普通机床加工误差

普通机床加工误差（精选9篇）

普通机床加工误差 第1篇

1 加工误差及加工精度分析

加工精度是指生产制造业中, 实际产品与对应理想设计模型之间的重合满足程度, 从零部件的尺寸、形状、相对位置等方面进行有效衡量, 属于几何参数。加工误差是指制造产品实际尺寸参数与模型的偏差影响。现代工业加工中, 一般借助公差等级进行零部件精度定位。加工精度的等级越小, 对应制造精度相对越高, 如IT7的加工精度低于IT6。另一方面, 加工误差借助具体数字进行衡量, 误差小, 模型精度高, 产品质量更优良, 是满足工业需求发展的良性控制。加工生产中, 精度、误差均可作为零部件加工质量的评价指标。

2 机床加工的原始误差分析

机床、刀具及加工设备的工艺系统安装后, 即会存在一定误差, 对应不同操作方法、不同零部件的误差表现形式不同, 一般均称为加工误差。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。

2.1 主轴回转误差

主轴是机床的核心部件, 主轴一端一般进行刀具、夹具的安装, 借助回转实现相应工件的转动, 进而进行切削等加工。若主轴存在误差, 进而会导致加工精度受到负面影响。该误差一般是主轴径向回转引起, 原因分析如下:主轴内部同轴弧度偏差引起后续加工误差、主轴承自身误差以及主轴承之间在同轴弧度方面存在误差。

2.2 导轨误差

导轨在垂直范围内的直线度必须保证良好, 其直线度误差是各项加工工艺误差的主要原因, 对溜板起伏运动、溜板和导轨相对运动的影响较大。另一方面, 导轨在水平范围内的直线误差、垂直范围内的平行误差均会引起工艺误差问题。

2.3 加工刀具的误差分析

作为机床加工的必备元件, 刀具误差对产品加工精度的影响不容忽视。对于定尺寸刀具、成型刀具的加工制造业, 刀具误差的影响更加突出。需要引起注意的是, 不是所有加工刀具均会存在误差, 普通机床的车刀即属于几何误差可忽略的状况, 其加工零部件不会受到精度范围的负面影响。

2.4 对刀误差

普通车床的加工制造中, 需要进行对刀操作。一般包括3种方法:调整法、试切法以及采用对刀装置。3种方法中, 对刀装置法最为常见, 具有速度快的优势。对刀误差指对刀操作中受其他原因影响产生的误差。一般分为3类:对刀引导元件本身的制造误差、对刀夹具的安装误差以及由导引元件自身的尺寸、形状、位置等公差累计造成的误差。

2.5 夹具误差分析

与上述刀具误差类似。夹具作为普通机床中的基础构件, 需要保证相对位置的精确, 实现加工制造精度的有效提高。一般工业制造中, 夹具误差主要是在安装环节、制造环节产生的。如铣床加工中, 为了实现零部件要求的精度, 必须保证夹具的平行度良好, 避免弯折等状况, 一旦发现需要及时进行矫正控制。

3 受力原因导致的误差分析

3.1 工艺受力变形导致的误差

普通机床加工中, 由于零部件受工艺条件影响, 受到外界夹紧力、切削力等作用, 导致变形状况较为明显, 一定程度上引起工艺系统的形变过于突出, 进而引起刀具、零部件之间的相对位置存在误差, 准确效果较低, 即产生较为明显的加工制造误差。

3.2 工件刚度过小引起的误差

普通机床加工制造中, 无法避免外界各种作用力的影响, 外界作用效果一方面引起机床变形, 同时还会对工件产生负面影响。如跨度大、刚度低的工件, 加工制造中在外界夹紧力、惯性力等作用下, 发生受力变形状况极为常见。

3.3 夹紧变形导致的误差

普通车床加工制造中, 为了避免工件和刀具之间的滑动, 避免相对位移引起的误差, 需要进行较为合理的装夹处理, 夹紧操作中外力影响较为关键。夹紧力的大小、方向、位置等, 任一要素不合理都会导致工件发生明显变形, 进而引起加工误差的状况。

3.4 受热变形引起的误差分析

机床加工制造中, 零部件相对运动较多, 会产生大量热量, 如切削热、摩擦热等。受现场环境、操作条件的影响, 有可能发生热量囤积、无法散热的状况, 进而会引起机床受热变形, 对加工精度的负面影响不容忽视。工件均匀受热的状况下, 对于简单的盘、轴零件进行切削加工时, 整体工件受热均匀, 热变形较为一致;若工件不均匀受热, 如刨、磨操作中, 工件单方向受到相对运动引起的热效应, 导致上下温差较高, 会发生工件单方向的凸起状况, 中间或两边翘边现象。冷却后加工表面的平整度差, 对薄片类材料的危害尤为明显。

4 控制加工误差的方法分析

实际制造加工中, 普通机床的误差无法保证完全避免, 但是可进行合理化调整, 对精度进行有效提高, 大幅度降低不必要的误差现象。对企业工艺技术、加工制造产品、产品性能等均有较为明显的积极影响, 是现代加工制造行业的主要关注问题。综合普通车床的误差原因, 对应进行一定的方法预防控制, 分析如下。

其一, 原始误差的改进处理, 需要进行刀具、夹具精度控制, 避免安装操作、组装环节的误差导致后续产品精度受损;提高主轴部件的精度、滚轴灵活度, 避免回转误差的负面影响;其二, 加强对刀具材料、刀具参数、切削控制等方面的管理, 保证刀具的打磨效果良好, 合理使用冷却试剂, 避免刀具磨损导致的误差状况;其三, 加强对新材料的开发应用, 借助科学合理的热处理技术进行零部件内部应力的消除控制, 保证对其进行调质、时效处理, 该操作需要在精加工之前进行;其四, 装夹操作中, 需要减低刀具更换次数, 尽量保证一把刀具进行多次表面加工处理, 减低基准不重合等偏差导致的误差。其五, 结构设计方面的优化处理, 普通机床的结构设计中, 需要保证其零部件刚度合理, 避免外界受力变形的负面影响。加强特殊操作的热量问题考虑, 避免结构不当导致的热量集中问题。

