㈠ 机床加工都有哪些制造误差
机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
(1)主轴回转误差
机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有:主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响。大小随加工方式的不同而不同。
譬如,在采用滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时,切削力F的作用方向可认为大体上时不变的,在切削力F的作用下,主轴颈以不同的部位和轴承内径的某一固定部位相接触,此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大,而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大;在镗床上镗孔时,由于切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转,在切削力F的作用下,主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触,因此,轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大,而主轴颈圆度误差的影响则不大。
(2)采用滑动轴承时主轴的径向圆跳动
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
不同的加工方法,主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。在车床上加工外圆和内孔时,主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差,但对加工工件端面则 无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大,但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时,主轴向回转误差可使被加工螺纹的 导程产生周期性误差。
适当提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度。
(3)导轨误差
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面:在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度(扭曲)。
卧式车床导轨在水平面内的直线度误差△1将直接反映在被加工工件表面的法线方向(加工误差的敏感方向)上,对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差△2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。但△2对加工精度的影响要比△1小得多。若因△2而使刀尖由a下降至b,不难推得工件半径R的变化量。
当前后导轨存在平行度误差(扭曲)时,刀架运动时会产生摆动,刀尖的运动轨迹是一条空间曲线,使工件产生形状误差。当前后导轨有了扭曲误差△3之后,由几何关系可求得△y≈(H/B)△3。一般车床的H/B≈2/3,车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。
(4)卧式车床导轨直线度误差
除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
(5)传动链误差
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
(6)刀具的几何误差
刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时,刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度;而对一般刀具(如车刀等),其制造误差对工件加工精度无直接影响。
任何刀具在切削过程中,都不可避免地要产生磨损,并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料,合理地选用刀具几何参数和 切削用量,正确地刃磨刀具,正确地采用冷却液等,均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
(7)夹具的几何误差
夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置,因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别使位置精度)有很大影响。
㈡ 哪些因素影响机床加工精度
机床加工精度受以下因素影响:
1、机床误差
机床误差是指机床的制造误差、安装误差和磨损。主要包括机床导轨导向误差、机床主轴回转误差、机床传动链的传动误差。
2、加工原理误差
加工原理误差是指采用了近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。
3、调整误差
机床的调整误差是指由于调整不准确而产生的误差。
4、工件内部的残余应力
残余应力的产生:毛胚制造和热处理过程中产生的残余应力;冷校直带来的残余应力;切削加工带来的残余应力。
5、加工现场环境影响
加工现场往往有许多细小金属屑,这些金属屑如果存在与零件定位面或定位孔位置就会影响零件加工精度,对于高精度加工,一些细小到目视不到的金属屑都会影响到精度。这个影响因素会被识别出来但并无十分到位的方法来杜绝,往往对操作员的作业手法依赖很高。
6、夹具的制造误差和磨损
夹具的误差主要指:定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差;夹具装配后,以上各种元件工作面间的相对尺寸误差;夹具在使用过程中工作表面的磨损。
7、刀具的制造误差和磨损
刀具误差对加工精度的影响根据刀具的种类不同而异。
