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摘 要:随着经济的飞速发展,车床加工对技术的要求也越来越高,需要不断探索创新方法来提高车床的加工精度,本文首先介绍了车床的结构组成及工作原理,并分析了影响数控车床加工精度的因素,介绍了提高加工精度的方法,指出了产生加工误差的主要原因。
关键词:车床加工;精度控制;新方法
数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式,实际加工中,很多因素对尺寸精度都会造成影响,我们只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能,方能编制出高质量的加工程序,加工出高质量的工件。特别是在市场机制的优胜劣汰与社会转型结构的调整过程中,由于利益的增大,增强了人们在使用车床加工的过程中对车床加工精度控制的关注和重视,使人们对数控车床加工的精密度提出了更高的要求。
1、车床加工误差分类
车床加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想几何参数的符合程度。符合程度越高,加工精度就越高。而加工误差正好相反,是指加工后零件的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。所谓保证和提高加工精度问题,实际上就是限制和降低加工误差问题。影响零件精度的种种误差往往产生于加工过程中,由于初始状态原始误差以及工艺过程的原始误差产生的会引起各环节相互位置关系变化。比如装夹、调整、加工等过程都能产生原始误差。一般将加工过程中可能出现的种种原始误差归纳为两种:与工艺系统初始状态有关的原始误差,又叫几何误差,包括原理误差、定位误差、调整误差、道具误差、夹具误差、机床主轴回转误差、机床导轨导向误差、机床传动误差等;与工艺过程有关的原始误差,又称动误差,包括工艺系统受热变形、工艺系统受力变形、刀具磨损、测量误差、工件残余应力引起的变形等。
2、车床加工精度控制方法
2.1误差预防技术
误差预防是指减少原始误差或其影响,也就是减少误差源或改变误差源到加工误差之间的数量转换关系。但实践与分析表明,当加工精度高于某一程度后,利用预防技术来提高精度所花费用将大大增加,经济实用性降低。在制订零件加工工艺流程时,应对每一道加工工序进行精确评价,从而根据要求采取合理的工艺和设备,使每道工序都具有足够能力。因为随着产品质量要求的不断提高,其数量增大和不合格率的逐渐降低,将使成本核算中获得的收益明显增加,其经济效益非常显著。在查明影响加工精度的主要原始误差因素后,直接降低甚至消除其影响的方法。这个方法一般因实际加工过程而定,使用比较灵活,应用范围也很广。
2.2误差补偿技术
在已有的表现误差条件下,通过测量、分析,然后建立数学模型,并以此人为地在系统中添加一个不存在的误差源,使其与现在的误差总和相互抵消,来减少或消除零件的加工误差。在生产过程中即时地测量出工件的实际尺寸(形状、位置精度),随时通过刀具与工件之间的相对位置计算出补偿量并附加给刀具。因此,工件尺寸的变动范围始终在自动控制之中。在线测量和在线补偿都是利用此原理进行的。将互配件中的一个零件当做基准,然后加工另一个零件,过程中控制误差总量。这种加工方法也会用到过程中对零件的自动测量,可以在加工到达需要的差值时自动停车,保证了精密偶件之间的高要求配合间隙。在某些复杂精密零件的加工过程中无法使用在线检测来对加工进行补偿,而是采用控制在加工中起决定作用的因素来减小误差。将加工仪器与工件始终保持在某一状态范围下进行加工,能有效减少因加工过程引起的状态变化带来的误差。
3、车床加工精度控制的对策
3.1精心选择刀具