5 结语

社会经济快速发展, 对应各行业的进步较快, 为了满足现代工业发展需求, 加强普通机床的加工精度控制, 提高整体误差预防措施具有重大意义。借助机械产品的精细化管理、误差预防控制手段可一定程度上提高整体加工精度控制, 进而实现产品质量性能的提升控制。促进施工工艺、加工方法等不断优化改善, 带动机械制造行业的科学发展、稳步提升, 实现社会经效益的不断提升。

参考文献

[1]宋利宝.机床误差对加工精度的影响及改善措施[J].装备制造技术, 2012 (10) :160-162.

[2]唐洪莉, 王峰.机床加工精度的误差分析[J].中国新技术新产品, 2011 (6) :164.

普通机床加工误差 第2篇

教案编号：3

课程名称：零件普通机床加工——铣削加工基础 课程性质：必修

适用专业：数控、模具专业

年级：2级 学年：2011-2012学年第一学期

学时：2

周数：1

编写时间：2011年8月20日 教学基本内容

一、教学目标：

（1）知识目标：学习X5032立式升降台铣床主要部件名称、结构及用途。（2）技能目标：掌握铣床的操作技能。

（3）情感目标：培养学生安全文明生产意识，提高学生职业素养。

二、教学重点及难点：

教学重点：铣床主要部件结构及用途。

教学难点：正确的操作铣床技能。

三、教学方法：讲授、现场指导。

四、教具：X5032立式升降台铣床挂图

五、教学过程

1、导入新课（5m）

在实际生产中，绝大多数的机械零件需要通过切削加工来达到规定的尺寸、形状和位置精度，以满足产品的性能和使用要求。铣床因其生产效率高，加工范围广，是目前机械制造业被广泛采用的机床之一。也是许多高校某些专业的基础教程之一。

2、讲授新课

（65m）

（1）铣削加工概述：铣削是以铣刀旋转作主运动，零件或铣刀作进给运动的切削加工方法。

（2）X5032型铣床的加工范围：平面、凸台、沟槽、特型表面、齿轮、凸轮、钻孔、镗孔等。

（3）铣床分类：铣床按结构和用途可分为X6132型卧式万能升降台铣床、X5032型立式升降台铣床、X8126型万能工具铣床、X2010型龙门铣床等等。X5032型立式升降台铣床，是目前我国企业中应用较为普遍的一种机型，而且其结构、性能、功用等诸多方面非常有代表性。

（4）铣床的结构名称及其功用：（5）铣床操纵手柄的用途：

（6）安全文明生产：安全文明生产是工厂经营管理的重要内容之一，它直接涉及到国家、工厂、个人的利益；影响着工厂的产品质量和经济效益；影响着设备的利用率和使用寿命；影响着工人的人身安全。作为职业院校的学生，进入学校实训的初期，就应该培养好安全文明生产的好习惯，为将来走向工作岗位，打下良好的基础。

3、巩固练习（10m）

熟悉机床，按学到的铣床各部件用途，操作练习巩固提高。

4、课堂小结

（5m）

这节课了解了铣床的分类，什么是铣削加工，并着重讲解了铣床主要部件的名称、结构及用途，通过学习我们应能对铣床进行简单的操作。

5、课后作业（5m）

（1）加深理解铣床各部件的用途，熟练操作机床。（2）查阅资料看看铣削加工与车削加工的不同之处。

六、［附］：板书设计

七、教学后记：

普通机床加工误差 第3篇

关键词:机床电火花误差加工精度

中图分类号:TE933文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0040-01

1 微细电火花加工技术简介

微细加工技术在现代制造技术中占有极其重要的地位,而微细电火花加工技术是实现微细加工的最有利手段之一。由于工具电极与工件电极之间的宏观作用力微小,因此非常适合微小零部件的加工。目前,微细电火花加工技术已经广泛应用于航空、航天、医学、模具、微电子器件等方面[1]。在微细电火花加工中,由于其加工对象的微小,因此要求放电间隙控制在1μm以内。

1.1 微细电火花加工机床微进给机构

由于微细加工技术其加工对象的微小,因此要求放电间隙控制在1μm以内。在这样小的放电间隙里,为了防止拉弧和短路现象的发生,就要求机床的伺服控制系统具有很高的分辨率和高频响应能力。采用压电元件和柔性铰链机构的压电微进给机构因其位移控制精度高、响应速度快、驱动力较大等优点,被应用于微细电火花加工。而采用有限元法则可以从理论角度分析出机构性能指标和机构主要尺寸的定量关系[2]。

2 微细电火花加工误差与精度

2.1 微细电火花加工误差的原因

影响机床加工精度的因素主要有机床误差、电极的制造误差及磨损、夹具误差。

(1)机床误差:微细电火花加工机床的误差主要有伺服系统的分辨率和定位精度的误差。定位精度是指机床各坐标轴在数控系统的控制下运动的位置精度,引起误差的因素包括数控系统的误差和机械传动的误差。

(2)电极的制造误差及磨损:电极的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都影响工件的加工精度。

(3)夹具误差:夹具误差包括定位误差、加紧误差、夹具安装误差等。工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件相接触(配合)来确定的。由于定位基面、定位元件工作表面的制造误差,会使各工件在夹具中的实际位置不相一致。加工后,各工件的加工尺寸必然大小不一,形成误差。

