加工误差是指加工后实际几何参数(几何尺寸、几何形状和相互位置)与理想几何参数之间的偏差程度。加工后实际几何参数与理想几何参数的吻合程度即为加工精度。加工误差越小,符合度越高,加工精度越高。加工精度和加工误差是同一问题的两个表述。因此,加工误差反映了加工精度。
加工误差的主要原因
1、机床制造误差
机床的制造误差主要包括主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
主轴回转误差是指主轴在每个时刻的实际回转轴线相对于其平均回转轴线的变化量,它将直接影响被加工工件的精度。造成主轴回转误差的主要原因有主轴同轴度误差、轴承误差、轴承间同轴度误差、主轴缠绕等。导轨是确定机床部件在机床上相对位置关系的基准,也是机床运动的基准。导轨本身的制造误差、导轨的不均匀磨损和安装质量是造成导轨误差的重要因素。传动链误差是指传动链两端传动件之间相对运动的误差。它是由传动链中所有部件的制造和装配误差以及使用过程中的磨损造成的。
2、刀具的几何误差
任何刀具在切削过程中都不可避免地会发生磨损,这将导致工件的尺寸和形状发生变化。刀具几何误差对加工误差的影响因刀具类型不同而异:用固定尺寸刀具加工时,刀具的制造误差将直接影响工件的加工精度;对于通用工具(如车削工具等。),它们的制造误差对加工误差没有直接影响。
3.夹具几何误差
夹具的作用是作为工具和机床使工件具有正确的位置,因此夹具的几何误差对加工误差(特别是位置误差)有很大的影响。
4.定位误差
定位误差主要包括基准不对中误差和定位副制造不精确。在机床上加工工件时,必须选择工件上的几个几何特征作为定位基准。如果选定的定位基准与设计基准(用于确定零件图纸上某个表面的尺寸和位置的基准)不一致,则会出现基准错位误差。
工件的定位表面和夹具的定位元件一起形成定位副。定位副制造不精确和定位副之间的配合间隙引起的工件最大位置变化量称为定位副制造不精确误差。定位副的制造不精确误差只有在采用调整法时才会出现,而在试切法中不会出现。
5、工艺系统受力变形误差。
工件刚度:如果工艺系统中的工件刚度与机床、刀具和夹具相比相对较低,则在切削力的作用下,工件因刚度不足而产生的变形将对加工误差产生较大影响。
刀具刚度:圆柱形车刀在加工表面的法线(Y)方向上具有很大的刚度,其变形可以忽略不计。镗削小直径内孔时,刀杆刚性很差,刀杆变形对孔的加工精度影响很大。
机床零件的刚度:机床零件由许多零件组成。到目前为止,机床部件的刚度还没有合适的简单计算方法。目前,机床部件的刚度主要通过实验方法确定。影响机床零件刚度的因素包括结合面接触变形、摩擦、低刚度零件和间隙。
6.过程系统热变形引起的误差
工艺系统的热变形对加工误差影响很大,特别是在精密加工和大工件加工中,热变形引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。
7.调整误差
在每一个加工过程中,工艺系统总是以这样或那样的方式进行调整。由于调整不可能绝对准确,因此会出现调整误差。在工艺系统中,通过调整机床、刀具、夹具或工件来保证工件和刀具在机床上的相互位置精度。在不考虑动态因素的情况下,当机床、刀具、夹具和工件毛坯的原始精度均满足工艺要求时,调整误差对加工误差起决定性作用。
8、测量误差
在加工过程中或加工后测量零件时,测量精度直接受到测量方法、量具精度、工件和主客观因素的影响。
9、内部应力
不受外力作用而存在于零件内部的应力称为内应力。一旦工件上产生内应力,工件金属就会处于高能势的不稳定状态,它会本能地转变为低能势的稳定状态,并伴有变形,从而使工件失去原有的加工精度。
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