8、工艺系统受力变形
工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形,从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系,导致加工误差的产生,并影响加工过程的稳定性。主要考虑机床变形、工件变形以及工艺系统的总变形。
9、工艺系统的热变形
在加工过程中,由于内部热源(切削热、摩擦热)或外部热源(环境温度、热辐射)产热使工艺系统受热而发生变形,从而影响加工精度。在大型工件加工和精密加工中, 工艺系统热变形引起的加工误差占加工总误差的40%-70%。
(2)机床制造误差对工件有什么影响扩展阅读:
加工精度根据不同的加工精度内容以及精度要求,采用不同的测量方法。一般来说有以下几类方法:
1、按是否直接测量被测参数,可分为直接测量和间接测量。
直接测量:直接测量被测参数来获得被测尺寸。例如用卡尺、比较仪测量。间接测量:测量与被测尺寸有关的几何参数,经过计算获得被测尺寸。
显然,直接测量比较直观,间接测量比较繁琐。一般当被测尺寸或用直接测量达不到精度要求时,就不得不采用间接测量。
2、按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值,可分为绝对测量和相对测量。
绝对测量:读数值直接表示被测尺寸的大小、如用游标卡尺测量。
相对测量:读数值只表示被测尺寸相对于标准量的偏差。如用比较仪测量轴的直径,需先用量块调整好仪器的零位,然后进行测量,测得值是被侧轴的直径相对于量块尺寸的差值,这就是相对测量。一般说来相对测量的精度比较高些,但测量比较麻烦。
3、按被测表面与量具量仪的测量头是否接触,分为接触测量和非接触测量。
接触测量:测量头与被接触表面接触,并有机械作用的测量力存在。如用千分尺测量零件。
非接触测量:测量头不与被测零件表面相接触,非接触测量可避免测量力对测量结果的影响。如利用投影法、光波干涉法测量等。
4、按一次测量参数的多少,分为单项测量和综合测量。
单项测量;对被测零件的每个参数分别单独测量。
综合测量:测量反映零件有关参数的综合指标。如用工具显微镜测量螺纹时,可分别测量出螺纹实际中径、牙型半角误差和螺距累积误差等。
5、按测量在加工过程中所起的作用,分为主动测量和被动测量。
主动测量:工件在加工过程中进行测量,其结果直接用来控制零件的加工过程,从而及时防治废品的产生。
被动测量:工件加工后进行的测量。此种测量只能判别加工件是否合格,仅限于发现并剔除废品。
6、按被测零件在测量过程中所处的状态,分为静态测量和动态测量。
静态测量;测量相对静止。如千分尺测量直径。
动态测量;测量时被测表面与测量头模拟工作状态中作相对运动。
㈢ 机床主轴误差对零件加工精度都有哪些影响
机床主轴是机床上的一个主要部件,由于机床主轴用于安装刀具或工件,因此它是刀具或工件的相对位置基准和运动基准。机床主轴回转精度是机床的主要精度指标之一,直接影响着被加工零件的加工精度及表面粗糙度。机床主轴的回转误差是一项综合性的误差,是主轴在回转过程中实际回转轴线相对于理论回转轴线的漂移。下面主要分析主轴纯径向跳动对零件加工的影响。
一、主轴纯径向跳动产生的原因
主轴纯径向跳动是指主轴实际回转轴线绕平均轴线作平行的公转运动。
引起主轴纯径向跳动的主要原因是主轴轴颈和轴承的精度误差。机床上使用的轴承分为滑动轴承和滚动轴承两类,轴承的类型不同,对纯径向跳动的影响也是不同的。
1、采用滑动轴承对主轴纯径向跳动的影响
采用滑动轴承作支承时,主轴以其轴颈在轴承孔内旋转。对于车床类机床,在加工过程中,主轴的受力方向是一定的,主轴轴颈被切削力压向轴承孔表面的固定地方。这时主轴轴颈的不同部位和轴承孔内的某一固定部位相接触,所以轴颈的圆度误差会使主轴回转产生纯径向跳动,而轴承孔的形状误差对主轴回转精度的影响很小。对于镗床类机床,作用在主轴上的切削力是随镗刀的旋转而转动的,轴颈上的某一固定部位与轴承孔表面的不同部位相接触,因此轴承孔的圆度误差会引起镗床主轴的纯径向跳动,而镗床主轴轴颈形状误差对主轴回转精度的影响不大。
2、采用滚动轴承对主轴纯径向跳动的影响
主轴采用滚动轴承作支承时,引起主轴纯径向跳动的因素除了轴承本身的精度外,还与轴承相配合件的精度有关。
(1)滚动轴承精度的影响
滚动轴承外圈和内圈的滚道形状精度和位置精度对主轴纯径向跳动的影响与滑动轴承类似。车削时,内圈滚道的精度影响较大;镗削时,外圈滚道的精度影响较大。
滚动体的形状误差和尺寸的不一致会造成主轴的纯径向跳动。当直径较大的滚动体位于左边时,会使内圈右移,即主轴位置右移:相反,当直径较大的滚动体位于右边时,会使内圈位置左移,即主轴位置左移。由于滚动体保持架的转速低于内圈的转速,因此,它所引起的纯径向跳动频率较低。
滚动轴承的间隙对主轴的纯径向跳动也是有影响的。设轴承的承载区在右边,这时内圈右移,当一个滚动体位于水平位置时,内圈的右移量比滚动体不在水平位置时的要小,使主轴产生纯径向跳动,这种纯径向跳动的频率比内圈的转速要高得多。
(2)与滚动轴承相配合件的影响
轴承内圈是薄壁零件,受力后很容易变形,主轴轴颈的圆度误差将导致内圈变形而引起主轴的纯径向跳动。同理,轴承外圈也是薄壁零件,装到箱体孔中后,箱体孔的圆度误差也将引起外圈滚道产生变形,引起主轴的纯径向跳动。
二、主轴纯径向跳动对零件加工的影响
1、对镗削加工的影响
在镗床上镗孔时,镗刀随镗床主轴一起作旋转运动。当主轴作纯径向跳动时,将使轴心线沿某一固定方向作简谐运动。镗出的孔形是由惯性坐标系中镗刀刀尖的运动轨迹所决定。设镗刀刀尖在动坐标系的位置为:M=R,N=0,其中R为所加工孔的半径。
2、对车削加工的影响
在车床上加工外圆或镗孔时,工件随车床主轴一起作旋转运动。因此工件被加工表面的几何形状是由刀具在动坐标系中的相对轨迹决定的。在车床上进行内外圆车削,主轴径向跳动主要影响加工件的同轴度误差,对工件圆度误差的影响可以忽略不计。
三、结论
通过对主轴纯径向跳动的分析可以看出,主轴回转误差对零件加工精度的影响很大。因此在机械加工中,应采取有效措施减少主轴回转误差对零件加工精度的影响。采取的措施可以从两个方面来考虑。首先要提高主轴的回转精度。主轴轴承是影响主轴回转精度的关键零件,对于精密机床可采用精密的滚动轴承,也采用多油楔动压轴承和静压轴承。同时还要提高与轴承相配合零件的精度。其次要减少主轴回转误差对零件加工的影响。可以采用运动和定位分离的主轴结构,使工件在加工过程中的回转精度不受机床主轴回转误差的影响,使主轴回转误差不反映到工件上。
