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        04-06

        2022

        機械加工中獲得工件尺寸精度的常用方法

        加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(尺寸、形狀和位置)與圖紙規定的理想幾何參數符合的程度。這種相符合的程度越高,加工精度也越高。 在加工中,由于各種因素的影響,實際上不可能將零件的每一個幾何參數加工得與理想幾何參數完全相符,總會產生一些偏離。這種偏離,就是加工誤差。 從以下三個方面探討:獲得零件尺寸精度的方法、獲得形狀精度的方法和獲得位置精度方法。 1.獲得零件尺寸精度的方法 1)試切法 即先試切出很小部分加工表面,測量試切所得的尺寸,按照加工要求適當調刀具切削刃相對工件的位置,再試切,再測量,如此經過兩三次試切和測量,當被加工尺寸達到要求后,再切削整個待加工表面。 試切法通過“試切-測量-調整-再試切”,反復進行直到達到要求的尺寸精度為止。例如,箱體孔系的試鏜加工。 試切法達到的精度可能很高,它不需要復雜的裝置,但這種方法費時(需作多次調整、試切、測量、計算),效率低,依賴工人的技術水平和計量器具的精度,質量不穩定,所以只用于單件小批生產。 作為試切法的一種類型——配作,它是以已加工件為基準,加工與其相配的另一工件,或將兩個(或兩個以上)工件組合在一起進行加工的方法。配作中最終被加工尺寸達到的要求是以與已加工件的配合要求為準的。 2)調整法 預先用樣件或標準件調整好機床、夾具、刀具和工件的準確相對位置,用以保證工件的尺寸精度。因為尺寸事先調整到位,所以加工時,不用再試切,尺寸自動獲得,并在一批零件加工過程中保持不變,這就是調整法。例如,采用銑床夾具時,刀具的位置靠對刀塊確定。調整法的實質是利用機床上的定程裝置或對刀裝置或預先整好的刀架,使刀具相對于機床或夾具達到一定的位置精度,然后加工一批工件。 在機床上按照刻度盤進刀然后切削,也是調整法的一種。這種方法需要先按試切法決定刻度盤上的刻度。大批量生產中,多用定程擋塊、樣件、樣板等對刀裝置進行調整。 調整法比試切法的加工精度穩定性好,有較高的生產率,對機床操作工的要求不高,但對機床調整工的要求高,常用于成批生產和大量生產。 3)定尺寸法 用刀具的相應尺寸來保證工件被加工部位尺寸的方法稱為定尺寸法。它是利用標準尺寸的刀具加工,加工面的尺寸由刀具尺寸決定。即用具有一定的尺寸精度的刀具(如鉸刀、擴孔鉆、鉆頭等)來保證工件被加工部位(如孔)的精度。 定尺寸法操作方便,生產率較高,加工精度比較穩定,幾乎與工人的技術水平無關,生產率較高,在各種類型的生產中廣泛應用。例如鉆孔、鉸孔等。 4)主動測量法 在加工過程中,邊加工邊測量加工尺寸,并將所測結果與設計要求的尺寸比較后,或使機床繼續工作,或使機床停止工作,這就是主動測量法。 目前,主動測量中的數值已可用數字顯示。主動測量法把測量裝置加入工藝系統(即機床、刀具、夾具和工件組成的統一體)中,成為其第五個因素。 主動測量法質量穩定、生產率高,是發展方向。 5)自動控制法 這種方法是由測量裝置、進給裝置和控制系統等組成。它是把測量、進給裝置和控制系統組成一個自動加工系統,加工過程依靠系統自動完成。 尺寸測量、刀具補償調整和切削加工以及機床停車等一系列工作自動完成,自動達到所要求的尺寸精度。例如在數控機床上加工時,零件就是通過程序的各種指令控制加工順序和加工精度。 自動控制的具體方法有兩種: ①自動測量即機床上有自動測量工件尺寸的裝置,在工件達到要求的尺寸時,測量裝置即發出指令使機床自動退刀并停止工作。 ②數字控制即機床中有控制刀架或工作臺精確移動的伺服電動機、滾動絲杠螺母副及整套數字控制裝置,尺寸的獲得(刀架的移動或工作臺的移動)由預先編制好的程序通過計算機數字控制裝置自動控制。 初期的自動控制法是利用主動測量和機械或液壓等控制系統完成的。目前已廣泛采用按加工要求預先編排的程序,由控制系統發出指令進行工作的程序控制機床或由控制系統發出數字信息指令進行工作的數字控制機床,以及能適應加工過程中加工條件的變化,自動調整加工用量,按規定條件實現加工過程最佳化的適應控制機床進行自動控制加工。 自動控制法加工的質量穩定、生產率高、加工柔性好、能適應多品種生產,是目前機械制造的發展方向和計算機輔助制造(CAM)的基礎。 2.獲得形狀精度的方法 1)軌跡法 這種加工方法是利用刀尖運動的軌跡來形成被加工表面的形狀的。普通的車削、銑削、刨削和磨削等均屬于刀尖軌跡法。用這種方法得到的形狀精度主要取決于成形運動的精度。 2)成形法 利用成形刀具的幾何形狀來代替機床的某些成形運動而獲得加工表面形狀的。如成形車削、銑削、磨削等。成形法所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀。 3)展成法 ? 利用刀具和工件作展成運動所形成的包絡面來得到加工表面的形狀,如滾齒、插齒、磨齒、滾花鍵等均屬展成法。這種方法所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀精度和展成運動精度等。 3.獲得位置精度方法 機械加工中,被加工表面對其他表面位置精度的獲得,主要取決工件的裝夾。 1)直接找正裝夾 此法是用百分表、劃線盤或目測直接在機床上找正工件位置的裝夾方法。 2)劃線找正裝夾 此法是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對稱線和各待加工表面的加工線,然后將工件裝上機床,按照劃好的線找正工件在機床上的裝夾位置。 這種裝夾方法生產率低,精度低,且對工人技術水平要求高,一般用于單件小批生產中加工復雜而笨重的零件,或毛坯尺寸公差大而無法直接用夾具裝夾的場合。 3)用夾具裝夾 夾具是按照被加工工序要求專門設計的,夾具上的定位元件能使工件相對于機床與刀具迅速占有正確位置,不需找正就能保證工件的裝夾定位精度,用夾具裝夾生產率高,定位精度高,但需要設計、制造專用夾具,廣泛用于成批及大量生產。

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