2.2 减小误差的方法

(1)减小原始误差。查明产生加工误差的主要原因,设法消除或减小这些因素。例如采用宏观、微观同时驱动电极的方案,用步进电机作宏观运动,用微进给机构作微观驱动,并实时检测放电间隙状态,采用半闭环控制方法驱动电极,既保证了进给速度,又极大的提高了进给精度。

(2)补偿原始误差。人为地制造一种新的误差,去抵消原来工艺系统的原始误差。

(3)转移原始误差。误差转移法就是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。

(4)均分原始误差。这种方法就是把原始误差按其大小均匀分为n组,每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n,然后按各组分别调整加工。

(5)均化原始误差。利用有密切联系的的表面相互比较、相互检查从对比中找出差异,然后进行相互修正或基准加工,使工件被加工表面的误差不断缩小和平均。

(6)就地加工法。采用就地加工的方法,能很方便的解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法是机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。

2.3 实际应用

在实际应用中,采用合金钢材料,取切口厚度为0.5mm。该尺寸的微驱动机构具有合适的固有频率和最大进给量。图1为微进给机构的实物照片。

在实际加工中,采用宏观、微观同时驱动电极的方案,用步进电机作宏观运动,用微进给机构作微观驱动,并实时检测放电间隙状态,采用半闭环控制方法驱动电极,既保证了进给速度,又极大的提高了进给精度。图2为采用该微进给机构加工的直径25μm,厚度为0.1mm的微小孔。从图片中可以看出,微孔的边缘轮廓质量很好,且其加工时间也大大缩短。

3 结论

(1)机床加工过程中,提高机床加工精度有很强的实践性,和实际生产条件及生产工艺有很大关系。

(2)采用宏观、微观同时驱动电极的方案,用步进电机作宏观运动,用微进给机构作微观驱动,并实时检测放电间隙状态,采用半闭环控制方法驱动电极,既保证了进给速度,又极大的提高了进给精度。

(3)合金钢材料的机构具有更高的固有频率,切口尺寸更薄的柔性铰链具有更大的进给量,能够满足微细电火花加工的微进给要求。

参考文献

[1]MASUZAWZT．State of the art of micromachining[J]．Annals of the CIRP,2000,49(2):473-488．

普通机床加工误差分析 第4篇

机械加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。

(1) 加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量, 等级值越小, 其精度越高;加工误差用数值表示, 数值越大, 其误差越大。加工精度高, 就是加工误差小, 反之亦然。

(2) 加工精度包括三个方面内容。

尺寸精度:指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度。

形状精度:指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度。

位置精度:指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想。

任何加工方法所得到的实际参数都不会绝对准确, 从零件的功能看, 只要加工误差在零件图要求的公差范围内, 就认为保证了加工精度。

2 普通机床工艺系统的原始误差

由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统 (简称工艺系统) 会有各种各样的误差产生, 这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式反映为工件的加工误差。

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。

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。

2.1 主轴回转误差

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。

主轴回转轴线误差运动分解为三种基本形式:轴向蹿动、径向跳动、倾角摆动。影响主轴回转精度的因素:轴承误差的影响, 轴承间隙的影响, 与轴承配合零件误差的影响。

2.2 导轨误差

导规的基本精度主要垂直平面内的直线度误差, 水平面内的直线度误差的垂直平面内的平行度误差三项内容。导轨在垂直平面内和水平面内的直线度误差, 以及两条导轨在垂直平面内的平行度误差, 都直接影响着被加工零件的几何间精度, 其中, 导轨在垂直平面内的直线度误差是机械设备各项精度的基础, 其误差值的大小决定了溜板在运动过程中的起伏状态以及溜板与导轨的接触情况。

2.3 刀具的几何误差

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。

2.4 对刀误差

对刀误差是由对刀导引元件本身的制造误差、夹具安装对刀件误差、导引元件面尺寸和形位公差等因素组成。

对刀方法通常有三种:试切法对刀、调整法对刀和用样件或对刀装置对刀。其中用对刀装置调整刀具对夹具的相对位置, 既方便又迅速。

2.5 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与夹具的正确安装对工件的加工精度 (特别使位置精度) 有很大影响。例如在铣削工件的侧面时, 就需要对夹具打百分表校正平行度。

2.6 基准不重合误差

在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。

3 机床受力变形引起的误差

(1) 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。特别是车削细长轴时, 轴的中部因为跨度太大就容易产生刚性变形。

(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 机床工艺系统受热变形引起的误差

工艺系统热变形对加工精度的影响比较大, 特别是在精密加工和大件加工中, 由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的40%~70%。

(1) 切削热。切削过程中, 切削金属层的弹性、塑性变形及刀具、工件、切屑间摩擦消耗的能量绝大多数转化为切削热。

(2) 摩擦热。机床的各种动力源如液压系统、电机、马达等, 工作时也要产生能量损耗而发热。

(3) 机床中的各种运动副, 如导轨副、齿轮副、丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副、摩擦离合器等, 在相对运动时因摩擦而产生热量。摩擦热由润滑油传给机床各处, 从而使机床产生热变形。

(4) 环境温度。一般来说, 工作地周围环境随气温而变化, 而且不同位置处的温度也各不相同, 这种环境温度的差异有时也会影响加工精度。

5 工件热变形引起的加工误差

(1) 工件均匀受热。

当加工比较简单的轴、套、盘类零件的内外圆表面时, 切削热比较均匀地传给工件, 工件产生均匀热变形。

(2) 工件不均匀受热。

当工件进行铣、刨、磨等平面的加工时, 工件单侧受热, 上下表面温升不等, 从而导致工件向上凸起, 中间切去的材料较多。冷却后被加工表面呈凹形, 这种现象对于加工薄片类零件尤为突出。

6 提高加工精度的措施

(1) 提高主轴部件的制造精度, 对滚动轴承进行预紧, 使主轴的回转误差不反应到工件上。

(2) 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。

(3) 合理选用材料和规定热处理的技术要求, 为了提高零件的机械性能和消除内应力而安排的热处理工序, 如调质、时效处理等, 一般应安排在粗加工之后, 精加工之前。

(4) 零件在一次装夹中, 尽可能使用同一把刀具完成较多的加工表面, 以减少换刀次数, 简化加工路线, 从而避免因为基准不重合而的误差。

在机械加工中, 只有对误差产生的原因进行详细的分析, 才能采取相应的预防措施减少加工误差, 提高机械产品加工精度。通过对影响机械加工精度因素的深入分析, 找出这些因素的原因, 提出相应的措施, 才能使机械加工技术更加完善。

参考文献

[1]李玉平, 机械加工误差的分析[J].新余高专学报, 2005 (4) .

