時(shí)間:2023-03-25 11:25:41
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1.1勞動(dòng)防護(hù)管理
工作不完善勞動(dòng)防護(hù)是保護(hù)所有機(jī)械加工操作者的重要手段,如果勞動(dòng)防護(hù)管理工作不完善,勞動(dòng)防護(hù)用品不能及時(shí)發(fā)放到操作者手中或操作者不按要求穿戴防護(hù)物件,極易產(chǎn)生劃傷、燙傷、砸傷等事故。
1.2操作者技能不足
很多企業(yè)現(xiàn)在招聘的是技術(shù)學(xué)院剛畢業(yè)的學(xué)生,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)后開始上崗,雖然大部分學(xué)生在學(xué)校期間接觸過(guò)類似的機(jī)械設(shè)備,但由于經(jīng)驗(yàn)及技能不足,對(duì)設(shè)備的性能掌握不夠,對(duì)刀具的使用不太精通,如果單獨(dú)操作時(shí)易產(chǎn)生撞車、刀具刃磨不正確斷屑不利傷人、裝夾方式不對(duì)工件飛出傷人等事故。
2加強(qiáng)機(jī)械加工的安全防范措施
2.1加強(qiáng)安全管理工作安全管理
工作包括建立健全規(guī)章制度、強(qiáng)化安全責(zé)任意識(shí)、加強(qiáng)員工安全教育培訓(xùn)、加大監(jiān)督檢查力度等。建立健全規(guī)章制度是保障機(jī)械加工參與者參與生產(chǎn)安全的必要手段,通過(guò)制度來(lái)約束行為人的行動(dòng),使其行為符合安全生產(chǎn)管理要求。通過(guò)制定崗位操作規(guī)程、安全操作規(guī)程等制度將管理組及操作者的工作具體化,使實(shí)際操作過(guò)程實(shí)現(xiàn)可控制化。強(qiáng)化安全責(zé)任意識(shí)就是明確每一個(gè)機(jī)械加工參與者的安全責(zé)任,單位負(fù)責(zé)人全面負(fù)責(zé)本單位的安全工作,然后將安全責(zé)任層層落實(shí),班組長(zhǎng)負(fù)責(zé)本班組的安全責(zé)任,同時(shí)配備一名安全員負(fù)責(zé)安全工作,班組全體成員對(duì)自己的安全負(fù)責(zé),確保參與者人人有責(zé),才能有效控制安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。加強(qiáng)員工安全教育培訓(xùn)的手?jǐn)嗪托问接卸喾N多樣,對(duì)不同工種的培訓(xùn)內(nèi)容和方法也須有區(qū)別。安全教育可通過(guò)講、看、談的方法進(jìn)行,講就是聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)安全知識(shí)豐富的人員進(jìn)行定期或不定期的講座、授課;看就是觀看一些有代表性的安全教育影片或書籍,通過(guò)安全生產(chǎn)事故的實(shí)例給機(jī)械操作者以警示;談就是班組成員互相之間對(duì)實(shí)際操作過(guò)程中的安全注意事項(xiàng)進(jìn)行交流的過(guò)程。加大監(jiān)督檢查力度是對(duì)上述安全規(guī)章制度的執(zhí)行情況、安全責(zé)任的落實(shí)情況、安全教育培訓(xùn)的實(shí)際效果的檢查考核,如發(fā)現(xiàn)有執(zhí)行不到位、落實(shí)不到人、教育培訓(xùn)無(wú)效果的情況可按實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)一步的處置。
2.2加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備管理
工作機(jī)械設(shè)備就是機(jī)械加工創(chuàng)造效益的工具,維護(hù)好設(shè)備是每個(gè)機(jī)械加工者應(yīng)盡的義務(wù),同時(shí)有利于安全生產(chǎn)。建立設(shè)備管理臺(tái)賬,對(duì)每一臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行情況、維修情況一定要記錄在案,操作者必須充分了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及使用要求,維護(hù)與保養(yǎng)知識(shí),相關(guān)部門要制定每臺(tái)設(shè)備的操作規(guī)程,操作者必須嚴(yán)格按規(guī)程操作。