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機械加工范文1

關鍵詞：擬實制造；車削過程；仿真

擬實制造技術是指模擬產品從設計到制造再到裝配的全過程，其能夠發現產品制造過程中可能存在的問題，及時預測與分析問題原因，并提出改進措施，對于優化制造流程、減少產品開發風險、提高經濟效益具有十分重要的意義。機械加工過程仿真作為擬實制造技術的重要組成部分，能夠通過對機床—工件—刀具等一系列工藝系統的模擬、監測，獲得加工信息，進而對實際加工的問題進行預測與優化，提升實際加工過程的智能化水平。

一、擬實制造技術簡介

（一）擬實制造系統的構成。

擬實制造是產品開發中不可或缺的內容，其具體是指借助計算機技術對產品從設計到制造再到裝配等全過程進行全面仿真、模擬。擬實制造系統的流程涵蓋了實際產品生產的全生命周期，具體來講，其主要由五個階段構成：

（1）概念設計階段。

這一階段主要完成對產品的運動學仿真分析，為下一階段提供總體思路。

（2）詳細設計階段。

這一階段需要對產品加工的全流程進行仿真模擬，包括分析與預測加工過程中的各項物理參數、物理仿真過程、工件幾何參數，校驗幾何仿真過程、對產品的裝配進行仿真等等。

（3）加工制造階段。

這一階段是前期設計階段的理論驗證階段，是擬實制造系統的核心，包括作業計劃與生產計劃調度、工廠設計、制造車間設計以及控制器設計等。

（4）測試階段。

運行仿真加工過程，監測其同實際生產的差距，發現其中存在的問題。

（5）培訓與維護階段。

對仿真器使用者進行培訓，包括生產過程培訓以及二級維護培訓。由上述擬實制造系統的五個運行階段我們可以看出，擬實制造按流程可劃分為五個工作層級，即工廠級、車間級、調度級（含具體仿真加工過程）、各制造單元。

（二）擬實制造技術的國內外發展情況。

現階段，擬實制造技術的研究重點仍集中于技術理論研究以及對各級仿真環境的構造與實踐嘗試。具體來講，技術理論研究的主要內容包括整個擬實系統的建模方法、模型構成與集成方式以及近年來流行的虛擬制造技術、虛擬制造系統的應用與衍伸等。對各級仿真環境的構造與實踐則主要包括具體加工過程、加工單元的仿真以及實驗室角度的虛擬工程與虛擬車間設計、對工廠級設備的調度、對車間級設備的管理、信息的集成處理等等。目前，在國內，虛擬制造技術得到了制造業的高度重視，許多科研機構、企業投入到了虛擬制造技術生產過程模擬、建模方法等方面的研究當中，與此同時，人工智能以及神經網絡等高端新興科技也被引入到了虛擬制造系統中，虛擬工廠級、車間級的設計與調度得到優化與提升。

二、機械加工過程仿真

（一）機械加工過程仿真的現狀與問題。

目前，機械加工過程仿真主要有以下兩種情況：

（1）以加工過程仿真為系統主要內容，構造完整擬實制造系統。

（2）采用金屬切削方式，對機械加工過程中各內部因素的變化與作用情況進行仿真模擬，研究其切削原理，為實際生產提供理論基礎。上述兩種機械加工過程仿真所基于的原理是相同的，都是根據實際需求對機械加工工藝系統建立連續變化模型，而后采用數學離散法計算出其中的斷續點，再通過對這些斷續點的物理因素變化來仿真加工過程。機械加工過程仿真存在的問題主要有：

（1）物理仿真同實際生產差距較大。現階段的機械加工過程仿真是基于理想狀態展開的，其中有大量人為的假設因素。這種理想狀態不能將所有可能存在的情況考慮進來，因而不能真實反映實際生產的狀況。

