机械设计与加工的误差

机械设计与加工的误差

[摘要]提高机械产品精度,需要对机械设计以及加工环节给予够重视,分析误差产生的原因,采取适当的方法,达到降低机械加工误差,提高机械加工精度的目的。

[关键词]机械设计;加工;误差;精度

在机械产品生产过程中,产品设计、加工、装配等环节都对精度产生影响,其中影响最为重要的是产品设计和加工环节。在这两个环节中,如何降低各种类型误差,对于提升机械产品精度有着重要的影响,因此,需要重视对机械设计与加工的误差进行分析和研究,才能使机械产品精度持续提升。

1机械设计的误差分析

1.1加工材料

在机械设计工作中,必须重视材料选择的科学性、合理性,保证所选用的材料相关性能指标能够满足加工要求。在性能指标满足要求的基础上,也必须考虑到材料经济性这个问题。设计宜采用材料成本相对较低,相关加工指标满足加工要求的加工材料,这样设计要求才能在后续加工中得到实现,降低相关误差的产生。

1.2加工工艺

每一种类的加工原材料在不同加工工艺作用下,其物理性能也会存在较大的差异性,可以说加工工艺对零件加工后误差大小有着直接影响。因此,机械设计之始,需要对被加工原材料在不同加工工艺中产生的应力变力进行认真分析,通过采用科学的加工工艺,降低加工过程误差产生的几率,才能提高机械加工精度。

1.3可加工性

可加工性是机械设计中必须要考虑的一个重要技术参数,可加工性是指材料塑性变形过程不发生破坏的变形能力。通常在机械设计中,对材料可加工性重视不够,易导致机械加工过程中,材料因受到温度、应变等影响,产生应力变化或变形。这就需要设计时,对设计工作进行通盘考虑,对零件加工形状合理简化,为下一步的加工提供便利。通过对应力状态可加工性和内在可加工性的了解和优化,实现设计之初就考虑加工误差发生率,保证机械加工后零件精度的准性,达到降低误差的目的。

2机械加工的误差分析

2.1机床产生的加工误差

在机械加工中,机床是必不可少的加工设备之一。在利用机床进行加工时,因机床自身随着使用年限的增长,加工性能也会发生一定的变化,如机床导轨位置误差、传动部分出现的传动误差、主轴产生回转误差等。这些误差的产生,对机械加工精度有很大影响。如导轨误差导致加工时出现位置误差和变形误差等,主轴回转误差导致加工零件的同轴度、挠度、圆跳动等出现加工误差。传动误差则影响机床在运转过程中正常的能量传递,使得机床在运转中出现位置偏差,从而导致加工中误差偏大,影响加工精度等。

2.2加工刀具及机床夹具导致的误差

在机械加工过程中,加工所使用刀具以及机床夹具的对加工质量和精度有着直接的影响,其中刀具与夹具的制造误差与磨损是导致加工误差产生的主要原因。以加工刀具而言,随着加工时间的延长,刀具必然会出现一定程度的磨损,这种磨损导致加工零件产生误差,必须及时给予更换。再者,不同的加工设备,所使用的刀具也不一样,而不同的刀具在机械加工时,导致产生的误差影响也有一定的差别。而机床夹具是机械加工的辅助设备,用于对零件、刀具等进行固定,夹具随着使用时间的延长,也会出现位移偏差,如果不及时进行调校,在机械加工过程中会产生较大的加工误差。

2.3定位误差导致的误差

定位误差主要是基准不重合误差和定位副制造不准确误差造成。在机械加工生产中,基准点必须精确,如果出现基准点与设计基准点不能重合一致,就会导致较大的加工误差产生。定位基准与设计基准不重合时所产生的基准不重合误差,在试切法加工中不会产生,只有在采用调整法加工时才会产生。定位副是工件的基准面与夹具的定位面组成,由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量,称为定位副制造不准确误差。如在加工过程中,夹具粘有杂物或者其定位面制造不准确,就会导致加工误差的产生。通常情况下,定位误差取为基准不重合误差和定位副制造不准确误差的矢量和。

3降低加工误差的措施

提高机械加工精度,降低加工误差应做到:第一,降低加工过程产生的直接误差。这需要对可能出现的加工误差进行削弱或消除,在加工时应选择合适的加工设备和夹具等,并在机械设计时对直接误差进分析,降低误差对加工精度的影响。第二,对避免不了的误差进行填补,比直接降低加工误差更科学,主要通过原始误差量的大小,采用增减原料等方法对原有误差进行抵补,达到降低加工误差,提高精度的目的。第三,采用误差分组法,相对于降低加工误差的影响而言,比较经济,方法简单。主要是根据加工误差值的大小,将大的误差分为若干个小的误差段,再通过尺寸的调整或者器具的整合定位,降低加工产品的整体误差。如针对一个加工误差较大的销,可以匹配一个误差偏大的销孔等。

4结语

提高机械加工工艺,需要在机械设计和加工中,对误差产生的原因进行认真分析,采取科学简便的方法,达到降低或削弱误差的目的。虽然机械加工过程中,误差是不可避免的一种现象,但通过设计尽力避免,加工时采取合理措施降低加工误差,才可以不断提高零度件加工精度,促进机械制造技术的进一步提高。

【参考文献】

[1]王玫.机械设计与加工的误差分析[J].科技创新与应用,2013(16).

[2]黄传梅.新形势下机械设计与机械加工的误差分析[J].科技展望,2016(26).

作者:郝飞飞 单位:洛阳北玻台信风机技术有限责任公司