如果設(shè)備出現(xiàn)故障或有異常,不得強(qiáng)行繼續(xù)工作,要停機(jī)檢查,操作者可以自行解決的及時(shí)處理,否則必須由專業(yè)維修人員進(jìn)行檢修,檢修后要詳細(xì)填寫維修記錄,以備參考。設(shè)備管理部門應(yīng)配專人對(duì)設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)情況進(jìn)行監(jiān)督檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正,以避免產(chǎn)生安全事故及設(shè)備的損壞。
2.3加強(qiáng)勞動(dòng)防護(hù)管理
工作正確佩戴勞動(dòng)防護(hù)用品時(shí)每個(gè)機(jī)械加工操作者的基本權(quán)利和應(yīng)盡的義務(wù),安全管理部門必須根據(jù)國(guó)家規(guī)定為每一個(gè)員工按時(shí)發(fā)放勞動(dòng)保護(hù)用品,并有權(quán)利監(jiān)督每一個(gè)員工的安全防護(hù)用品使用情況,如發(fā)現(xiàn)沒有按規(guī)定佩戴勞動(dòng)防護(hù)用具或未正確佩戴勞動(dòng)防護(hù)用具的人員,必須及時(shí)停止其工作,經(jīng)安全教育考核合格后方可重新上崗。
2.4加強(qiáng)操作者技能培訓(xùn)技能培訓(xùn)
包括組織專業(yè)的操作機(jī)理論培訓(xùn)、以老帶新、以高帶低等方法,通過(guò)培訓(xùn)可學(xué)習(xí)到如何合理使用設(shè)備、維護(hù)設(shè)備、裝夾工件、刃磨刀具、安全防護(hù)等知識(shí)。同時(shí)需要學(xué)習(xí)各種材料的性能及特點(diǎn),比如在加工鎂、鋯等金屬或含有鎂、鋯成份的合金是注意防止燃燒,避免燒傷。
3結(jié)論
1.1工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響
工藝系統(tǒng)的幾何誤差通常包括機(jī)床、刀具、夾具自身的幾何誤差以及在使用過(guò)程中的磨損和調(diào)整誤差,其中機(jī)床、夾具、刀具的自身幾何誤差是加工之前就已經(jīng)存在的,在加工過(guò)程中反饋到零件上。工件的加工通常是通過(guò)機(jī)床進(jìn)行的,機(jī)床自身制造精度就決定了工件的加工精度。在實(shí)際生產(chǎn)中,對(duì)工件精度影響較大的有主軸回轉(zhuǎn)造成的誤差、導(dǎo)軌造成的誤差以及機(jī)床傳動(dòng)鏈造成的誤差等,其中主軸回轉(zhuǎn)誤差包括主軸的彎曲撓度、同軸度、軸承誤差等;導(dǎo)軌誤差包括導(dǎo)軌制造誤差、導(dǎo)軌磨損、導(dǎo)軌安裝誤差;傳動(dòng)鏈誤差是由傳動(dòng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的制造和裝配誤差造成的。同樣,刀具和夾具的誤差也是由制造誤差和安裝誤差造成的。
1.2工藝系統(tǒng)引起的誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響
工藝系統(tǒng)引起的誤差按照原理不同可以分受力變形和受熱變形兩種,前者是指工藝系統(tǒng)加工過(guò)程中受到重力、慣性力、切削力等因素的影響產(chǎn)生了變形,破壞了工件與切削刃之間的位置關(guān)系,從而造成了加工誤差,這種誤差通常通過(guò)提高接觸剛度、工件剛度、機(jī)床剛度以及合理利用夾具來(lái)減少;后者是指工藝系統(tǒng)受到了外界熱源的影響而產(chǎn)生了變形,影響了工件的加工精度,工藝系統(tǒng)發(fā)生熱變形的原因有以下三種:(1)機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行成為熱源,而機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、散熱不均勻使機(jī)床各個(gè)部位的溫度不同,產(chǎn)生的變形也不同,最終導(dǎo)致了誤差;(2)工件在加工過(guò)程中由于摩擦或其它外因作用變熱,產(chǎn)生了加工誤差;(3)刀具的熱容量和體積都較小,使熱量集中在切削部位,較高的溫度對(duì)工件造成了影響。
1.3工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)機(jī)械加工精度的影響