（2）加工范圍與形式仍不能滿足需要。國內機械加工過程仿真仍主要以銑、磨為主，仿真技術對這兩種工藝的應用范圍仍然很窄。

（3）仿真手段仍較為低端。由于計算機軟硬件的限制，仿真技術的精確度不高，發展速度也較慢。

（二）機械加工過程仿真系統的結構。

機械加工過程仿真系統屬于擬實制造的第二階段———詳細設計階段，這一階段需要對機床—工件—刀具所構成的仿真系統中的參數與信息進行分析、預測。

（三）數控車削過程仿真的方法。

車削加工是目前應用最廣泛的機械加工方式，數控車削加工仿真能夠實現多種情況的模擬，具有十分重要的應用價值。具體來講，數控車削過程仿真能夠完成外圓、端面、倒角、螺紋、曲線等各種加工形式的模擬與預測，其實現過程包含三個環節：

（1）建立完善的數控車床車削仿真系統，優化NC代碼，實現車削智能加工。

（2）綜合考慮實際加工中可能存在的問題，盡可能還原實際生產過程。

（3）對仿真過程中檢測出的問題進行收集與分析，從而為實際生產提供依據。結語：機械加工過程仿真能夠逼真地模擬車削加工過程，最大程度減少實際加工過程中可能出現的異常現象，簡化了加工過程中檢測及診斷設備，降低了企業成本，提高了加工安全性與經濟效益。

參考文獻：

機械加工范文2

    機械加工過程中誤差控制

    如何減小機械加工過程中產生的誤差是機械加工行業的一個重要研究對象,也是一個亟待解決的重要課題。工作實踐中,要不斷的總結經驗、提高認識,找出誤差產生的根源,提高工件的加工精度,保證加工質量。機加工實踐中,應遵循基準先行,先主后次、先面后孔、先粗后精的原則,為保證加工表面的相對精度,要盡可能選擇更多的使用基準。加工過程中的誤差補償法誤差補償是在加工的過程中,為在較大程度上降低加工過程中的誤差,由機械師人為的制造出一種與之前的誤差不同的新的誤差形式,用以補償該工藝中可能出現的原始性的誤差。如:制造數控機床的滾珠絲桿時,機械師可將螺距磨得小于標準值,這就是一種人為刻意行為,那么裝配的時候所產生的拉伸力就會把絲桿螺距拉長,這樣螺距就會增加到標準值,從而達到補償原始誤差的目的,形成標準化螺距。直接減少誤差直接減少誤差是工作人員對于能夠明確找到形成誤差的原因后所采取的的改進措施。比如,在進行細長軸車削時,工件較易受劇烈溫度變化而形變,那么操作者就可采用“大走刀反向切削”的手法來直接減少變形。例如,對于薄片工件的兩個端面的磨削工藝,可使用環氧樹脂粘強劑將所有的的工件全部粘結在同一塊平板之上,保證工件與平板可以同時固定在吸盤之上,也可以將其上端面磨平后取下,以上端面作為基準對其它端面進行磨平,通過這種直接減少誤差方式來克服薄片形變。有效誤差分組機加工中,單個工序的工藝能力和加工精度都是能保障的,但對于加工半成品時很難維持較高的精度。這就要參考上一道工序的加工精度與具體的毛坯精度,可采用誤差分組來避免誤差。具體而言,就是將半成品或者毛坯的尺寸按照誤差的大小人為分成幾個小組,來縮減毛坯的誤差,隨后機械師可以有效的調整工件與刀具之間的具置,縮小工件的具體尺寸范圍達到降低誤差的目的。

