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机械加工中减少加工误差的几种方法

2017-08-30  万川涌
减少加工误差的措施大致可归纳为以下几个方面



  一、直接减少原始误差法



  即在查明影响加工精度的主要原始误差因素之后,设法对其直接进行消除或减少。例如,车削细长轴时,采用跟刀架、中心架可消除或减少工件变形所引起的加工误差。采用大进给量反向切削法,基本上消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅以弹簧顶尖,可进一步消除热变形所引起的加工误差。又如在加工薄壁套筒内孔时,采用过度圆环以使夹紧力均匀分布,避免夹紧变形所引起的加工误差。



  二、误差补偿法



  误差补偿法时人为地制造一种误差,去抵消工艺系统固有的原始误差,或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差,从而达到提高加工精度的目的。



 例如,用预加载荷法精加工磨床床身导轨,借以补偿装配后受部件自重而引起的变形。磨床床身是一个狭长的结构,刚度较差,在加工时,导轨三项精度虽然都能达到,但在装上进给机构、操纵机构等以后,便会使导轨产生变形而破坏了原来的精度,采用预加载荷法可补偿这一误差。又如用校正机构提高丝杠车床传动链的精度。在精密螺纹加工中,机床传动链误差将直接反映到工件的螺距上,使精密丝杠加工精度受到一定的影响。为了满足精密丝杠加工的要求,采用螺纹加工校正装置以消除传动链造成的误差。



  三、误差转移法



  误差转移法的实质是转移工艺系统的集合误差、受力变形和热变形等。例如,磨削主轴锥孔时,锥孔和轴径的同轴度不是靠机床主轴回转精度来保证的,而是靠夹具保证,当机床主轴与工件采用浮动连接以后,机床主轴的原始误差就不再影响加工精度,而转移到夹具来保证加工精度。



  在箱体的孔系加工中,在镗床上用镗模镗削孔系时,孔系的位置精度和孔距间的尺寸精度都依靠镗模和镗杆的精度来保证,镗杆与主轴之间为浮动连接,故机床的精度与加工无关,这样就可以利用普通精度和生产率较高的组合机床来精镗孔系。由此可见,往往在机床精度达不到零件的加工要求时,通过误差转移的方法,能够用一般精度的机床加工高精度的零件。



  四、误差分组法



  在加工中,由于工序毛坯误差的存在,造成了本工序的加工误差。毛坯误差的变化,对本工序的影响主要有两种情况:复映误差和定位误差。如果上述误差太大,不能保证加工精度,而且要提高毛坯精度或上一道工序加工精度是不经济的。这时可采用误差分组法,即把毛坯或上工序尺寸按误差大小分为 n组,每组毛坯的误差就缩小为原来的 1/n,然后按各组分别调整刀具与工件的相对位置或调整定位元件,就可大大地缩小整批工件的尺寸分散范围。



  误差分组法的实质 ,是用提高测量精度的手段来弥补加工精度的不足 ,从而达到较高的精度要求。当然,测量、分组需要花费时间,故一般只是在配合精度很高,而加工精度不宜提高时采用。



  五、就地加工法



  在加工和装配中,有些精度问题牵涉到很多零部件间的相互关系,相当复杂。如果单纯地提高零件精度来满足设计要求,有时不仅困难,甚至不可能达到。此时,若采用就地加工法,就可解决这种难题。



  例如,在转塔车床制造中,转塔上六个安装刀具的孔,其轴心线必须保证与机床主轴旋转中心线重合,而六个平面又必须与旋转中心线垂直。如果单独加工转塔上的这些孔和平面,装配时要达到上述要求是困难的,因为其中包含了很复杂的尺寸链关系。因而在实际生产中采用了就地加工法,即在装配之前,这些重要表面不进行精加工,等转塔装配到机床上以后,再在自身机床上对这些空和平面进行精加工。具体方法是在机床主轴上装上镗刀杆和能做径向进给的小刀架,对这些表面进行精加工,便能达到所需要的精度。



  又如龙门刨床、牛头刨床,为了使它们的工作台分别与横梁或滑枕保持位置的平行度关系,都是装配后在自身机床上,进行就地精加工来达到装配要求的。平面磨床的工作台,也是在装配后利用自身砂轮精磨出来的。



  六、误差平均法



  误差平均法是利用有密切联系的表面之间的相互比较和相互修正,或者利用互为基准进行加工,以达到很高的加工精度。



  如配合精度要求很高的轴和孔,常用对研的方法来达到。所谓对研,就是配偶件的轴和孔互为研具相对研磨。在研磨前有一定的研磨量,其本身的尺寸精度要求不高,在研磨过程中,配合表面相对研擦和磨损的过程,就是两者的误差相互比较和相互修正的过程。



  如三块一组的标准平板,是利用相互对研、配刮的方法加工出来的。因为三个表面能够分别两两密合,只有在都是精确的平面的条件下才有可能。另外还有直尺、角度规、多棱体、标准丝杠等高精度量具和工具,都是利用误差平均法制造出来的。



  通过以上几个例子可知,采用误差平均法可以最大限度地排除机床误差的影响。

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