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【兆恒機(jī)械】機(jī)床誤差對(duì)工件加工精度的影響

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  • 添加日期:2021年03月22日

【機(jī)床的幾何誤差】

加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)機(jī)床完成的,因此,工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有:主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。

(1)主軸回轉(zhuǎn)誤差

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機(jī)床主軸是裝夾工件或刀具的基準(zhǔn),并將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具,主軸回轉(zhuǎn)誤差將直接影響被加工工件的精度。

主軸回轉(zhuǎn)誤差是指主軸各瞬間的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量。它可分解為徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)和角度擺動(dòng)三種基本形式。

產(chǎn)生主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的主要原因有:主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸繞度等。但它們對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響。大小隨加工方式的不同而不同。

譬如,在采用滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)為主軸的車床上車削外圓時(shí),切削力F的作用方向可認(rèn)為大體上時(shí)不變的,在切削力F的作用下,主軸頸以不同的部位和軸承內(nèi)徑的某一固定部位相接觸,此時(shí)主軸頸的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度影響較大,而軸承內(nèi)徑的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度的影響則不大;在鏜床上鏜孔時(shí),由于切削力F的作用方向隨著主軸的回轉(zhuǎn)而回轉(zhuǎn),在切削力F的作用下,主軸總是以其軸頸某一固定部位與軸承內(nèi)表面的不同部位接觸,因此,軸承內(nèi)表面的圓度誤差對(duì)主軸徑向回轉(zhuǎn)精度影響較大,而主軸頸圓度誤差的影響則不大。

(2)采用滑動(dòng)軸承時(shí)主軸的徑向圓跳動(dòng)

產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的主要原因是主軸軸肩端面和軸承承載端面對(duì)主軸回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差。

不同的加工方法,主軸回轉(zhuǎn)誤差所引起的的加工誤差也不同。在車床上加工外圓和內(nèi)孔時(shí),主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差可以引起工件的圓度和圓柱度誤差,但對(duì)加工工件端面則 無(wú)直接影響。主軸軸向回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工外圓和內(nèi)孔的影響不大,但對(duì)所加工端面的垂直度及平面度則有較大的影響。在車螺紋時(shí),主軸向回轉(zhuǎn)誤差可使被加工螺紋的 導(dǎo)程產(chǎn)生周期性誤差。

適當(dāng)提高主軸及箱體的制造精度,選用高精度的軸承,提高主軸部件的裝配精度,對(duì)高速主軸部件進(jìn)行平衡,對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊等,均可提高機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度。

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(3)導(dǎo)軌誤差

導(dǎo)軌是機(jī)床上確定各機(jī)床部件相對(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn),也是機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。車床導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個(gè)方面:在水平面內(nèi)的直線度;在垂直面內(nèi)的直線度;前后導(dǎo)軌的平行度(扭曲)。

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臥式車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差△1將直接反映在被加工工件表面的法線方向(加工誤差的敏感方向)上,對(duì)加工精度的影響最大。臥式車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差△2可引起被加工工件的形狀誤差和尺寸誤差。但△2對(duì)加工精度的影響要比△1小得多。若因△2而使刀尖由a下降至b,不難推得工件半徑R的變化量。

當(dāng)前后導(dǎo)軌存在平行度誤差(扭曲)時(shí),刀架運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng),刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條空間曲線,使工件產(chǎn)生形狀誤差。當(dāng)前后導(dǎo)軌有了扭曲誤差△3之后,由幾何關(guān)系可求得△y≈(H/B)△3。一般車床的H/B≈2/3,車床前后導(dǎo)軌的平行度誤差對(duì)加工精度的影響很大。

(4)臥式車床導(dǎo)軌直線度誤差

除了導(dǎo)軌本身的制造誤差外,導(dǎo)軌的不均勻磨損和安裝質(zhì)量,也使造成導(dǎo)軌誤差的重要因素。導(dǎo)軌磨損是機(jī)床精度下降的主要原因之一。

(5)傳動(dòng)鏈誤差

傳動(dòng)鏈誤差是指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃?dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。一般用傳動(dòng)鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量。

【刀具的幾何誤差】

刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工時(shí),刀具的制造誤差會(huì)直接影響工件的加工精度;而對(duì)一般刀具(如車刀等),其制造誤差對(duì)工件加工精度無(wú)直接影響。

任何刀具在切削過(guò)程中,都不可避免地要產(chǎn)生磨損,并由此引起工件尺寸和形狀地改變。正確地選用刀具材料和選用新型耐磨地刀具材料,合理地選用刀具幾何參數(shù)和 切削用量,正確地刃磨刀具,正確地采用冷卻液等,均可有效地減少刀具地尺寸磨損。必要時(shí)還可采用補(bǔ)償裝置對(duì)刀具尺寸磨損進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。

【夾具的幾何誤差】

夾具的作用時(shí)使工件相當(dāng)于刀具和機(jī)床具有正確的位置,因此夾具的制造誤差對(duì)工件的加工精度(特別使位置精度)有很大影響。