    礦山零件機械加工工藝原則和要求

    礦山零件機加工與煤礦生產效率息息相關。在零件的機械加工過程中,存在一些影響加工品質的因素,這些因素直接影響到煤礦的安全生產和生產效率。設計零件加工的內容上,要有具體明確的步驟,包含對零件的規格、質量、大小等進行檢查,機械零件加工精度是機械零件加工質量的核心部分。另外,在加工工藝的過程中,也要積極提高工藝規程、改進技術水平、提高零件加工精度與利用率,為提高礦山生產效率打好基礎。對于煤礦機械加工工藝的過程中,首先要對零件的工藝方面有明確的目標,零件必須滿足機械設置要求,能夠有效促進煤礦生產。必須嚴格把關零件質地、耐熱等情況,確保機加工的工藝基礎。再根據零件的要求來確定毛胚,合適的毛胚能夠極大提高機械工藝,促進生產的發展。之后,就是要制定出機械加工工藝路線,全面了解零件特性,研究各零件表面的處理方式,為零件加工打好基礎。完成零件的規格檢查后,再劃分零件粗糙程度、精度,根據區域分布確定機加工方案。另外,加工設備的選擇關系到零件的加工質量,如果是大批量的零件生產,一般使用通用機床與專用工夾具,對于不同的機加工工藝而言,其技術含量和檢驗方法差別也較大。若是小批量的零件生產,切削用量還是由主控人員操作,在平常的事務安排中這一項沒有具體明確的規定。但是,在煤礦機械加工工藝生產零件中要求則不一樣,無論是切削用量,還是相關重要零件的規格都得加強注意,不能隨便更改,這樣為了保證生產的合理性和節奏的均衡。最后,就是填寫機械加工與零件的工藝文件。高質量、高品質、低成本是煤礦機械加工工藝中遵循的基本原則,在提高質量的基礎上不斷的降低生產成本才能較好的提高煤礦生產的經濟效益。具體而言,技術是煤礦效益的首要前提,盡管煤礦產業目前取得了較大的發展,但目前大部分煤礦的機械加工工藝的技術水平發展仍比較滯后,必須下大力氣加以提高,我們要拓寬視野,向先進國家的學習先進技術、引進先進設備,不遺余力的提升整體裝備水平和技術水平。通常而言,零件加工實踐中,我們都會同時出幾套設計方案,但有可能這幾個方案會產生矛盾,我們就非常有必要對這些方案進行技術經濟研究,選取最優方案。此外,在現代煤礦的機械加工工藝中,要積極提倡自動化與機械化,降低人工工作量,減少失誤,為操作人員營造一個穩定安全的工作環境。所有的機械加工工藝中,都有一個規程環節,它關系到生產的具體工作和實際操作,工藝規程目標應精確統一、避免繁瑣。其中所用的專業修辭、符號、單位、編號等因素要根據煤礦的實際規格來設計,若在機加工實踐中,發現某一機械零件的規格或者所采用的技術不符合要求,要及時向相關部門提出建議,不能隨便對機械加工零件及其設計圖進行盲目修改。

機械加工范文3

關鍵詞：綠色制造；機械加工；發展

機械制造業的發達程度是國家工業化程度的重要要標志，因為它機械制造業為整個國民經濟的運作和發展提供技術裝備。機械制造業為社會生產零件、機器產品的同時，也產生了大量的工業廢液、廢氣、固體廢氣物等污染。隨著社會保健意識的增長，企業家和技術人員也都意識到，若再延伸用這種粗放式的機械制造模式，將不利于整個行業和社會的可持續發展，因此急需探索符合環保要求的節能、降耗、少污染的綠色機械制造模式，采取相應的綠色模式，適應社會發展的要求。資源節約型、環境友好型社會，迫切需要綠色制造。

1綠色制造的含義和內涵

綠色制造又稱面向環境的制造（MFE）、環境意識制造（ECM）或清潔制造等。綠色制造是龐大的系統工程，是一個綜合考慮環境影響和資源消耗的制造技術。它著眼在產品把對環境的影響和資源、效益充分、綜合考慮的現代制造模式，旨在使產品的整個生命周期包括設計、制造、包裝、運輸、使用到最后報廢處理各個環節，實現對環境的負效應最小化、資源的利用率最大化和經濟效益最大化。綠色制造是一種全新且符合時展潮流制造模式，它的出現是機械制造業的重大改革。

2綠色制造的實現

（1）綠色設計。綠色設計即在產品的設計階段，就將環境因素和防止污染的措施考慮在產品設計中，將產品的環境屬性和資源屬性，如可拆卸性、可回收性、可制造性等作為設計的目標，并行地考慮并保證產品的功能、質量、壽命和經濟性。綠色設計要求在產品設計時，選擇與環境友好的材料、機械結構和制造工藝，在適用過程中能耗最低，不產生或少產生毒副作用；在產品生命終結時，要便于產品的拆卸、回收和再利用，所剩廢氣物最少。研究表明，雖然設計成本可能僅占總成本的10%左右，但是卻在很大程度上決定了產品的性能。所以，企業只有在產品設計階段，根據產品的性能和特點對其采取綠色設計，才能確保環境效益和經濟效益實現最大化。通常產品的綠色設計，主要考慮環境因素、產品性能的因素、資源耗費的因素、生產成本的因素等。