工件內(nèi)應(yīng)力是指工件的外載荷去除以后,工件內(nèi)部仍殘存的應(yīng)力,主要由于金屬內(nèi)部組織的體積變化不均勻造成。具有內(nèi)應(yīng)力的工件是不穩(wěn)定的,其內(nèi)部組織會(huì)不斷發(fā)生變化,直到內(nèi)應(yīng)力消失為止,在內(nèi)應(yīng)力變化過(guò)程中,工件的原有加工精度也會(huì)消失。工件的內(nèi)應(yīng)力主要是在熱加工和冷加工中產(chǎn)生,如毛坯的鑄造殘余應(yīng)力、冷校直中的內(nèi)應(yīng)力、切削中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力等。工件在經(jīng)過(guò)加工過(guò)程中因?yàn)橥饨缫蛩禺a(chǎn)生冷熱不均勻,從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,加工后不及時(shí)處理,內(nèi)應(yīng)力逐漸消失,就會(huì)使工件出現(xiàn)變形。在實(shí)際生產(chǎn)中通常通過(guò)合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)、時(shí)效處理、合理安排工藝等手段消除內(nèi)應(yīng)力。
2提高機(jī)械加工精度的措施探討
根據(jù)上文的分析,結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以得知,提高機(jī)械加工的精度的工藝措施有四種,分別是直接減少誤差法、誤差補(bǔ)償法、誤差分組法、誤差轉(zhuǎn)移法。
2.1直接減少誤差法
在查明工件產(chǎn)生誤差的原因后,通過(guò)某種工藝措施對(duì)其減小或消除。如:采用“大主偏角反向切削法”進(jìn)行細(xì)長(zhǎng)軸的車削,可以較好的消除軸向切削力引起的彎曲變形,如果車床的頂尖采用彈簧頂尖,還可以有效的消除熱變形造成的誤差。綜合而言,就是對(duì)某具體工件可能產(chǎn)生誤差的各方面因素進(jìn)行具體分析,針對(duì)此工件的加工精度要求,制定相應(yīng)的工藝加工方案,從而達(dá)到控制工件誤差,提高機(jī)械加工精度的目的。
2.2補(bǔ)償誤差法
所謂補(bǔ)償誤差就是通過(guò)人為的制造一種新的誤差,來(lái)抵消工藝系統(tǒng)中的固有誤差,從而達(dá)到控制誤差的目的。此方法主要適用于原有誤差無(wú)法通過(guò)工藝改良進(jìn)行控制的情況,通過(guò)制造誤差達(dá)到正負(fù)相抵消的目的。此方法的應(yīng)用是建立在對(duì)機(jī)械加工誤差全面了解,并完全掌握其成因的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,否則盲目制造誤差會(huì)進(jìn)一步增加誤差,達(dá)不到誤差抵消的目的。
2.3誤差分組法
在工件加工過(guò)程中,上道工序中的工件誤差,會(huì)給本工序造成一定的影響,如:誤差復(fù)映造成本工序的加工誤差擴(kuò)大、定位誤差造成本工序的位置誤差擴(kuò)大。為了解決這個(gè)問題,在大批量加工工件時(shí),可以采用誤差分組法,即將上道工序加工后的零件按照誤差大小分成N組,那么每組的誤差范圍就會(huì)縮小到原來(lái)的1/N,然后再各組的誤差進(jìn)行分別調(diào)整,從而達(dá)到減小誤差,提高加工精度的目的。
2.4誤差轉(zhuǎn)移法
誤差轉(zhuǎn)移法是指通過(guò)某種措施將工藝系統(tǒng)中的幾何誤差、受力變形以及熱變形等轉(zhuǎn)移到誤差非敏感的方向,使加工過(guò)程的誤差對(duì)機(jī)械精度不會(huì)造成影響,從而達(dá)到提高機(jī)械加工精度的目的。機(jī)械加工誤差通常是指其敏感方向的誤差,如加工表面,只要將誤差轉(zhuǎn)移到非敏感方向,如加工表面的切線方向,機(jī)械加工的精度就會(huì)得到很大的提高。
3結(jié)束語(yǔ)
1.1機(jī)床誤差影響
工件在機(jī)床上的加工精度主要依靠加工刀具來(lái)保證,機(jī)床上的加工刀具精度高就會(huì)使工件在制造過(guò)程中得到良好的精度。機(jī)床制造誤差,對(duì)工件的精度顯著效果。主要的表現(xiàn)形式為:機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、設(shè)備傳動(dòng)鏈誤差和機(jī)床導(dǎo)軌誤差。機(jī)床在長(zhǎng)時(shí)間的使用后會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損,這樣就會(huì)使設(shè)備的加工精度受到影響然后下降。
