jī)床設(shè)備的愛護(hù)，確保操作時不會對主軸施加外力作用，如敲擊等。(2)強(qiáng)化與機(jī)床主軸箱配套的箱體支撐孔、主軸軸桿和軸承，以及其他相配合部位所有外在表面的加工精度。(3)主軸軸承的質(zhì)量控制要過關(guān)，要求高精度。在安裝主軸時要確保主軸平衡，且與軸承實現(xiàn)無縫貼合。對于部分高精度的滾動軸承，應(yīng)提前預(yù)加載荷來確保降低磨損。(4)盡量選用能夠?qū)崿F(xiàn)運動功能與定位功能相分離的主軸結(jié)構(gòu)，消除加工工件時機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對工件回轉(zhuǎn)精度的不良影響。

3.2 消除機(jī)床導(dǎo)軌誤差

(1)機(jī)床的固定要平衡平穩(wěn)，一般應(yīng)采用正確的安裝方式固定于實地基礎(chǔ)上，對整體的位置、距離等進(jìn)行準(zhǔn)確精密的調(diào)整。(2)日常需重視導(dǎo)軌的保養(yǎng)和維護(hù)，經(jīng)常清理衛(wèi)生，杜絕鐵質(zhì)粉末等覆蓋，防止重物對導(dǎo)軌的碰撞。(3)使用潤滑油等潤滑機(jī)床導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌光滑順暢，確保機(jī)床在移動時不易磨損導(dǎo)軌表面，同時還應(yīng)涂抹防銹材料防止生銹。(4)合理掌握實際工作環(huán)境，在合適條件下，搭配應(yīng)用不同導(dǎo)軌形狀和組合形式，放長操作臺與機(jī)床自身導(dǎo)軌之間的銜接距離。

3.3 對誤差進(jìn)行預(yù)防處理

其一，原始誤差的改進(jìn)處理，需要進(jìn)行刀具、夾具精度控制，避免安裝操作、組裝環(huán)節(jié)的誤差導(dǎo)致后續(xù)產(chǎn)品精度受損；提高主軸部件的精度、滾軸靈活度，避免回轉(zhuǎn)誤差的負(fù)面影響；其二，加強(qiáng)對刀具材料、刀具參數(shù)、切削控制等方面的管理，保證刀具的打磨效果良好，合理使用冷卻試劑，避免刀具磨損導(dǎo)致的誤差狀況；其三，加強(qiáng)對新材料的開發(fā)應(yīng)用，借助科學(xué)合理的熱處理技術(shù)進(jìn)行零部件內(nèi)部應(yīng)力的消除控制，保證對其進(jìn)行調(diào)質(zhì)、時效處理，該操作需要在精加工之前進(jìn)行；其四，裝夾操作中，需要減低刀具更換次數(shù)，盡量保證一把刀具進(jìn)行多次表面加工處理，減低基準(zhǔn)不重合等偏差導(dǎo)致的誤差。其五，結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的優(yōu)化處理，普通機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要保證其零部件剛度合理，避免外界受力變形的負(fù)面影響。加強(qiáng)特殊操作的熱量問題考慮，避免結(jié)構(gòu)不當(dāng)導(dǎo)致的熱量集中問題。

總之，機(jī)械加工中的誤差雖然不可避免，但卻可以通過對誤差產(chǎn)生原因的分析來制定誤差消除策略，進(jìn)而提高機(jī)械產(chǎn)品零件的加工精度，使機(jī)械加工工藝和技術(shù)更加完善，從而促使機(jī)械制造業(yè)向著更加良性的方向不斷發(fā)展和進(jìn)步。

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