機(jī)械加工表面質(zhì)量與精度控制分析

時間:2022-06-28 11:15:12

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機(jī)械加工表面質(zhì)量與精度控制分析

摘要:機(jī)械加工的精度水平和成品表面質(zhì)量在很大程度上體現(xiàn)著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展水平。隨著社會生產(chǎn)和生活的發(fā)展,人們對機(jī)械制造技術(shù)的要求也愈發(fā)嚴(yán)格,所以進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械加工中的表面質(zhì)量和精度控制就成為了關(guān)鍵所在。

關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;表面質(zhì)量;精度控制

機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)之一,我國的機(jī)械制造業(yè)在經(jīng)過多年的發(fā)展后,其不論是在規(guī)模上還是在質(zhì)量上都取得了顯著進(jìn)步。但隨著社會生產(chǎn)和生活的發(fā)展,人們對機(jī)械制造水平的要求也愈發(fā)嚴(yán)格,所以進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械加工中的表面質(zhì)量和精度控制就成為了關(guān)鍵所在。文章正是立足于這一出發(fā)點(diǎn),對影響加工表面質(zhì)量和精度控制的因素進(jìn)行了分析,并就如何加強(qiáng)表面質(zhì)量和精度控制進(jìn)行了探討,希望對促進(jìn)機(jī)械加工水平的提升能夠有所借鑒。

1機(jī)械加工表面質(zhì)量對機(jī)械使用性能的影響

(1)表面質(zhì)量對疲勞強(qiáng)度的影響。機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中都會承受一定的載荷,而較粗糙的機(jī)械表面在載荷作用下就極易出現(xiàn)疲勞裂紋等情況,進(jìn)而導(dǎo)致其抗疲勞破壞的能力就較差。(2)表面質(zhì)量對耐磨性的影響。表面質(zhì)量對耐磨性的影響主要表現(xiàn)在以下兩個方面:①從表面粗糙度對耐磨性的影響來看,零部件表面越光滑,那么機(jī)械表面之間的磨損就越小,即耐磨性就越好。但是考慮到對潤滑油的存儲,機(jī)械表面也不能過于光滑,而是應(yīng)保持一個相對穩(wěn)定的度;②從表面冷作硬化對耐磨性的影響來看,冷作硬化可以在一定程度上提升機(jī)械表面的硬度,所以耐磨性也相對提升。但過度的冷作硬化會導(dǎo)致金屬疏松和疲軟,嚴(yán)重的甚至?xí)斐山饘俦韺用撀?,進(jìn)而導(dǎo)致其耐磨性嚴(yán)重降低。

2影響機(jī)械表面質(zhì)量與精度控制的主要因素分析

(1)機(jī)床的幾何誤差。因為機(jī)械加工過程是在機(jī)床上完成的,所以機(jī)床幾何誤差對加工表面質(zhì)量和精度控制會產(chǎn)生直接影響。機(jī)床的幾何誤差主要包括主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動鏈誤差這三類。其中,作為加工動力源,主軸的回轉(zhuǎn)誤差是影響機(jī)械加工表面質(zhì)量控制的關(guān)鍵因子。此外,機(jī)械加工是依靠機(jī)床和工件的相對運(yùn)動來實(shí)現(xiàn),而導(dǎo)軌正是控制機(jī)床上刀具、工件間相對位置的關(guān)鍵。如果導(dǎo)軌存在誤差,那么就會使機(jī)床上各個零部件間的相對位置出現(xiàn)偏差,最終導(dǎo)致機(jī)械表面質(zhì)量下降。(2)刀具誤差。在機(jī)械加工過程中,刀具不可避免的會出現(xiàn)一定程度的磨損,進(jìn)而就會對加工表面質(zhì)量和精度造成影響。刀具誤差隨著刀具的不同,對加工質(zhì)量和精度的影響也不同。在機(jī)械加工中,通過合理選型刀具與慎重設(shè)置切削用量是減小刀具誤差的重要手段。(3)定位誤差。在機(jī)械加工中需要對工件進(jìn)行定位裝夾,如果實(shí)際定位與設(shè)計定位間存在偏差,或者所使用的定位元件存在誤差,那么就會導(dǎo)致定位誤差產(chǎn)生,進(jìn)而影響到最終的加工精度和質(zhì)量。(4)調(diào)整誤差。在機(jī)械加工過程中,有時不可避免地需要作出一些工藝過程調(diào)整和優(yōu)化,而此時就可能會產(chǎn)生誤差。這種誤差主要是由于調(diào)整幅度難以控制造成的,進(jìn)而對加工表面質(zhì)量和精度造成影響。(5)工藝系統(tǒng)變形引起的誤差。在實(shí)際加工環(huán)節(jié),因為加工工藝系統(tǒng)的剛性較差或者切削力較高等緣故,使工藝系統(tǒng)出現(xiàn)變形,而工藝系統(tǒng)一旦變形就會影響到加工質(zhì)量和精度。

3提升機(jī)械表面質(zhì)量和精度的方法

上文對影響機(jī)械加工表面質(zhì)量和精度的因素進(jìn)行了分析,從中不難看出,誤差是降低表面質(zhì)量和精度的核心要素,所以限制誤差是提升機(jī)械表面質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)精度控制的關(guān)鍵所在。針對誤差限制問題,筆者認(rèn)為應(yīng)該從以下三個方面進(jìn)行:(1)減小原始誤差。原始誤差主要包括機(jī)床幾何誤差和刀具誤差等,減少原始誤差就是要確保機(jī)床和刀具的精密度。比如對工藝系統(tǒng)受熱或受力變形進(jìn)行控制;對刀具磨損進(jìn)行監(jiān)測識別,一旦發(fā)現(xiàn)刀具磨損就及時更換等等。具體而言,要在加工前對工藝系統(tǒng)的原始誤差進(jìn)行全面評估,并及時采取措施來對誤差產(chǎn)生加以限制;在加工進(jìn)程中,要對工況和加工環(huán)境進(jìn)行密切監(jiān)測和嚴(yán)格管控,進(jìn)而提升表面質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)精度控制。(2)誤差補(bǔ)償。機(jī)械加工中的誤差是很難徹底消除的,所以采用誤差補(bǔ)償策略就成為一個重要手段。這種方式的本質(zhì)是人為制造一個新的誤差來和原始誤差進(jìn)行相互抵消,進(jìn)而起到提升加工質(zhì)量和精度的作用。(3)分化誤差。當(dāng)機(jī)械加工中存在多項誤差時,可以采用風(fēng)險統(tǒng)一管理的理論,依據(jù)原始誤差的特點(diǎn)對其加以區(qū)分,通過分散誤差的方式來降低原始誤差對表面質(zhì)量和精度的影響。

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作者:岳徐翔 單位:新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院