机床加工精度的误差分析 第5篇

1.1 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。实际加工不可能做得与理想零件完全一致, 总会有大小不同的偏差, 零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度, 称为加工误差。

1.2 原始误差

由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统 (简称工艺系统) 会有各种各样的误差产生, 这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式 (或扩大、或缩小) 反映为工件的加工误差。

1.3 研究机械加工精度的方法

研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。

2 工艺系统集合误差

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:

2.1 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。

2.2 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。

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。

2.3 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) 。

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。

2.4 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。

2.5 刀具的几何误差

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。

3 定位误差

3.1 基准不重合误差

在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下, 工序基准应与设计基准重合。在机床上对工件进行加工时, 须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准 (或测量基准) , 如果所选用的定位基准 (或测量基准) 与设计基准不重合, 就会产生基准不重合误差。基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。

3.2 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。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确, 它们得实际尺寸 (或位置) 都允许在分别规定得公差范围内变动。同时, 工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副, 由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量, 称为定位副制造不准确误差。

4 工艺系统受力变形引起的误差

4.1 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。

4.2 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。

4.3 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。变形与载荷不成线性关系, 加载曲线和卸载曲线不重合, 卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量, 它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功;第一次卸载后, 变形恢复不到第一次加载的起点, 这说明有残余变形存在, 经多次加载卸载后, 加载曲线起点才和卸载曲线终点重合, 残余变形才逐渐减小到零;机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。

5 工艺系统受热变形引起的误差

工艺系统热变形对加工精度的影响比较大, 特别是在精密加工和大件加工中, 由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的40%~70%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用, 温度会逐渐升高, 同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时, 工艺系统就达到了热平衡状态。

结语

综上所述, 只有更好的提高加工精度的途径;减小原始误差;转移原始误差;均分原始误差;均化原始误差;误差补偿;才能提高产品的质量, 生产出质量过硬的产品, 才能有更好的经济效益!

摘要：本文简要介绍了机床加工精度与加工误差基本知识。结合生产教学实际, 详细介绍了各种误差极其形成原因, 并就如何减小误差, 提高机械加工精度提出了自己的观点。

关键词：加工精度,减小误差

参考文献

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].机械工业出版社.

[2]富成科.机械制造基础[M].北京:人民出版社, 1998.10.

[3]张长明.正确应用尺寸链巧订零件工艺尺寸[J].机械制造, 2000年01期.

[4]王喜力.谈谈公差带概念[J].航空标准化与质量, 1981年03期.

数控机床加工误差分析及对策 第6篇

程序编制误差是在加工工件程序编制过程中产生的。在实际的加工中, 由于程序编制处理不当而造成的误差一般是制作人员对现场加工的工艺缺乏了解, 对机床操作系统的特性缺乏了解, 对零件图纸中的尺寸误差处理不当, 对编程原点选取不当带来的误差。解决措施包括以下几点。

1.重点关注因对零件结构的工艺性分析不足而造成的误差。编程人员要充分了解现场加工的工艺流程, 熟悉机床操作系统并且能够正确处理零件图纸的尺寸误差。

2.应采用统一的定位基准。数控加工中若没有统一的定位基准, 会因零件的重新安装而引起加工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调, 造成较大的误差。零件上最好有合适的孔作为定位基准, 避免造成欠切削或过削现象。在数控车床上加工圆弧与直线或圆弧连接的内外轮廓时, 应充分考虑其过度圆弧半径的大小, 可采用刀具刀尖半径自动补偿法予以解决。用铣刀加工内外轮廓时, 刀具的切入点与切出点应选在零件轮廓几何参数的交点处, 选择合适的切入和切出方向。

3.编程原点应尽可能与图纸上的尺寸基准重合, 其选择有利于编程、数值计算简便以及所引起的加工误差应最小, 且测量位置较方便。

二、数控机床产生的误差及解决措施

数控机床产生的误差主要分为数控系统产生的误差和机械部分产生的误差两部分。

1.数控系统产生的误差。

数控系统按照伺服系统的控制方式, 可以分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。

(1) 开环控制系统。

开环控制系统主要由驱动电路, 执行元件和机床三大部分组成。伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令, 经驱动电路功率放大后, 驱动步进电机旋转一个角度, 再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转, 通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移, 移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数决定的。开环控制系统的信息流是单向的, 不带有检测装置, 也没有反馈电路。系统框架如图1所示。

由于进给系统中没有反馈检测装置, 其前进路线中产生的误差就无法通过反馈信息来进行补偿, 从而导致了输出位置误差, 此外系统对移动部件的实际位移量不进行监测, 也不能进行误差校正, 因此, 步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。主要的误差包括以下几点。

反向间隙误差。开环控制系统中加工刀具与工件的相对运动是依靠驱动装置带动齿轮、丝杠转动, 从而推动工作台面等移动部件产生位移来实现的。作为传统元件的齿轮、丝杠尽管制造精度很高, 但总免不了存在间隙。由于这种间隙存在, 当运动的方向改变时, 开始必然会引起驱动元件的空走, 出现指令脉冲推不动执行元件的局面。这就影响了机床的加工精度, 即指令脉冲与实际进给步数不相符合, 产生加工误差。