1.2刀具誤差影響
使用類型不同的工具,會(huì)對(duì)不同工件加工精度產(chǎn)生影響。在機(jī)床加工過(guò)程中采用成形刀具進(jìn)行零件工件的加工,成形刀具自身制造的質(zhì)量會(huì)對(duì)被加工的工件精度產(chǎn)生影響;但是如果加工過(guò)程中機(jī)床采用普通刀具時(shí),其刀具自身制造質(zhì)量的好壞不會(huì)對(duì)被加工的零件產(chǎn)生影響,進(jìn)而精度也不會(huì)受到波動(dòng)。因此刀具的幾何誤差修正主要對(duì)應(yīng)它所對(duì)應(yīng)的夾具工具,不受到機(jī)器固定位置的影響。
1.3定位誤差影響
第一基準(zhǔn)位置產(chǎn)生錯(cuò)誤。零件圖中一般都會(huì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)尺寸、表面尺寸等,基準(zhǔn)位置是指可以制造的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)器工作過(guò)程中,需要對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行處理,確定表面尺寸的加工過(guò)程步驟,進(jìn)行參照基準(zhǔn)位置的定位過(guò)程。當(dāng)定位基準(zhǔn)時(shí)的選擇和需要加工基準(zhǔn)的尺寸不匹配時(shí),工件的加工將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。第二不準(zhǔn)確的定位誤差。夾具定位不能夠按照絕對(duì)精度的基本尺寸來(lái)執(zhí)行,它們的實(shí)際尺寸,被允許在允許的范圍中指定的變化。在加工過(guò)程中對(duì)尺寸的定位不準(zhǔn)確或者加工配合間隙較大都會(huì)造成工件位置的變動(dòng),進(jìn)而影響了工件精度。
1.4工藝誤差影響
第一是工件本身的材料性質(zhì)。機(jī)床刀具的剛性如果小于加工工件的剛性,就會(huì)出現(xiàn)剛性力不足引起的誤差,在切削過(guò)程中工件的變形效果明顯。第二,刀具的剛性。我們?cè)谲嚵慵鈭A時(shí)由于加工表面法線剛度很大,外表面的尺寸變形可以忽略不計(jì)。但是鏜直徑較小的內(nèi)孔,機(jī)床的刀具通常情況下會(huì)出現(xiàn)受力變形,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中就會(huì)對(duì)孔加工精度造成誤差。第三,機(jī)器零件的剛性。機(jī)床自身存在許多的機(jī)械零件,在加工過(guò)程中無(wú)法準(zhǔn)確的確定機(jī)械零件的剛度,無(wú)法準(zhǔn)備測(cè)算出零件對(duì)工件造成的影響,目前工件加工過(guò)程中對(duì)機(jī)床自身的剛性一般忽略不計(jì)。
2采用工藝方法提高加工精度
2.1減少原有的錯(cuò)誤
最大限度地減少精密測(cè)量工具本身精度的測(cè)量誤差,減少變形誤差應(yīng)力,控制機(jī)床零件的熱變形誤差,對(duì)于磨損的工具,儀器要盡早更換,減少零件制造過(guò)程中的誤差。為了達(dá)到提高零件加工精度的目的,需要對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行進(jìn)一步的分析,并采取適當(dāng)?shù)拇胧┮越鉀Q導(dǎo)致誤差的錯(cuò)誤,降低工具和刀具的形狀誤差,使用精密零件的幾何精度的機(jī)械加工精度,剛度和熱變形控制處理,最大程度地減少刀具加工過(guò)程對(duì)零件尺寸的影響。
2.2誤差補(bǔ)償方法
通過(guò)對(duì)零件的加工圖紙進(jìn)行分析,得到一些可能出現(xiàn)的誤差情況,然后采取人為的誤差進(jìn)行尺寸補(bǔ)償,通過(guò)誤差補(bǔ)償方法控制工件加工精度。通過(guò)這些人工的補(bǔ)償方法以改善所希望達(dá)到的精確度,減少零件加工的誤差,達(dá)到提高工件加工精度的目的。
2.3分化誤差方法機(jī)械