具体问题具体分析。在进行产品的车床加工的过程中,要充分考虑相关的影响条件,采用更适合零件加工的刀具,减少由于刀具使用不当而造成的误差。根据不同的加工零件的材料、表面形状和切削性能等等因素,科学合理地选择相应的刀具的类型、牌号和刀具的几何参数等等。而在车床加工过程中,应用最普通的硬质合金有钨钴类和钨钛钴类的刀具,这两类的耐热温度比较高,在800 到1000 摄氏度之间,比高速钢耐磨和耐热得多,但是该材料比较性脆、怕振动和冲击,比高速钢难磨,在刃磨时又不能使用切削液,否则易碎裂等等条件进行选择;再如刀具的后角、前角及其修光刃对零件表面加工质量的提高具有重要的影响。技术人员在对零件的曲面进行加工时,如果曲面形状精度和表面的粗糙度要求比较高时,就需要选择使用圆弧形车刀对零件进行车床加工。
3.2进行定期维修
对相关技术人员进行培训,让操作人员掌握合适的操作技巧,提高车床加工的精密度。首先,利用“一刀多尖”操作技巧,提高资源的利用率。在进行车床加工的过程中,让车床加工操作者掌握“一刀多尖”的操作技巧,在一道工序中利用一把车刀中的多个刀尖来加工不同的零件表面,这样可以使一把车刀在车床加工中发挥两把车刀的功能,可以提高资源的利用率,从一定程度上避免误差的出现,提高车床加工的精确度。其次,对刀具进行定期维修,保证车床加工的正常进行。这就要求企业在加工的过程中,通过组织后勤部门定期对车床的相关刀具进行检查、维修,保证刀具能正常使用。在车床加工过程中利用刀尖圆弧半径补偿功能,提高轴累零件圆弧表面的加工精度,减少加工过程的误差。
4、结束语
综上所述,在车床加工过程中,严格控制好加工精度是保证加工零件质量以及产品质量的关键,同时也是提高企业市场竞争力,树立良好企业形象的重要手段。不管是普通的车床加工,还是现在的数控机床加工,加工过程中的精度控制工作都是必不可少的,唯一需要注意的是:车床加工技术在不断进步与发展,当现有的车床加工精度控制技术再不能满足控制要求,精度控制方法也无法有效控制数控车床的加工精度时,就需要对其控制方法进行创新,为提高车床加工精度提供不竭的原动力。
参考文献:
[1]李万来.影响数控车床加工精度的主要因素[J].科技创新导报,2012
[2]张家平.提高车床加工精度的一个方法[J].机械工程师,2013
关键词:车床加工;精度控制;新方法
数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式,实际加工中,很多因素对尺寸精度都会造成影响,我们只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能,方能编制出高质量的加工程序,加工出高质量的工件。特别是在市场机制的优胜劣汰与社会转型结构的调整过程中,由于利益的增大,增强了人们在使用车床加工的过程中对车床加工精度控制的关注和重视,使人们对数控车床加工的精密度提出了更高的要求。
1、车床加工误差分类
车床加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和表面间的相互位置)与理想几何参数的符合程度。符合程度越高,加工精度就越高。而加工误差正好相反,是指加工后零件的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度。所谓保证和提高加工精度问题,实际上就是限制和降低加工误差问题。影响零件精度的种种误差往往产生于加工过程中,由于初始状态原始误差以及工艺过程的原始误差产生的会引起各环节相互位置关系变化。比如装夹、调整、加工等过程都能产生原始误差。一般将加工过程中可能出现的种种原始误差归纳为两种:与工艺系统初始状态有关的原始误差,又叫几何误差,包括原理误差、定位误差、调整误差、道具误差、夹具误差、机床主轴回转误差、机床导轨导向误差、机床传动误差等;与工艺过程有关的原始误差,又称动误差,包括工艺系统受热变形、工艺系统受力变形、刀具磨损、测量误差、工件残余应力引起的变形等。
2、车床加工精度控制方法
2.1误差预防技术