丝杠螺距误差。在开环控制系统中涉及的零件等会有误差。

步进电动机的起停误差。在步进电动机启动和停止的过渡过程中, 电动机的转动总是滞后于控制脉冲。

解决的措施包括以下几点。

反向间隙误差补偿。将开环数控系统设置反向间隙误差补偿功能, 用以补足空走的步数。反向间隙差补偿就是实测反向进给的误差, 把它折算成脉冲当量数, 作为间隙补偿子程序的输出量, 当计算机判断出现的指令为反向运动时, 随即调用间隙补偿子程序, 通过输出补偿脉冲消除反向间隙后再进行正常的插补运行。

常值系统性定位误差补偿。先在机床上建立绝对原点, 根据实测的机床某一坐标轴的全程点位误差曲线来确定补偿点, 最后列成误差修正表, 存入计算机。当工作台移动时, 由安装在绝对原点处的微动开关发出绝对原点定位信号, 计算机随时发出对应于目标补偿点的误差补偿信息, 对机床的定位误差进行补偿。

反馈补偿开环控制。该系统由开环控制和感应同步器直接位置测量两个部分组成, 这里的位置检测不用作位置的反馈, 而是作为位置误差的补偿反馈, 工作在鉴幅方式的感应同步器此时既是位置检测器, 又是比较器。

(2) 闭环控制系统。

闭环系统主要由执行元件、检测单元、比较环节、驱动电路和机床5部分组成。这类控制系统因把机床工作台纳入了控制环节, 故称为闭环控制数控机床。闭环控制系统能够时时检测到工作台的实际位置, 位置检测装置安装在机床工作台上, 用以检测机床工作台的实际运行位置 (直线位移) , 并将其与CNC装置计算出的指令位置 (或位移) 相比较, 用差值进行控制, 并反馈给数控系统中, 与系统中的指令值进行比较, 用差值对机床进行控制, 直到消除差值时才停止移动。系统框架如图2所示。

闭环控制系统误差产生的主要原因有死区引入的误差, 机械磨损引起的误差, 制造安装引起的误差, 控制系统硬件引起的误差。

减少上述误差的主要方法是尽量选用精度较高的反馈系统, 提高系统的安装精度, 解决方法如下。

机械传动中的死区间隙, 包括传动中的摩擦死区和电器元件参数的死区, 其中机械传动装置造成的间隙等于各传动副的间隙反映到工作台行间隙量之和, 主要由间隙和摩擦死区两部分, 是可以确定的, 由系统软件进行补偿。磨损也是不可避免的, 持续的, 在实际生产中, 在一定的时间内, 可将磨损看做一定值, 作为系统误差予以补偿。

安装时要根据实际测量结果正确调整导轨和丝杠的安装, 滚珠丝杠的精度应与导轨的精度相适应。

在正常系统中, 会因编码器、电缆的屏蔽、接口电路性能导致脉冲技术偏差。编码器产生的偏差应为零或小到可以忽略不计, 因为编码器是闭环系统中的唯一位置检测环, 所以转速的选择应尽量与工作台转速接近。

(3) 半闭环控制系统。

半闭环控制系统是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置, 通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移, 然后反馈到数控装置中去, 用安装在进给丝杠轴或伺服电机轴端的角位移测量元件来实现机床工作台的直线运动测量, 并对误差进行修正。由于工作台没有包括在控制回路中, 因而称为半闭环控制数控机床, 系统框架如图3所示。

半闭环控制系统产生误差的原因包括:传动链部分, 丝杠的固有误差, 滚珠丝杠副的误差。

解决方法包括由数控系统软件实施补偿;尽量减小滚珠丝杠副、轴承的预压, 根据数控机床的实际运动速度要求, 选用适当的丝杠导程, 降低转数, 选定合适的润滑油及利用空气冷却丝杠外援, 将滚珠丝杠累计导程目标值置为负值;在丝杠轴上施加预张力;可按控制系统的误差予以补偿。

2.机械部分产生的误差。

(1) 由工装 (包括刀具、夹具、量具等) 产生的误差。

应在数控加工中尽量采用数控刀具;选取合适的量具可以时常检测成型零件的真实尺寸, 保证加工出符合图纸的产品;夹具可以实现快速安装零件的作用, 但同时要求夹具保证零件装夹时的变形量满足要求, 否则过大的变形量将影响零件的加工精度。

(2) 刀尖圆弧误差。

在切削内孔、外孔或端面时, 刀尖圆弧不影响其尺寸、形状, 但在加工锥面或圆弧时受刀尖圆弧影响造成过切或少切;对刀误差主要产生在对刀过程中, 刀具在移动到起刀点位置时受操作系统的进给修调比例值影响。

刀尖圆弧误差可通过测量刀尖圆弧半径, 采用刀具半径补偿功能来消除误差;对刀误差可以合理选择进给修调比例, 尤其是当刀具靠近起刀点位置时采用最小挡进给修调使刀具精确定位于起刀点位置。

三、结论

数控机床加工误差原因及对策分析 第7篇

数控机床零件加工经常会因为各项因素的影响而出现误差, 即加工后零件实际几何参数与设计几何参数间存在一定偏差, 导致零件精确度不能满足设计要求, 最终只能作为不合格或者废品处理。以提高数控机床加工精确度为的目的, 需要对各类加工误差原因进行分析, 有针对性的采取措施进行处理, 对存在的误差进行有效补偿。