（2）低物耗的綠色制造技術。原材料（尤其是一些不可再生的金屬材料）大量消耗，將不利于全社會的持續發展，因此，在機械加工中應推廣資源消耗低的綠色技術。在選擇制造材料以及包裝材料時，要考慮與環境的協調性。盡量采用精鑄、冷擠壓等成型技術和工程塑料，取代機械加工，這樣可以避免機械加工帶來的毛坯耗材、能源消耗和加工費用、加工廢棄物污染等。此外，還要積極開發無水干式切削技術，從綠色可持續發展的角度，探討節水制造的新工藝。還有，若機件的毛坯粗糙，機加工余量較大，不僅消耗較多的原材料，而且生產效率低下。因此，有條件的地區可組織專業化毛坯制造，提高毛坯精度。

3低能耗的綠色制造技術

機械制造企業在生產機械設備時，需要大量鋼鐵、電力、煤炭和有色金屬等資源，隨著地球上礦物資源的減少，必須重視節能降耗。例如：改變原來能耗大的機械加工工藝，采用先進的節能新工藝和綠色新工裝。加強能源管理及時調整設備負荷，消除滴、漏、跑、冒等浪費現象，避免設備空車運轉和機電設備長期處于待電狀態。

4綠色制造的機制體制保障

建立健全激勵和監督制度。一方面，要建立健全激勵制度。可以通過稅收或財政補貼等方面的優惠政策，激勵企業積極開展對綠色制造新工藝、新技術研究和改革，鼓勵他們生產制造綠色成本，降低成產成本。另一方面，建立健全綠色監督機制。包括自我監督、法律監督和公眾監督三種方式。自我監督是企業自身對自身的監督；法律監督是政府主管部門通過法律手段對企業進行監督；公眾監督是由全民參與，通過投訴舉報等方式，對企業不符合制度的方面進行監督。

5綠色包裝

綠色包裝的設計除應滿足產品包裝基本功能外，主要考慮是如何提高資源利用率，包裝結構易于拆卸，便于回收處理。進行綠色包裝設計的具體原則：簡化設計，精簡零件；零件多功能化，減少零件數量，降低資源消耗；對包裝的整體布置優化設計，使其盡可能“小型化”；回收處理。對生命期結束的產品應及時回收和處理，包括兩方面的因素：一方面是防止污染環境；另一方面是拆卸后，部分零部件或材料可以通過修補和改造重新使用，這樣就節省了材料和能量。對拆卸后不能使用的零部件，如果制作材料是可再生的，可以回爐后再用；對不可再生的或有毒、對環境有污染的，應采取適當措施處理。此外，回收和處理過程中要避免二次污染。

作者:邵娟 單位:遼寧建筑職業學院

參考文獻:

［1］鄭華林.制造業的可持續發展綠色制造技術及其實施對策［J］.機械制造，2006，（6）.

機械加工范文4

【關鍵詞】典型表面；機械加工；成形原理

1.機床上零件表面成形的原理

1.1表面發生線的形成方法

形成零件表面的母線和導線都是發生線，發生線形成的方法共有4種：軌跡法、成形法、相切法和范成法（或稱展成法）。

（1）軌跡法的特征是：刀具的切削刃與將要形成的表面呈點接觸，該點沿著將要形成的發生線運動，其軌跡線就是發生線。軌跡法需要一個成形運動。

（2）成形法的特征是：刀刃的形狀和將要形成的發生線是完全吻合的，因此不需刀具和工件之間有相對成形運動即可實現發生線。

（3）相切法的特征：刀具為盤狀或柱狀的多齒刀具，每個刀齒輪流切削形成一系列刀刃的軌跡線，和這些軌跡線共同相切的線被稱為包絡線，該包絡線即是將要形成的發生線；相切法需要兩個成形運動，一個是刀具的旋轉運動，一個是刀具軸線沿著將要形成的發生線等距離的運動。