误差预防是指减少原始误差或其影响,也就是减少误差源或改变误差源到加工误差之间的数量转换关系。但实践与分析表明,当加工精度高于某一程度后,利用预防技术来提高精度所花费用将大大增加,经济实用性降低。在制订零件加工工艺流程时,应对每一道加工工序进行精确评价,从而根据要求采取合理的工艺和设备,使每道工序都具有足够能力。因为随着产品质量要求的不断提高,其数量增大和不合格率的逐渐降低,将使成本核算中获得的收益明显增加,其经济效益非常显著。在查明影响加工精度的主要原始误差因素后,直接降低甚至消除其影响的方法。这个方法一般因实际加工过程而定,使用比较灵活,应用范围也很广。
2.2误差补偿技术
在已有的表现误差条件下,通过测量、分析,然后建立数学模型,并以此人为地在系统中添加一个不存在的误差源,使其与现在的误差总和相互抵消,来减少或消除零件的加工误差。在生产过程中即时地测量出工件的实际尺寸(形状、位置精度),随时通过刀具与工件之间的相对位置计算出补偿量并附加给刀具。因此,工件尺寸的变动范围始终在自动控制之中。在线测量和在线补偿都是利用此原理进行的。将互配件中的一个零件当做基准,然后加工另一个零件,过程中控制误差总量。这种加工方法也会用到过程中对零件的自动测量,可以在加工到达需要的差值时自动停车,保证了精密偶件之间的高要求配合间隙。在某些复杂精密零件的加工过程中无法使用在线检测来对加工进行补偿,而是采用控制在加工中起决定作用的因素来减小误差。将加工仪器与工件始终保持在某一状态范围下进行加工,能有效减少因加工过程引起的状态变化带来的误差。
3、车床加工精度控制的对策
3.1精心选择刀具
具体问题具体分析。在进行产品的车床加工的过程中,要充分考虑相关的影响条件,采用更适合零件加工的刀具,减少由于刀具使用不当而造成的误差。根据不同的加工零件的材料、表面形状和切削性能等等因素,科学合理地选择相应的刀具的类型、牌号和刀具的几何参数等等。而在车床加工过程中,应用最普通的硬质合金有钨钴类和钨钛钴类的刀具,这两类的耐热温度比较高,在800 到1000 摄氏度之间,比高速钢耐磨和耐热得多,但是该材料比较性脆、怕振动和冲击,比高速钢难磨,在刃磨时又不能使用切削液,否则易碎裂等等条件进行选择;再如刀具的后角、前角及其修光刃对零件表面加工质量的提高具有重要的影响。技术人员在对零件的曲面进行加工时,如果曲面形状精度和表面的粗糙度要求比较高时,就需要选择使用圆弧形车刀对零件进行车床加工。
3.2进行定期维修
对相关技术人员进行培训,让操作人员掌握合适的操作技巧,提高车床加工的精密度。首先,利用“一刀多尖”操作技巧,提高资源的利用率。在进行车床加工的过程中,让车床加工操作者掌握“一刀多尖”的操作技巧,在一道工序中利用一把车刀中的多个刀尖来加工不同的零件表面,这样可以使一把车刀在车床加工中发挥两把车刀的功能,可以提高资源的利用率,从一定程度上避免误差的出现,提高车床加工的精确度。其次,对刀具进行定期维修,保证车床加工的正常进行。这就要求企业在加工的过程中,通过组织后勤部门定期对车床的相关刀具进行检查、维修,保证刀具能正常使用。在车床加工过程中利用刀尖圆弧半径补偿功能,提高轴累零件圆弧表面的加工精度,减少加工过程的误差。
4、结束语
综上所述,在车床加工过程中,严格控制好加工精度是保证加工零件质量以及产品质量的关键,同时也是提高企业市场竞争力,树立良好企业形象的重要手段。不管是普通的车床加工,还是现在的数控机床加工,加工过程中的精度控制工作都是必不可少的,唯一需要注意的是:车床加工技术在不断进步与发展,当现有的车床加工精度控制技术再不能满足控制要求,精度控制方法也无法有效控制数控车床的加工精度时,就需要对其控制方法进行创新,为提高车床加工精度提供不竭的原动力。
参考文献:
[1]李万来.影响数控车床加工精度的主要因素[J].科技创新导报,2012
[2]张家平.提高车床加工精度的一个方法[J].机械工程师,2013