1 数控机床加工误差分析

经济性数控车床对零件的加工, 应用为步进电机开环伺服系统或者半闭环伺服系统来驱动刀具, 在这个过程中就会因为受各项因素的影响而存在加工误差。一方面, 数控机床自身因素。主要是因为数控机床所用构件精确度较低, 以及机床装配过程中存在误差, 导致零件加工后精确度达不到设计要求。针对此种误差原因, 一般可以就高精度零部件进行更换, 以及在装配环节做好控制, 争取提高机床自身精确度。另外, 对于部分技术能力可以达到要求的企业, 还可以选择对步进电机构成的开环伺服系统进行适当的改造, 使其成为闭环伺服系统, 来提高零件加工精度[1]。另一方面, 工艺操作因素。部分零件在加工过程中, 会因为机床以及零件本身的热变形, 造成切削、振动、装夹、磨损等细节存在误差。想要对此类误差进行补偿, 需要建立补偿模型在CNC系统内补偿, 实施难度比较大, 对提高数控机床零件加工精确度需要重点研究。

2 数控机床加工误差原因与对策分析

2.1 数控机床自身原因

2.1.1 控制系统误差

(1) 开环控制系统。开环控制系统并未设置反馈装置, 数控信号为单向流程, 并不能对移动部件实际位移量进行测量与反馈, 进而会影响对加工过程中所存误差的调整。伺服系统性能决定了开环控制系统加工精确度, 而伺服装置伺服元件多为步进电机, 常见误差有步距误差、起停误差以及动态误差, 对于不同的误差可以根据其发生的原因, 采取措施进行处理。如对伺服元件进行更换, 确保所选电机能够完全满足步距角要求, 或者是选择用差分比较细的电机驱动电路, 来提高电路控制稳定性。另外, 对于部分规模比较大的数控机床, 为降低控制系统误差, 可以选择用开环补偿型控制系统, 选择步进电机开环系统为基本控制方式, 并附加一个校正电路, 利用工作台上设置的直线位移测量元件反馈信号为依据, 对机床系统存在的误差进行校正[2]。

(2) 闭环控制系统。闭环控制系统中设置的数控插补器, 可以发布的位置指令信, 将其与工作台上检测到的实际位置反馈信号进行对比, 然后根据对比结果对系统加工动作进行控制, 将存在的误差消除。此种控制系统在实际应用中, 可以有效提高数控机床零件加工精确度, 但是就位置检测反馈机制来说, 仍然存在各种不稳定性因素, 加大了系统调试难度。如果存在不能够正常匹配的参数, 系统运行后便会出现振荡问题, 影响机床加工稳定性。造成闭环控制系统出现误差的主要原因即为位置反馈系统, 为减少误差, 需要根据实际加工需求, 对位置反馈系统进行优化, 或者直接更换高进度的反馈系统, 且做好安装行为的控制。

2.1.2 传动系统误差

数控机床坐标轴运行时, 需要经过升降速阶段, 但是因为不同类型数控机床性能不同, 其升降速率便会存在一定的差异。对于经济型数控机床来说, 并未设置将液压驱动、锁紧系统等, 想要完成升降速过程, 需要一定的时间, 这样便会在这个等待的时间内, 使得零件外形轮廓切削时, 拐角位置出现超程或者过切问题, 形成零件加工误差[3]。针对此类误差, 在对经济型数控机床传动系统进行优化时, 需要在拐角位置选择变化的进给速度, 接近拐角位置时减速, 通过拐角后加速。

3 零件加工工艺原因

3.1 刀具切入点不合理

在对零件封闭内轮廓表面进行铣削加工时, 如果内轮廓曲线允许外延, 则应沿着切线方向切入切出, 对于不允许外延的部分, 在进行加工时, 刀具便只能沿着内轮廓曲线法向切入切出, 且切入切出点应选择轮廓曲线两几何元素交点位置。如果内部几何元素无相切交点, 为避免刀具在零件轮廓拐角位置留下凹口, 需要尽量将切入切出点远离拐角。另外, 很多零件需要进行车螺纹加工, 很多时候因为升降速因素影响, 螺纹切削开始与结束部位, 会出现导程不正确问题。为减少此部分加工误差, 需要重点控制好螺距方向进给引入距离与超越距离, 一般引入距离应控制在2~5mm, 超越距离则控制为引入距离的1/4 左右, 且大螺距以及高精度的螺纹应选择最大值。另外, 如果螺纹收尾位置不存在退刀槽时, 收尾处形状受数控系统影响, 应按照45°退刀收尾。

3.2 零件定位存在误差

利用数控机床对一批零件进行加工时, 需要将其逐个在夹具上定位, 但是对于各夹具来说, 其所占据的位置并不完全相同, 这样在零件加工后, 便会因为定位因素而导致工序基准在工序尺寸方向上具有很大的变动量。零件进行数控加工时, 因基准不重合以及基准位移产生的定位误差将会直接反应到零件尺寸与位置精度上。为消除此类误差的影响, 必须要保证设计基准、测量基准、工艺基准以及编程原点保持一致性, 且选择精度高的定位元件, 并做好元件安装管理, 缩小定位元件与定位基准位移量。

4 结束语

数控机床零件加工出现误差的原因比较多, 除了数控机床自身以及加工工艺因素外, 还包括对口以及编程等因素的影响。为提高零件加工精确度, 消除各类误差, 需要基于数控车床运行原理, 做好各项元件的选择, 并控制好元件安装效果, 且结合实际需求, 对数控机床加工系统进行完善, 提高数控加工精度, 提高零件加工合格率。

摘要：数控车床为零件加工的主要方式, 对于零件加工具有较高的自动化水平, 但是就实际情况来看, 零件加工经常会因为设备自身或者操作不当等因素限制, 而造成工件精度达不到专业要求, 存在一定误差。零件加工精度最终由机床刀具与零件间相对位移误差决定, 因此需要确定加工误差存在的原因, 以降低误差为面对, 采取措施进行优化。本文选择经济性数控机床为对象, 就其加工误差与优化对策进行了简要分析。

关键词：数控机床,加工误差,补偿

参考文献

[1]樊皓.数控机床加工过程综合误差分析[D].河南科技大学, 2012.