㈣ 车床的导轨导向误差,主轴回转误差和传动链误差会造成工件产生什么误差
1,导轨存在平行度误差(扭曲)时,刀架运动时会产生摆动,刀尖的运动轨迹是一条空间曲线,使工件产生形状误差。车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面:在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度(扭曲)。
2,主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大,但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时,主轴向回转误差可使被加工螺纹的
导程产生周期性误差。机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有:主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响。大小随加工方式的不同而不同。
3,传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
㈤ 原理误差对零件的加工精度有何影响
在机械加工过程中,往往有很多因素影响工件的最终加工质量,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。本文结合自己多年的教学实践经验,就影响机械加工精度的因素作一阐述。
关键词:加工精度 误差
在机械加工过程中,往往有很多因素影响工件的最终加工质量,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。
一、概述
1. 加工精度与加工误差:加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。
2.加工经济精度:由于在加工过程中有很多因素影响加工精度,所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。某种加工方法的加工经济精度不应理解为某一个确定值,而应理解为一个范围,在这个范围内都可以说是经济的。
3. 原始误差:工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。
4.研究机械加工精度的方法:分析计算法和统计分析法。
二、工艺系统集合误差
1.机床的几何误差:加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的,因此,工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
1) 主轴回转误差,机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
2) 导轨误差,导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
3) 传动链误差,传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
2.刀具的几何误差:刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时,刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度;而对一般刀具(如车刀等),其制造误差对工件加工精度无直接影响。
3.夹具的几何误差:夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置,因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别是位置精度)有很大影响。
三、定位误差
1.基准不重合误差:定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差,只有在采用调整法加工时才会产生,在试切法加工中不会产生。
2.定位副制造不准确误差:工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。基准不重合误差的方向和定位副制造不准确误差的方向可能不相同,定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。
四、工艺系统受力变形引起的误差
1.基本概念:机械加工工艺系统在切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等的作用下,会产生相应的变形,从而破坏了刀具和工件之间的正确的相对位置,使工件的加工精度下降。
2.工件刚度:工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低,在切削力的作用下,工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大,其最大变形量可按材料力学有关公式估算。
3.刀具刚度:外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大,其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔,刀杆刚度很差,刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。
4.机床部件刚度
1)机床部件刚度:机床部件由许多零件组成,机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法,目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。
2) 影响机床部件刚度的因素:结合面接触变形的影响 ,摩擦力的影响,低刚度零件的影响,间隙的影响.
