引言

普通機床是我國眾多行業(yè)應用的主要加工設備,機床在經(jīng)過長時間使用后,其加工精度容易受到影響,致使加工誤差問題出現(xiàn)。而引發(fā)加工誤差的原因有許多種,經(jīng)過實驗分析,導致普通機床加工誤差的主要原因是硬件工藝,也就是說,設備自身的問題是導致加工誤差的根本原因。

1加工誤差和加工精度概述

加工誤差是指加工零件實際的幾何參數(shù)與設計參數(shù)之間存在一定程度的偏差。而加工精度是指實際加工的零件與CAD模型之間的符合程度,主要包括以下參數(shù):一是尺寸參數(shù):二是形狀參數(shù):三是位置參數(shù)[1]。在實際加工零件過程中,企業(yè)會用公差等級作為衡量精度的標尺,加工精度等級越高,則加工制造精度就越低,例如:1T6所代表的加工精度就低于1T5。而誤差則可以直接用數(shù)值表示,顯而易見,加工誤差數(shù)值越大,就代表機床所加工的零件與設計零件相差越大,加工精度就越低。因此,在實際加工零件過程中,二者都是用來評價零件加工質(zhì)量的單位。

2普通機床的加工誤差

2.1機床自身的誤差

2.1.1主軸誤差

主軸是機床最重要的部件之一。主軸上通常會安裝一些加工刀具和工件,并通過旋轉(zhuǎn)帶來的動能,實現(xiàn)對零件的加工制造[2]。由此可見,如果主軸存在故障,必然會導致零件加工精度受到影響,加工誤差問題也會就此發(fā)生。一般情況下,主軸誤差主要表現(xiàn)為徑向回轉(zhuǎn)誤差,而導致這種誤差的原因有以下方面:一是主軸承存在誤差:二是主軸同軸弧度存在誤差:三是主軸內(nèi)軸頸弧度存在誤差。

2.1.2導軌誤差

導軌如果存在誤差,將會對零件加工精度造成直接的影

響。所謂"導軌誤差"指的是機床實際運行的方向與設計方向存在差距。而導致這類誤差出現(xiàn)的原因有以下方面:一是制造工藝和安裝方法不符合標準:二是導軌工作時間過長,受到了嚴重磨損。例如:普通機床常見的導軌誤差主要包括水平表面的直線誤差和垂直表面的直線誤差,這兩種誤差均會對零件加工精度造成影響。

2.1.3元件間傳動鏈誤差

元件間傳動鏈誤差是指在普通機床運行過程中,傳動鏈首尾兩端的元件發(fā)生位移誤差,通常利用轉(zhuǎn)角誤差值作為衡量這種誤差的參數(shù)。而導致普通機床出現(xiàn)這種誤差的原因是制造和安裝工藝存在偏差,同時,各部件長期受損也是重要

原因。

2.1.4加工刀具誤差

加工刀具是普通機床的重要組成部分,如果刀具存在制造誤差,必然會導致零件加工精度受到影響,尤其是一些用于定尺寸的刀具,其影響將會被逐漸放大。當然,并不是說所有刀具都會影響加工精度,普通機床加工精度受到刀具的影響相對較小。

2.2加工過程中的誤差

2.2.1加工刀具與零件位置變形

在實際加工過程中,由于受到夾緊力、重力和慣性的影響,車床可能會發(fā)生變形,繼而使加工刀具與零件位置發(fā)生變化,車床加工零件的精度會因此受到影響。

2.2.2工件剛度較差

如果制造工件的材質(zhì)剛度較差,則工件硬度自然無法得到保證,雖然在加工之前,工作人員無法在表面感覺到問題,但在實際加工過程中,工件硬度不足的問題將會被放大,工件由于自身硬度不足,無法承受各方面的作用力,尤其是主軸旋轉(zhuǎn)的切削力,繼而會發(fā)生變形,在這種情況下,對其進行加工必然會存在加工誤差。

2.2.3夾緊力引起的誤差

夾緊力誤差產(chǎn)生的原因為以下兩方面:一是工件剛度較差,二是機床夾具施力方向出現(xiàn)錯誤。上述兩種情況一旦出現(xiàn),同樣會導致工件變形,影響加工精度。

2.2.4受熱引起的誤差

普通機床在工作過程中,容易受到環(huán)境和摩擦力的影響,機床溫度會逐漸上升。例如:切削力會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢鳠?各種部件運行所消耗的能量,有一部分也會轉(zhuǎn)化為熱能,并且機床在運行過程中,主軸和齒輪運動所產(chǎn)生的摩擦力同樣會轉(zhuǎn)化為熱能,這些熱能如果集中到一起,很容易導致機床發(fā)生變形,致使普通車床加工零件的精度下降。