[2]李瑞斌, 张立仁, 时海军.数控机床加工误差产生的原因及其对策[J].长江大学学报 (自然科学版) 理工卷, 2010 (03) :320-322+749.

普通机床加工误差 第8篇

1 程序编制中的误差

如果把零件最早的轮廓形状借助列表曲线进行表示, 采用近方程式与列表曲线发生逼近时, 该方程式表现出的形状和零件原本形状之间形成的差值, 就是所说的逼近误差。

在使用数控机床来对零件进行加工时, 由于数控装置之间具有互不相同的插补功能, 所以与零件轮廓互相逼近的时候, 都是选择直线的方式进行, 有的时候则是用圆弧。直线或圆弧在马上临近零件轮廓曲线的时候, 逼近曲线和现实中轮廓原来的曲线之间会产生一个最大差值, 这就是通常所说的插补误差。

2 控制系统误差

2.1 开环控制数控系统

此类数控系统是很特殊的一个种类, 系统没有配备检测装置, 同时也没有反馈电路, 主要的驱动元件是步进电机。

进给系统里面不存在反馈检测装置, 所以前向通道里面产生的各种误差没有办法以反馈信息呈现出来并加以补偿, 这样在一定程度上就出现了输出位置误差。开环控制系统中最主要的输出误差就是步进电动机产生的误差。

在步进电动机工作运行的过程中, 主要会产生以下误差:第一, 动态误差。在步进电动机正常的单步运行过程中, 往往会产生一定的振荡现象。如果步进电动机在频率比较低的地方进行工作, 还会伴有共振现象产生。第二, 启停误差。步进电动机无论是启动开机还是关机停止, 都需要一个过渡的过程, 在这个过程里, 电动机的转动和控制脉冲相比, 前者总是处于滞后的状态。

针对引发以上误差的原因, 可以采取以下措施进行改善:

第一, 把好元件选择关口。在条件允许的情况下, 选择步进电动机的时候, 尽可能选择步进角最小的机器。第二, 把握好驱动电路环节。针对步进电动机的控制环节, 一定选择最优质的驱动电路来完成此项工作。如果可以对细分驱动电路进行选用, 就可以使步进电动机所具有的步距角有效减少, 这样可以在很大程度上提高系统精度。第三, 从控制原理方面入手。针对大型数控机床而言, 通常要求具有很高的精度, 那么开环系统在这方面就存在很大不足, 针对这样的情况, 可以增设类似于直光栅这样的检测装置, 可以针对前向通道可能产生的误差起到监视和补偿作用。一旦有传动误差产生, 反馈电路就会迅速发出一定数量的附加脉冲, 这样一来, 步进电动机无论是多走步数还是少走步数都会得到有效的补偿。

2.2 闭环控制数控系统

由于闭环系统在进行位置检测的时候, 已经将进给传动链所具有的全部误差包含进去, 所以具有相当高的控制精度。但是, 位置检测进行的反馈同时带有诸多不稳定因素, 调试工作进行起来具有很大难度。闭环系统主要的误差来源主要有:第一, 检测装置通常具有制造误差和安装误差, 这两种误差会引起反馈系统产生误差。第二, 机床零件与机构之间经常有误差产生, 因此检测装置在检测的时候同样会出现误差, 这样得到的测量值就不再真实可靠。

减小上述误差的主要途径有:第一, 如果条件允许, 要尽量使用具有高分辨力的检测装置。第二, 在进行检测装置安装时, 一定要尽量提高安装精度。

2.3 半闭环控制数控系统

这种系统主要存在于伺服电动机之上, 两者之间是同轴安装的关系, 有时也可以把检测装置安装在滚珠丝杠轴端, 这样就可以对角位移进行测量, 就可以把移动部件产生直线位移数值间接地计算出来, 再向数控系统进行反馈, 控制方式和闭环控制系统完全一样。

半闭环系统主要的误差来源如下:第一, 上述提及的闭环系统中产生的误差。第二, 滚珠丝杠带有的螺母副与导轨副之间产生的误差。

3 进给误差

进给误差通常产生于数控机床和传动链两者之间, 是二者产生的误差。进给误差通常由以下的几种原因导致:

第一, 滚珠丝杠日积月累, 出现累积的螺距误差。

第二, 滚珠丝杠和螺母支架由于长时间处于受力或者受热的状态, 导致出现变形, 直至引发误差。

第三, 工作台出现在导轨方面的误差。

可以采用以下措施, 达到有效减小进给误差的目的:

第一, 针对开环系统和半闭环系统来说, 累计产生的螺距误差可以借助数控系统进行误差的修正和补偿工作, 因此, 只要用数控系统对轴运动进行控制, 就会将该差值进行自动考虑, 并且进行补偿处理。

第二, 针对机械传动链遭受外力影响, 导致变形以及受热变形而产生的误差, 可以采用增大传动链刚性, 或者减少摩擦力的方法解决。

4 结语

数控机床通常有着极其复杂的误差来源, 本文仅仅对其中最重要的一些进行分析, 并且提出可行性较高的措施加以改善。通过以上的经验归纳和分析, 希望可以使数控机床的日常制造、使用和保养水平得到明显提升, 解决数控机床现存的误差问题。

摘要：数控机床在实际操作中主要用于制造工件, 通常其加工的工件要求具有极高的加工精度。想要提高数控机床的加工精度, 就一定要对数控加工的每个环节可能产生的误差进行分析, 找到误差出现的根本原因, 这样可以避免误差不断的产生, 也可以根据分析出来的原因制定相应的措施, 一旦有误差出现, 立即进行补偿。笔者对几种经常出现的主要误差进行讨论, 探讨误差产生原因以及如何进行改善。

关键词：数控机床,误差来源,改善措施

参考文献

[1]李力明, 张怀安.数控加工中针对精度误差的分析[J].数控机床研究, 2011, (09) :49-50.