（4）范成法的特征：范成法是形成漸開線的方法，是利用齒輪嚙合的原理由“范成運動”所形成的。范成法形成漸開線（發生線）需要刀具和工件嚴格地按一定規律作相對運動，即需要一個由刀具和工件共同完成的復合運動。范成運動需要兩個成形運動。

形成零件某一表面的兩條發生線的方法可以一樣，也可以不一樣。如，在滾齒機上加工直齒圓柱齒輪的齒廓面時，滾刀和工件的相對復合運動所形成的漸開線是母線，由范成法形成，而呈直線的齒向線是導線，由相切法形成；但在插齒機上加工同樣的直齒圓柱齒輪的齒廓面時，漸開線變成了導線，由范成法形成，而直線齒向線變成了母線，由軌跡法形成。又如，用尖頭車刀加工圓柱面時，作為母線的圓和作為導線的直線均為軌跡法形成的。而用成形圓弧車刀車削成形圓弧溝槽時，和刀具圓弧刃吻合的弧線為母線，由成形法形成，作為導線的圓是軌跡法形成的。因此，某一表面的成形原理和成形運動要根據所采用的具體加工方法具體分析，而不是由表面本身確定。還應特別指出，上述4種方法僅僅是實現一條發生線的方法，而不是形成表面的方法。從成形原理看，有些表面的母線和導線可以交換，這樣的表面也稱為可逆表面；另一些表面的母線和導線不能交換，否則不能形成希望得到的表面或不能形成表面，這種表面稱為不可逆表面。各種表面的母線沿導線運動的規律是不同的，有的很簡單，如平面、圓柱面等，而有一些卻很復雜，如圓錐面、螺紋面和斜齒輪齒廓面等。針對傳統發生線成形理論的不完善，作者將各種表面分為簡單表面和復雜表面，并分別對兩類表面的發生線成形原理作較詳細的定義和歸納。

1.2簡單表面的成形原理

1.3復合表面的成形原理

1.3.1圓錐面

圖2　圓錐表面的成形原理

1.3.2螺紋面

過螺紋軸線的平面與螺紋牙型面的相貫線（V形的兩個線段）就是螺紋面的母線A，而導線B是與螺紋的導程相同的螺旋線。母線A與螺紋軸線始終處于同一平面內，且母線A的方位保持不變，當母線A沿著螺旋線導線B做螺旋運動時，母線A掃過的表面就是螺紋面。V形線的形狀取決于螺紋的牙型，V形線與軸線的距離決定了螺紋直徑，螺旋導線的導程決定了螺紋的導程（或螺距）。

1.3.3斜齒圓柱齒輪的齒廓面

斜齒圓柱齒輪輪齒的端面上為標準的漸開線齒形，因此，從表面成形原理看，可認為和輪齒切向呈垂直的平面與齒槽的相貫線為母線A，齒向螺旋線為導線B，母線A所在的平面始終和輪齒的切向呈垂直狀態，并與齒輪軸線保持同等的距離沿螺旋導線B上升，母線A掃過的表面即是該斜齒圓柱齒輪的齒廓面。

2.機床表面的成形原理與加工精度的關系

從上述零件表面成形原理的分析可以得出，完成零件表面的加工過程就是實現兩條發生線的過程。發生線的形狀誤差將直接復映在工件的表面上。如，在車削圓柱面時，刀具直線運動的誤差將直接影響圓柱面的圓柱度，工件的旋轉運動誤差將直接影響圓柱面的圓度。因此，實現發生線的成形運動精度是決定零件表面精度的最主要的原因之一。發生線大多需要成形運動（成形法由刀刃決定，不需要成形運動），機床部件的設計和改進的核心目標之一就是提高實現發生線的精度。為了簡化機床結構，大多數機床將刀具和工件之間的相對運動分解為簡單的直線運動和旋轉運動。直線運動的精度體現在運動的直線度和勻速性，旋轉運動的精度體現在運動的圓度和勻速性。仍以車床上加工圓柱面為例，工件的旋轉精度受制于車床主軸的徑向跳動和角度擺動、主運動傳動鏈各環節的分度精度、由于切削層厚度硬度的變化引起的受迫振動以及主軸和刀架部件的剛度等；刀具的直線運動精度受制于溜板導軌的直線度和剛度，刀具的剛度，進給運動傳動鏈各環節的分度精度等。發生線的精度也與工件本身的剛度有著極大的關系。因此，從工件表面成形原理，可以探尋提高機床加工精度的方向和途徑。