3提高普通機床精度的措施

3.1規(guī)范操作方法,消除主軸誤差

想要消除普通機床的主軸誤差,應做好以下方面的工作:一是加強對機床設備的維護力度,并規(guī)范操作方法,確保操作行為不會讓主軸受到外力影響,例如敲擊、震動等。二是強化主軸設備的加工精度,通過對主軸配套部件等設備進行精度強化,可在一定程度上避免主軸誤差。三是保證主軸承的質(zhì)量,主軸承是主軸的核心部件,在采購和安裝主軸承過程中,必須確保其質(zhì)量和安裝精度符合標準。首先,在安裝主軸承前,應讓機床主軸保持在穩(wěn)定的狀態(tài),且與軸承實現(xiàn)無縫結(jié)合。其次,對于加工精度要求較高的滾動軸承來說,應提前做好保護措施,提高其抗磨損性。四是選擇合適的主軸結(jié)構(gòu),最好選擇運動功能和定位功能相分離的主軸結(jié)構(gòu),以此來避免加工零件過程中,主軸回轉(zhuǎn)對于工件回轉(zhuǎn)精度造成的影響。五是提高主軸回轉(zhuǎn)精度,可將液體和氣體等介質(zhì)灌輸至靜壓軸承,以有效改善主軸承的形狀誤差。

此外,工作人員還可采用分化誤差方法,減少加工誤差。在實際加工過程中,工作人員應注意觀察,明確誤差出現(xiàn)的原因和規(guī)律,對誤差問題進行準確的定位,并根據(jù)誤差種類的不同,采取不同的解決措施。如果加工零件體積過大,則可對其進行二次加工,促使零件的體積變小,并解決上次加工留存的誤差,繼而提升零件加工精度。

3.2正確安裝機床,消除導軌誤差

消除導軌誤差,首先要對機床進行固定,并采用合理的安裝方式,增強其穩(wěn)定性,同時對機床的位置、距離等進行調(diào)整,以提升加工精度。其次,工作人員需定期對導軌進行檢查和維護,例如:工作人員在使用機床后,應及時清理工件的殘渣,防止這些殘渣對部件結(jié)構(gòu)造成影響。再次,應定期利用潤滑油等物質(zhì)對導軌進行保養(yǎng),降低導軌的受磨損程度,同時還要對導軌進行防銹處理,避免生銹問題影響加工精度。此外,工作人員在使用機床時,需對工作環(huán)境進行把握,根據(jù)環(huán)境的變化,采用不同的導軌組合形式,盡可能減少加工誤差。最后,要充分發(fā)揮液態(tài)油和空氣壓力的均化作用,并選擇靜壓型導軌,同時,提高工作臺的驅(qū)動精度,并確保導軌長期處在高精度的狀態(tài)。

此外,使用軟爪也可以有效減少加工誤差。軟爪結(jié)構(gòu)較為簡單,且使用成本低廉,比較適合在普通機床中應用。在實際應用軟爪過程中,工作人員只需按照操作標準加工零件,即可保證零件加工的精度。

3.3提升傳動鏈的精密度

提升傳動鏈傳動精度,是降低機床加工誤差的重要方法,例如:工作人員可減少傳動鏈兩端元件的數(shù)量,并對傳動鏈的長度進行控制。其次,如果機床現(xiàn)在使用的傳動鏈為快速或均速傳動鏈,將其替換為降速傳動鏈也會起到良好的效果。同時,還可采用誤差補償法,減少加工誤差,提高加工精度。誤差補償法屬于一種事后補償誤差的方法,其原理為通過多種檢測方法的使用,對加工誤差進行測量,然后利用事先建立的誤差補償模型,對誤差值進行準確計算,最后通過補償控制機構(gòu)補償加工誤差,從而實現(xiàn)提高加工精度的目的。這種技術的應用可以從根本上消除加工誤差。

3.4合理選擇加工刀具

加工刀具是普通機床重要的部件,為提升零件加工精度,加工企業(yè)必須根據(jù)機床和加工零件的實際情況,合理選擇加工刀具。例如:如加工零件硬度較高,應選擇耐磨性強的刀具,然后在刀具使用之前對其進行檢查和預處理,以確保刀具在加工過程中不會因為磨損而影響加工精度。

4結(jié)語

綜上所述,加工誤差是普通機床在加工過程中不可避免的問題,而導致加工誤差的原因無外乎兩種,一是車床自身的原因,二是車床在加工過程中產(chǎn)生的原因。但在查明誤差原因后,可以采用提高加工精度的措施,減少或消除誤差,繼而確保零件加工精度,使普通機床的應用效果得到提升,以此來推動機床加工行業(yè)實現(xiàn)更好的發(fā)展。