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談機(jī)械加工誤差的對(duì)策論文
1系統(tǒng)派生誤差的控制方式
在加工高精密絲杠的過(guò)程中，由于機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差的原因，導(dǎo)致工件螺距的精度大幅度降低，繼而無(wú)法保證精密絲杠的加工精度，所以，可以考慮采用螺紋加工校正裝置的方法來(lái)避免這種誤差，具體如圖1所示：圖1滾珠絲杠加工過(guò)程消除誤差的基本原理圖其中1為工件；2為絲杠螺母；3為車床絲杠；4為指針；5為校正尺。在實(shí)際的加工過(guò)程中，由于受到車床絲杠（件號(hào)3）的影響，刀具會(huì)跟隨絲杠螺母移動(dòng)，而后車床絲杠的實(shí)際行走路徑會(huì)通過(guò)指針（件號(hào)4）映射到校正尺（件號(hào)5）上面，便可以獲得刀具的實(shí)際行走位移以及刀具的理論行走位移，可以得到最終兩者的位移差。通過(guò)這個(gè)方式就可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)鏈誤差的消減，達(dá)到提高加工精度的目的。
2切削變形派生誤差的控制
工件可以在工藝系統(tǒng)中進(jìn)行機(jī)械加工，這種工藝系統(tǒng)由機(jī)床、刀具、夾具共同組成。在機(jī)床的刀架上，我們可以通過(guò)對(duì)工件和刀具施加約束，以及通過(guò)工件和刀具之間的相互作用來(lái)控制工件的尺寸和形狀。在超長(zhǎng)軸類機(jī)械的加工中，相對(duì)于工件刀具具有更好的剛性，在工件和刀具的相互作用中，對(duì)刀具的變形影響較小。在加工過(guò)程中，越靠近工件的中部區(qū)域，變形越會(huì)向著受力較小的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)及加工后對(duì)精度的影響如圖2所示：圖2—a加工時(shí)的發(fā)展趨勢(shì)圖2—b加工后的工件圖形對(duì)于重型臥式車床來(lái)說(shuō)，機(jī)體配備了中心架，如圖3所示，以此來(lái)限制工件在機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的拱度變形。但是在超長(zhǎng)粗大軸類毛坯制造過(guò)程中，由于采用鍛造技術(shù)，使得毛坯截面的形狀為不規(guī)則的多邊形形狀，毛坯在機(jī)床主軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，其截面外沿相臨兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為同心不同直徑的圓，如何使中心架與毛坯始終保證接觸，解決間隙接觸而產(chǎn)生的接觸誤差，面對(duì)這一問(wèn)題，中心架采用浮動(dòng)自位功能來(lái)保證中心架與毛坯的瞬時(shí)接觸，基本原理，如圖3所示：微調(diào)絲杠彈簧滾軸圖3中心架采用浮動(dòng)自位功能中心架與毛坯接觸時(shí)，為了防止中心架對(duì)毛坯產(chǎn)生劃傷而帶來(lái)加工表面誤差，中心架利用滾動(dòng)原理，如圖3所示，滾軸（件號(hào)3）采用旋轉(zhuǎn)的鉸鏈約束，在毛坯旋轉(zhuǎn)時(shí)保證與毛坯具有相同的角速度，避免了因滾軸在毛坯上的位置滯留而帶來(lái)的表面劃傷，并且彈簧（件號(hào)2）的浮動(dòng)自位功能保證了滾軸與毛坯的瞬時(shí)接觸。但是由于彈簧同產(chǎn)品制造工藝的差異，彈簧強(qiáng)度不一，毛坯與滾軸接觸受力不均勻，而使毛坯沿某一方向產(chǎn)生偏移誤差，避免因彈簧強(qiáng)度差異而產(chǎn)生的偏移誤差，采用微調(diào)絲杠（件號(hào)1）壓縮彈簧，來(lái)調(diào)節(jié)毛坯受力較小的一側(cè)達(dá)到中心架的自位補(bǔ)償功能，來(lái)約束工件的拱度變形，提高工件的加工精度。
3毛坯內(nèi)應(yīng)力派生誤差的控制方式
由于傳統(tǒng)的鍛造工藝，軸類毛坯大多由于反復(fù)加熱和高溫錘擊，導(dǎo)致其內(nèi)部物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化，內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行重組，并且由于晶體之間的作用力與反作用力，在結(jié)束鍛造后，相互作用達(dá)到了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。但是一旦進(jìn)行切削作用較為明顯的加工，原有機(jī)體遭到破壞，其平衡狀態(tài)的內(nèi)應(yīng)力也發(fā)生改變，在內(nèi)應(yīng)力的作用下毛坯就會(huì)發(fā)生變形，這種現(xiàn)象就會(huì)導(dǎo)致加工工件的定位誤差以及復(fù)映誤差。所以我們要控制毛坯內(nèi)應(yīng)力派生誤差的方法就是消除內(nèi)應(yīng)力。時(shí)效分析是消除內(nèi)應(yīng)力的有效辦法，常見(jiàn)的有三種，分別是振動(dòng)時(shí)效、人工時(shí)效以及自然時(shí)效。這三者可以通過(guò)穿插進(jìn)行的方式來(lái)達(dá)到更好的目的，主要就是在完成高溫錘擊后，通過(guò)高頻低幅錘擊或高頻振動(dòng)的方式來(lái)改變物質(zhì)內(nèi)部的晶格，重復(fù)多次后，就可以消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，然后再經(jīng)過(guò)回爐自然降溫和長(zhǎng)時(shí)間停放的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)毛坯內(nèi)應(yīng)力的完全消除。在加工過(guò)程中只有配合使用合理的工藝系統(tǒng)，并且充分發(fā)揮形位補(bǔ)償功能以及自位補(bǔ)償功能才能夠真正達(dá)到消除加工過(guò)程中派生誤差，提高加工精度的目的。唯有如此，才能夠推動(dòng)我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)的不斷進(jìn)步，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展增添新的活力。
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