5.工艺系统刚度及其对加工精度的影响:
1) 由于工艺系统刚度变化引起的误差
2) 由于切削力变化引起的误差:加工过程中,由于工件的加工余量发生变化工件材质不均等因素引起的切削力变化,使工艺系统变形发生变化,从而产生加工误差。
3) 由于夹紧变形引起的误差:工件在装夹过程中,如果工件刚度较低或夹紧力的方向和施力点选择不当,将引起工件变形,造成相应的加工误差。
4) 其它作用力的影响
㈥ 机床制造的哪些误差对工件加工精度影响较大
在数控机床加工工件的过程中,往往有很多因素影响工件加工最后的精度,加工中刀具相对于工件的成型运动一般都是通过机床完成对,因此,工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造产生的误差对工件加工精度的影响有以下几点:
1.刀具的几何误差:刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成型刀具展成刀具加工时,刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度;而对一般刀具(如车刀等),其制造误差对工件加工精度无直接影响。
2.夹具的几何误差:夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置,因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别是位置精度)有很大影响。
3.主轴回转误差:机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
4.导轨误差:导轨是机床上确定各机床部件相对于位置关系的基准,也是机床运动的基准。除了导轨本身的制造误差外,导轨的不均匀磨损和安装质量,也是造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
㈦ 影响加工精度的原因都有哪些
影响加工精度的原因:
1.系统的几何误差:
加工原理误差是由于采用了近似的加工运动方式或者近似的刀具轮廓而产生的误差,因在加工原理上存在误差,故称加工原理误差。机床的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都直接影响工件的加工精度。其中主要是机床主轴回转运动、机床导轨直线运动和机床传动链的误差。
刀具的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都影响工件的加工精度。刀具磨损将直接影响切削生产率、加工质量和成本。夹具误差包括定位误差、夹紧误差、夹具安装误差及对刀误差等。这些误差主要与夹具的制造和装配精度有关。下面将对夹具的定位误差进行详细的分析。
2.工艺系统的受力变形:
由机床、夹具、工件、刀具所组成的工艺系统是一个弹性系统,在加工过程中由于切削力、传动力、惯性力、夹紧力以及重力的作用,会产生弹性变形,从而破坏了刀具与工件之间的准确位置,产生加工误差。
切削过程中受力点位置变化引起的加工误差切削过程中,工艺系统的刚度随切削力着力点位置的变化而变化,引起系统变形的差异,使零件产生加工误差。毛坯加工余量不均,材料硬度变化导致切削力大小变化引起的加工误差——误差复映
3.工艺系统的热变形:
机械加工中,工艺系统在各种热源的作用下产生一定的热变形。由于工艺系统热源分布的不均匀性及各环节结构、材料的不同,使工艺系统各部分的变形产生差异,从而破坏了刀具与工件的准确位置及运动关系,产生加工误差,尤其对于精密加工,热变形引起的加工误差占总误差的一半以上。
在加工过程中,工艺系统的热源主要有内部热源和外部热源两大类。内部热源来自切削过程,主要包括切削热、摩擦热、派生热源。外部热源主要来自于外部环境,主要包括环境温度和热辐射。这些热源产生的热造成工件、刀具和机床的热变形。
