提高加工精度的方法,大致可概括为以下几种:减小误差法、误差补偿法、误差分组法、误差转移法、就地加工法以及误差平均法等。
1.减少误差法
这种方法是生产中应用较广的一种方法,它是在查明产生加工误差的主要原因之后,设法消除或减少误差。例如细长轴的车削,现在采用“大走刀反走向车削法”,基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖,则可进一步消除热变形引起的热伸长的危害。
2.误差补偿法
误差补偿法,是人为地制造一种新的误差,去抵消工艺系统固有的原始误差。当原始误差是负值时误差就取正值,反之则取负值,尽量使两者大小相等、方向相反。或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差,也是尽量使两者大小相等、方向相反,从而达到减少加工误差、提高加工精度的目的。
例如,用预加载荷法精加工磨床床身导轨,借以补偿装配后受部件自重而引起的变形。磨床床身是一个狭长的结构,刚度较差,虽然在加工时床身导轨的各项精度都能达到,但装上横向进给机构、操纵箱以后,往往发现导轨精度超差。这是因为这些部件的自重引起床身变形的缘故。为此,某些磨床厂在加工床身导轨时采用“配重”代替部件重量,或者先将该部件装好再磨削的办法,使加工、装配和使用条件一致,以保持导轨高的精度。
3.误差分组法
在加工中,由于上道工序“毛坯”误差的存在,造成了本工序的加工误差。由于工件材料性能改变,或者上道工序的工艺改变(如毛坯精化后,把原来的切削加工工序取消),引起毛坯误差发生较大的变化,这种毛坯误差的变化对本工序的影响主要有两种情况:
(1)复映误差,引起本工序误差。
(2)定位误差扩大,引起本工序误差。
解决这个问题,最好是采用分组调整、均分误差的办法。这种办法的实质就是把毛坯按误差的大小分为n组,每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n,然后按各组分别调整加工。
例如,某厂生产Y7520W齿轮磨床交换时,产生了剃齿时与工件定位孔的配合问题。配合间隙大了,剃后的工件产生较大的几何偏心,反映为齿圈径向跳动超差。同时剃齿时也容易产生振动,引起齿面波度,使齿轮工作时噪声较大。因此,必须设法限制配合间隙,保证工件孔和心轴间的同轴度要求。由于工件孔已是IT6级精度,故不宜再提高。为此,采用了多挡尺寸的心轴,对工件孔进行分组选配,减少了由于间隙而产生的定位误差,从而提高了加工精度。(www.xing528.com)
4.误差转移法
误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。
误差转移的实例很多。如当机床精度达不到零件加工要求时,常常不是一味提高机床精度,而是在工艺或夹具上想办法,创造条件,使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面上去。如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度,不是靠机床主轴的回转精度来保证,而是靠夹具保证。当机床主轴与工件主轴之间用浮动连接以后,机床主轴的原始误差就被转移掉了。在箱体的孔系加工中,介绍过坐标法在普通镗床上保证孔系的加工精度,其要点就是采用了精密量棒、内径千分尺和百分表等进行精密定位。这样,镗床上因丝杠、刻度盘和刻度尺而产生的误差就不会反映到工件的定位精度上去了。
5.就地加工法
在加工和装配中有些精度问题,牵涉很多零、部件间的相互关系,相当复杂。如果单纯地依靠提高零、部件本身精度来满足设计要求,有时不仅困难,甚至不可能达到。此时,若采用就地加工法,就可能很方便地解决这种难题。
例如,六角车床制造中,转塔上六个安装刀架的大孔,其轴心线必须保证主轴旋转中心线重合,而六个面必须和主轴中心线垂直。如果把转塔作为单独零件,加工出这些表面后再装配,因包含了很复杂的尺寸链关系,要想达到上述两项要求是很困难的。因而实际生产中采用了就地加工法。这些表面在装配前不进行精加工,等它装配到机床上以后,再加工六个大孔及端面。
6.误差平均法
对配合精度要求很高的轴和孔,常采用研磨方法来达到。研具本身并不要求具有高精度,但它却能在与工件的相对运动过程中对工件进行微量切削,最终达到很高精度。这种工件和研具表面间的相对摩擦和磨损的过程也是误差不断减少的过程,此即称为误差平均法。
如内燃机进、排气阀门座的配合的最终加工,船用气、液阀座间配合的最终加工,常采用误差平均法消除配合间隙。
利用误差平均法制造精密零件,在机械行业中由来已久,在没有精密机床的时代,即用“三块平板合研”的误差平均法刮研制造出号称原始平面的精密平板。平面度一般为几个微米。像平板一类的“基准”工具,如直尺、角度尺、角规尺、多棱体、分度盘及标准丝杠等高精度量具和工具,如今还采用误差平均法来制造。
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