3.結論

通過對機床上零件表面成形原理的系統歸納和劃分，特別是對復雜表面成形原理的進一步探究，完善了機械加工中關于表面成形原理的理論。在定義簡單表面和復雜表面的基礎上，對圓錐面、螺紋面、斜齒圓柱齒輪齒廓面等典型的復雜表面成形原理進行了準確的描述，構建了形成復雜表面的要件。該成形理論對制造裝備的運動分析、技術研發，特別是多自由度數控加工機床的運動方案設計有著重要的指導意義。　[科]

【參考文獻】

［1］賈亞洲.金屬切削機床[M].北京：機械工業出版社，1996.

機械加工范文5

1.1機械加工中數控技術應用重要性分析

數控加工技術主要就是通過數字控制技術進行實施的高效率及高精密的機械加工，數控技術在機械加工當中的應用對我國的汽車制造業起到了很大的推動作用，數控技術在機械加工中的應用有效提升了機械加工的整體效率，為汽車產業的發展提供了技術保障。數控加工技術的應用將原有的汽車機械加工的程序操作簡單化的呈現出來，從而實現了禮儀的最大化[1]。另外就是機械加工技術的應用對機床的控制能力得到了有效提升，將機床設備的功能很大程度的提升，不僅能夠對機械加工質量有了保證，其工作的高效化也能得到有效實現。

1.2機械加工中數控加工的特征體現

機械加工中數控加工技術在生產的精度以及生產率層面比較高，對實際勞動強度得到了降低。數控加工技術在機械加工中的應用對機械加工方式的轉變有著重要體現，數控加工技術自身的靈活性較好，在實際操作上也更為簡單化，能夠保證機械加工高效以及準確性，數控加工主要是通過數字休息技術的應用。對計算機的充分利用以及對其實施編制程序，這樣只需單人操作就能夠完成多項任務，實際工作的時間得到了縮短，并且模塊化的工作方式在工作質量上也有著保障。

2機械加工技術中數控加工應用策略探究

第一，機床設備中數控加工技術的實際應用實現了機床加工數字化，對機床設備實現現代化的發展目標逐漸實現。對數控技術專業化平臺標準的完善要能夠對數控技術專業化平臺的建設進行著手，在平臺標準上得到完善對數控加工設備生產成本的降低有著促進作用，同時對企業間聯合也有著促進作用，對國際間的競爭水平就有著提升[2]。

第二，數控加工技術的高精度特點使其在機械加工中的應用比較廣泛，機床設備是我國實施各項機械加工作業的重要工具，數控加工技術的應用就從很大程度上實現了加工控制數字化，對機床生產效率有了很大程度的提升，數控加工技術在實際的操作過程中主要就是通過代碼進行控制的，其中的主軸以及道具選擇等都能夠在計算機數控上進行編排，通過計算機發出指令對操作的實施加以有效控制，這樣就能夠讓機床自動化的加工所需零件。

第三，要想將數控加工技術在機械加工中得到更優化的應用就要能夠對數控技術應用人才加大培養力度，我國當前的數控專業基礎人才以及高級人才都比較缺乏，所以在這一方面要能夠將數控技術的培訓體系進一步的完善，這樣才能為數控加工技術的進一步應用發展打下基礎。同時也要能夠對數控加工技術的自主創新加強保護，我國當前還面臨著高端數控加工技術的價格高以及推廣難的問題，所以要在這一方面的自主創新能力得以加強保護和鼓勵其創新精神的實踐。不僅如此，對相關的政策法規也要能夠得以有效完善，對自主創新的體系進行完善，這對數控技術的開發創新就有著保障。