4.调整误差:
零件加工的每一个工序中,为了获得被加工表面的形状、尺寸和位置精度,总得对机床、夹具和刀具进行这样或那样的调整。任何调整工作必然会带来一些原始误差,这种原始误差即调整误差。
5.工件残余应力引起的误差:
残余应力是指当外部载荷去掉以后仍存留在工件内部的应力。残余应力是由于金属发生了不均匀的体积变化而产生的。其外界因素来自热加工和冷加工。有残余应力的零件处于一种不稳定状态。一旦其内应力的平衡条件被打破,内应力的分布就会发生变化,从而引起新的变形,影响加工精度。
6.数控机床产生误差的独特性:
在数控机床上所产生的加工误差,与在普通机床上产生的加工误差,其来源有许多共同之处,但也有独特之处,例如伺服进给系统的跟踪误差、检测系统中的采样延滞误差等,这些都是普通机床加工时所没有的。
参考资料网络--加工精度
㈧ 机床的误差包括哪些方面
1、加工误差
加工误差是指被加工工件达到的实际几何参数(尺寸、形状和位置)对设计几何参数的偏离值。在生产实际中,影响加工精度的工艺因素是错综复杂的。对于某些加工误差问题,不能仅用单因素分析法来解决,而需要用概率统计方法进行综合分析,找出产生加工误差的原因,加以消除。
2、机床空间几何误差
机床空间几何误差指的是数控机床加工过程中在三维坐标中引起的几何方面的误差。
3、热误差
热误差是由于设备或机器由于热变形而产生的与预期效果之间的差异,通常是指导致的加工误差或运动误差。我们所说的热误差通常是指机床的热误差。
(8)机床制造误差对工件有什么影响扩展阅读
其中,机床几何误差、热误差和力误差占总误差的65%,是影响数控机床加工精度的主要误差因素。不同的工况下各误差源所占比例是有区别的,如越是精密的机床或精密的加工,热误差所占比例越大。
机床误差运动学分析方法:
图解法:简单、直观、精度低、求系列位置时繁琐。
解析法-正好与以上相反。
实验法-试凑法,配合连杆曲线图册,用于解决实现预定轨迹问题。
思路:由机构的几何条件,建立机构的位置方程,然后就位置方程对时间求一阶导数,得速度方程,求二阶导数得到机构的加速度方程。
㈨ 数控车床加工尺寸精度的误差原因都有哪些
尺寸精度是指加工后的工件尺寸和图纸尺寸要求相符合的程度。两者不相符合的程度通常是用误差大小来衡量。误差包括加工误差、安装误差和定位误差。其中,后两种误差是与工件和刀具的定位、安装有关,和加工本身无关。要提高加工精度减小加工误差,首先要选择高精度的机床,保证工件和刀具的安装定位精度,其次主要与数控车床加工工艺有关。
工艺系统中的各组成部分,包括机床、刀具、夹具的制造误差、安装误差、使用中的磨损都直接影响工件的加工精度。也就是说,在加工过程中工艺系统会产生各种误差,从而改变刀具和工件在切削运动过程中的相互位置关系而影响零件的加工精度。数控车床加工认准钛浩机械,专业品质保障,这些误差与工艺系统本身的结构状态和切削过程有关,产生加工误差的主要因素有:
1、加工原理误差
加工原理误差是由于采用了近似的加工运动方式或者近似的刀具轮廓而产生的误差,因在加工原理上存在误差,故称加工原理误差。只要原理误差在允许范围内,这种加工方式仍是可行的。
2、机床的几何误差
机床的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都直接影响工件的加工精度。其中主要是机床主轴回转运动、机床导轨直线运动和机床传动链的误差。
3、刀具的制造误差及弹性变形
我们很多人都有这样的经历,就是在前一刀车削了几毫米切深以后,发现离想要的尺寸还差几丝或者十几丝时,再按计划进行下一刀切削时,发现多切了很多,尺寸可能超差了。那么这样的情况我们认真分析过其中的原因吗?有人说,这可能是因为机床间隙比较大所致,而在同一进刀方向上是不会受间隙影响的,其真正原因就是弹性形变和弹性恢复。