[2]罗启元.数控加工中对于预测模型的误差研究[J].计算机模拟技术, 2011, (04) :171-172.

普通机床加工曲面零件工艺研究 第9篇

轴流转桨式水轮机的转轮由转动叶片和转轮体两部分构成, 一般情况下转动叶片的数量在4~6片之间, 叶片形状多为扇形, 而外缘型线为曲面。根据规定的尺寸和形状对叶片外圆进行加工, 保证加工过的叶片能满足转轮体的曲面及间隙要求。由于加工的零件部位为叶片的外圆, 而叶片外缘呈球形或者半球形等有弧度的曲面, 因此加工刀具行走的轨迹需贴合叶片外圆。

首先我们从传统加工弧形线的方法着手, 普通机床加工弧形线零件都是依靠靠模完成的, 具体示意图如图1所示, 它是由两个刀架、弧形靠模、弹簧刀杆完成加工的, 弹簧刀杆带动刀具沿靠模运动, 而刀具的运动轨迹就是加工零件的弧形轨迹, 用这样一种原理完成普通机床对曲面零件的加工。如图1为加工弧形线的传统方法:

2 设备要求

由于普通机床加工的零件造型都较为简单, 因此加工曲面零件必需具备的工具有:刀架2个、靠模、弹簧刀杆和大的加工尺寸范围。加工尺寸范围的计算方法是2倍的弹簧刀杆、加工转轮直径和靠模长度尺寸三者之和就是设备的加工尺寸范围。当弹簧刀杆长0.6m、加工转轮直径为2.5m、靠模尺寸长度为0.3m时, 加工的立车尺寸应在5m左右。大部分转桨水轮机的转轮直径都在3m左右, 所以常用的立车尺寸也在5m之上。5m大的立车对生产上来说, 生产安排和设备方面都有些困难, 大尺寸的立车和靠模装置都需要大成本的投入, 因此我们需对立车尺寸进行缩小, 尽量省去靠模装置, 将立车尺寸缩小至3.4m, 同时还要保证水轮机转轮叶片的外圆加工。

水轮机转轮叶片的转轮直径在2.5m, 要利用3.4m的立车完成加工, 靠模装置的尺寸是根本不符合的, 在不使用靠模装置的前提下利用普通机床完成曲面加工得从刀具方面入手, 在刨床加工刀具中, 有一种用来加工弧形部件的样板刀, 而加工出来的精度基本符合加工要求, 然而样板刀有一个缺点, 它在加工过程中与工件会有大面积的接触, 因此不仅是工件, 刀具也需要承受较大的切削力, 立车和刨床首先在结构组成上就不同, 自然切削方式上也不一样, 切削方式就决定了切削的受力方向, 因此, 不同的加工方式对刀具的要求也不相同, 因此在立车上使用的样板刀需特别制作, 而找正、装夹和对刀等环节和刨床也不相同, 为了防止加工过程中出现工件挤动和刀具松动等现象, 装夹和对到过程都需要特别注意, 以免影响加工进度。如加工过程使用了靠模装置, 加工位置应选在叶片全关闭处, 当转轮直径在2~3m左右时, 一般走刀的实际长度在70~100mm左右, 这样可以为样板刀创造更多的有利条件, 如图2所示为样板刀的加工图示:

立车使用的样板刀与刨床基本相近, 当加工的叶片外圆弧线较长时, 将样板刀做成两块进行加工, 反之一块就可完成曲面加工。

3 操作注意事项

(1) 用样板刀加工叶片弧面前需标注出叶片旋转的垂直线和中心线, 以保证加工的精确度。首先将道具的位置固定下来, 固定位置必须满足牢固、稳定和准确等要求。而刀具的中心线与转轮叶片的旋转中心需重合。

(2) 在加工过程中样板刀与工件接触面积过大会造成工件松动和刀具磨损等现象, 需对切削方式进行改进, 以减小精加工过程中切削力和进刀量。而粗加工过程中的走刀轨迹是由球形轨迹长度和转轮叶片外圆直径决定的, 通过计算可以获得。

(3) 在精加工过程中, 由于立车和刨床的走刀方式不一样, 所以不能使用自动走刀, 为了准确的控制进刀量只能利用手动进刀的方式来控制。进刀过程中需要密切观察刀具的变化情况, 尤其是刀具与工件的接触面积, 当面积过大、刀台抖动剧烈、发出怪声等现象时, 应立即停止加工。

(4) 检查加工精度的方法是将样板装在刀架上, 让工件处于旋转状态, 用塞尺衡量工件与样板间的差距。

4 总结

样板刀在立车中的应用既缓解了设备能力不足又将现有机床发挥到了极致, 同时还减少了工装模具的成本, 挖掘了立车加工弧形曲面的潜能。

摘要：普通的机床通常是用来加工式样较为简单的零件, 当使用它来加工一些精密度较高的曲面零件时, 需具备一定的条件, 如何在现有普通机床的条件下加工弧形曲面工件是生厂商特别关注的问题, 本文将刨床中的样板刀经改造后制成特制样板刀, 以轴流转桨式水轮机的转轮加工为例, 探析曲面零件用普通机床加工中的工艺, 以提高加工零件的精度和加工效率。

关键词：普通机床,曲面加工,工艺研究

参考文献

[1]张基仁.车削薄壁套外圆的简易工装[J].现代制造工程, 1995 (5) .[1]张基仁.车削薄壁套外圆的简易工装[J].现代制造工程, 1995 (5) .