第四，數控加工技術在汽車機械工業中的應用方面，對汽車機械零部件加工技術也有著重要帶動作用，讓復雜化的零件制造的效率有了很大程度的提升。在數控加工技術的作用下對實際的需求得到了滿足，同時也使得企業能長期高效的受益，完成自動化的生產，這就對汽車產業中的傳統生產模式得以有效打破，使其向著現代化的加工制造方向邁進[3]。隨著我國的科學技術的發展，對數控加工技術的智能化實現也將成為可能，智能化的數控技術可以將機械加工效率最大化提升，對機械的加工過程也能夠起到監督以及控制作用，對機械加工的驅動力得到了有效保障。

3結束語

機械加工范文6

加工過程由于采用了近似的加工方法,近似的傳動或近似的刀具輪廓而產生的加工誤差。

1.1采用近似的加工運動造成的誤差

在許多場合,為了得到要求的工件表面,必須在工件或刀具的運動之間建立一定的聯系。從理論上講,應采用完全準確的運動聯系。但是采用理論上完全準確的加工原理有時使機床或夾具極為復雜,致使制造困難,反而難以達到較高的加工精度,有時甚至是不可能做到。如在車削或磨削模數螺紋時,由于其導程t=πm,式中有π這個無理因子,在用配換齒輪來得到導程數值時,就存在原理誤差。

1.2采用近似的刀具輪廓造成的誤差

用成形刀具加工復雜的曲面時,要使刀具刃口做得完全符合理論曲線的輪廓,有時非常困難,往往采用圓弧、直線等簡單近似的線型代替理論曲線。如用滾刀滾切漸開線齒輪時,為了滾刀的制造方便,多用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿來代替漸開線基本蝸桿,從而產生了加工原理誤差。

2機床幾何誤差及磨損其對加工精度的影響

加工中刀具相對于工件的成形運動一般都是通過機床完成的,因此工件的加工精度在很大程度上取決于機床的精度。機床制造誤差對工件加工精度影響較大的有:主軸回轉誤差、導軌誤差和傳動鏈誤差。

2.1主軸回轉誤差

主軸的回轉誤差直接影響被加工工件的形狀和位置精度,可分解為徑向跳動、軸向跳動和角度擺動。由于存在誤差敏感方向,加工不同表面時,主軸的徑向跳動所引起的加工誤差也不同。例如,在車床上加工外圓或內孔時,主軸的徑向跳動將引起工件的圓度誤差,但對于端面加工沒有直接影響。車端面時,主軸的軸向跳動將造成工件端面的平面度誤差,以及端面相對于內、外圓的垂直度誤差;車螺紋時,會造成螺距誤差。主軸的軸向跳動對加工外圓或內孔的影響不大。主軸的角度擺動對加工誤差的影響與主軸徑向跳動對加工誤差的影響相似,主要區別在于主軸的角度擺動不僅影響工件加工表面的圓度誤差,而且影響工件加工表面的圓柱度誤差。

2.2導軌誤差

導軌在機床中起導向和承載作用,它既是確定機床主要部件相對位置的基準,也是運動的基準。它的各項誤差直接對形狀精度產生影響。導軌在水平面內的直線度誤差將直接反映在被加工工件表面的法線方向(誤差敏感方向)上,對加工精度的影響最大。導軌在垂直平面內的直線度誤差對加工精度影響很小,一般可忽略不計。前后導軌的平行度誤差會使工作臺在運動過程中產生擺動,刀尖的運動軌跡為一條空間曲線,使工件產生形狀誤差。

2.3傳動鏈誤差

切削過程中,工件表面的成形運動,是通過一系列的傳動機構來實現的。傳動機構的傳動元件有齒輪、絲桿、螺母、蝸輪及蝸桿等。這些傳動元件由于其加工、裝配和使用過程中磨損而產生誤差,這些誤差就構成了傳動鏈的傳動誤差。傳動機構越多,傳動路線越長,則傳動誤差越大。機床傳動鏈誤差是影響表面加工精度的主要原因之一。