弹性形变表现在刀具、机床丝杠副、刀架、加工零件本身等对象的形变,使刀具相对工件出现后退,阻力减小时形变恢复又会出现过切,使工件报废。产生形变的最终原因是这些对象的强度不足和切削力太大。
弹性形变会直接影响零件加工尺寸精度,有时还会影响几何精度(如零件变形时容易产生锥度,因为远离卡盘的位置形变幅度越大),刀具的强度不足,我们可以设法提高,有时机床和零件本身的强度,我们是没法选择或改变的,所以我们只能从减小切削力方面着手,来设法克服弹性形变,切深越小、刀具越锋利、工件材料硬度较低、走刀速度减小等都会减小实际切削阻力,都会减轻弹性形变。
所以为了保证工件的尺寸精度,我们往往把精加工、半精加工和粗加工分开,也就是说把弹性形变大的和弹性形变小的不同工序分开进行(粗加工时追求效率基本不追求精度,刀具需要偏钝,侧重强度,精加工时切削量很小,追求精度,刀具侧重锋利,减小切削阻力),在对刀试切时,就按照不同工序实际加工时的切深进行试切,确保试切时和实际加工时阻力和弹性形变幅度大致相当,确保数控机床坐标系建立准确,确保普通机床进刀准确;然后在精加工时尽可能采用比较锋利的刀具,最大程度减小切削抗力、减小形变。
刀具的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都影响工件的加工精度。刀具在切削过程中,切削刃、刀面与工件、切屑产生强烈摩擦,使刀具磨损。当刀具磨损达到一定值时,工件的表面粗糙度值增大,切屑颜色和形状发生变化,并伴有振动。刀具磨损将直接影响切削生产率、加工质量和成本。
4、夹具误差
夹具误差包括定位误差、夹紧误差、夹具安装误差及对刀误差等,这些误差主要与夹具的制造和装配精度有关。
4.1、基准不重合误差
当定位基准与工序基准不重合时而造成的加工误差,称为基准不重合误差,其大小等于定位基准与工序基准之间尺寸的公差。
4.2、基准位移误差
工件在夹具中定位时,由于工件定位基面与夹具上定位元件限位基面的制造公差和最小配合间隙的影响,导致定位基准与限位基准不能重合,从而使各个工件的位置不一致,给加工尺寸造成误差,这个误差称为基准位移误差。
5、转速对加工的影响
正常情况下,大家知道,转速越高,切削的效率越高,效率就是利润,所以,我们要在条件允许的情况下,运行尽可能高的转速进行切削。但转速、工件直径确定切削线速度,线速度受工件硬度、强度、塑性、含碳量、含难切削合金量和刀具的硬度及几何性能等因素制约,所以要在线速度限制下选择尽可能高的转速。另外转速高低选择要根据不同材质的刀具确定,例如高速钢加工钢件时,转速较低时粗糙度较好,而硬质合金刀具则转速较高时,粗糙度较好。再者,在加工细长轴或薄壁件时,要注意将转速调整避开零件共振区,防止产生振纹影响表面粗糙度。
6、切削要素对表面粗糙度的影响
我们知道工件材质较硬时,加工后工件表面粗糙度较好,另外当工件材料的可塑性和延展性越高时(如铜材、铝材),就需要刀具越锋利才能加工出比较好的表面粗糙度,灰铸铁加工相对于钢件加工来说,因为成份复杂,含杂质程度高,就需要刀具硬度较高。有些延展性较高强度又较高的合金材料,就需要锋利却又能保证强度的刀具,所以就比较难加工(如不锈钢、镍基耐热合金、钛合金等)。
除了材料对刀具提出要求以外,切削要素对表面粗糙度也会产生影响,当精加工切深太小,甚至比刀具刃厚还小时,刀刃已不能实现正常切削,所以产生挤压,也就会出现很差的表面粗糙度。当切深太大,甚至使刀具产生弯曲时,这时工件材料是被撕裂下来的,所以在工件上会留下很多丝状铁屑残留和较明显的纹路。走刀速度对工件表面粗糙度的影响也是相当明显的,当走刀速度加快或刀具副偏角不恰当时,会使走刀纹路高度加大,也就使表面粗糙度变差。
刀具不是很锋利的情况下,切深太小,甚至比刀刃厚度还小时,已经不是正常的切削了,只能属于“刮”或“研”,所加工工件表面粗糙度会下降,工件表面出现细微白丝,好像笼罩一层白雾,所以要注意控制。