3刀具、夾具的制造誤差及磨損

刀具誤差對加工精度的影響隨刀具的種類不同而不同。一般刀具(如車刀、鏜刀及銑刀等)的制造誤差,對加工精度沒有直接的影響;定尺寸刀具(如鉆頭、鉸刀、拉刀及槽銑刀等)的尺寸誤差,直接影響被加工零件的尺寸精度;成形刀具(成形刀、成形銑刀以及齒輪滾刀等)的誤差,主要影響被加工面的形狀精度。而刀具的磨損會直接影響刀具相對被加工表面的位置,造成被加工零件的尺寸誤差,夾具的作用是使工件相對于刀具和機床具有正確的位置,因此夾具的制造誤差對工件的加工精度(特別是位置精度)有很大影響。夾具的制造誤差由定位誤差、夾緊誤差、夾具的安裝誤差、導引誤差、分度誤差以及夾具的磨損組成。夾具的磨損會引起工件的定位誤差。

4工藝系統受力變形引起的誤差

工藝系統是一彈性系統,在加工時由于切削力、夾緊力和傳動力等作用會產生相應變形破壞了刀具和工件間的正確位置,從而產生加工誤差。

4.1切削過程中受力點位置變化引起的加工誤差

切削過程中,工藝系統的剛度隨切削力著力點位置的變化而變化,引起系統變形的差異,使被加工表面產生形狀誤差。

4.2切削力大小變化引起的加工誤差——誤差復映

工件的毛坯外形雖然具有粗略的零件形狀,但它在尺寸、形狀以及表面層材料硬度上都有較大的誤差。毛坯的這些誤差在加工時使切削深度不斷發生變化,從而導致切削力的變化,進而引起工藝系統產生相應的變形,使得零件在加工后還保留與毛坯表面類似的形狀或尺寸誤差。當然工件表面殘留的誤差比毛坯表面誤差要小得多。這種現象稱為“誤差復映規律”,所引起的加工誤差稱為“誤差復映”。除切削力外,傳動力、慣性重力、夾緊力等其它作用力也會使工藝系統的變形發生變化,從而引起加工誤差,影響加工精度。

5工藝系統受熱變形引起的誤差

機械加工中,工藝系統在各種熱源的作用下產生一定的熱變形。由于工藝系統熱源分布的不均勻性及各環節結構、材料的不同,使工藝系統各部分的變形產生差異,從而破壞了刀具與工件的準確位置及運動關系,產生加工誤差。尤其對于精密加工,熱變形引起的加工誤差占總加工誤差的40%～70%。

5.1機床熱變形對加工精度的影響

機床受熱源的影響,各部分溫度將發生變化,由于熱源分布的不均勻和機床機構的復雜性,機床的各部件發生不同程度的熱變形,破壞了機床各部件原有的相互位置關系,影響加工精度。不同類型的機床由于熱源不同,對加工精度影響也不同。

5.2刀具熱變形對加工精度的影響

盡管在切削加工中傳入刀具的熱量只有3%～5%,但由于刀具的尺寸和熱容量小,故仍有很高的溫升,從而引起刀具的熱伸長并造成加工誤差。粗加工時刀具的熱變形對加工精度的影響可忽略不計;對于加工要求較高的零件,刀具的熱變形對加工精度影響較大,使加工表面產生形狀誤差。例如用高速鋼刀具車削時,刃部的溫度高達700℃～800℃,刀具熱伸長量可達0.03mm～0.05mm。新晨

5.3工件熱變形對加工精度的影響

工件的熱變形主要是由切削熱引起的,熱變形情況與加工方法和是否均勻受熱有關。

5.3.1工件均勻受熱

對于一些簡單的均勻受熱工件,如車、磨軸類件的外圓,

待加工后冷卻到室溫時其長度和直徑將有所收縮,由此而產生尺寸誤差;加工盤類零件或較短的軸套類零件,由于加工行程較短,可以近似認為沿工件軸向方向的溫升相等。對于較長工件(如長軸)的加工,開始走刀時,工件溫度較低,變形較小。隨著切削的進行,工件溫度逐漸升高,直徑逐漸增大,因此工件表面被切去的金屬層厚度越來越大,冷卻后不僅產生徑向尺寸誤差,而且還會產生圓柱度誤差;對于軸向精度要求較高的工件(如精密絲杠),其熱變形引起的軸向伸長將產生螺距誤差。