加工中往往會(huì)出現(xiàn)大批量的加工過(guò)程,為了提高零件的整體加工精度,可采取分批管理,分解加工誤差的方法,使之分批狀態(tài)下零件的誤差保持相對(duì)值。根據(jù)誤差反映規(guī)律,首先將加工零件按照尺寸的大小分為若干組,這樣每組工件的尺寸范圍就縮減到一個(gè)固定的范圍,然后每組都根據(jù)各自的誤差范圍采用一個(gè)基準(zhǔn)尺寸,分別進(jìn)行刀具的選擇和刀具相對(duì)零件位置的確定,使各組工件的尺寸誤差范圍波動(dòng)基本一致。
2.4均化誤差方法機(jī)械
加工中對(duì)于加工精度要求高的零件表面,一次性加工無(wú)法達(dá)到好的效果,工藝中可以采取過(guò)程不斷加工,逐步均化設(shè)計(jì)要求的方法。這種方法的過(guò)程是通過(guò)加工使被加工表面尺寸不斷的縮小,誤差不斷的平均化。均化的原理就是首先通過(guò)較大尺寸的加工,然后進(jìn)行不斷的縮減尺寸加工,從中找出加工誤差規(guī)律,然后再進(jìn)行相互修正加工,最終完成工件的加工過(guò)程。
3結(jié)語(yǔ)
論文摘要:對(duì)機(jī)械加工生產(chǎn)線在節(jié)拍時(shí)間、柔性化進(jìn)展、加工精度、綜合自動(dòng)化程度、可靠性和利用率等方面的進(jìn)步和發(fā)展進(jìn)行了闡述。并對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析、展望。
從二十世紀(jì)20年代開始,隨著汽車、滾動(dòng)軸承、小型電動(dòng)機(jī)和縫紉機(jī)等工業(yè)發(fā)展,機(jī)械加工制造中開始出現(xiàn)自動(dòng)線,最早出現(xiàn)的是組合機(jī)床自動(dòng)線。機(jī)械加工制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機(jī)械裝配等自動(dòng)線,也有包括不同性質(zhì)的工序,如毛坯制造、加工、裝配、檢驗(yàn)和包裝等的綜合自動(dòng)線。
采用自動(dòng)線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量;產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝應(yīng)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠,并在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持基本不變。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動(dòng)線能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量,改善勞動(dòng)條件,縮減生產(chǎn)占地面積,降低生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)周期,保證生產(chǎn)均衡性,有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
一、機(jī)械加工生產(chǎn)線的發(fā)展?fàn)顩r
在汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,組合機(jī)床生產(chǎn)線仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)加工的關(guān)鍵裝備,也是不可替代的主要加工設(shè)備。現(xiàn)針對(duì)組合機(jī)床生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)明一下國(guó)內(nèi)機(jī)械加工生產(chǎn)線的發(fā)展情況。
現(xiàn)代組合機(jī)床生產(chǎn)線作為機(jī)電一體化產(chǎn)品,它是控制、驅(qū)動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、刀具和機(jī)械組件等技術(shù)的綜合反映。我國(guó)傳統(tǒng)的組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制,近年來(lái)隨著數(shù)控技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展,組合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)也發(fā)生了翻天覆地的變化。
1.節(jié)拍時(shí)間進(jìn)一步縮短。早期的生產(chǎn)線要實(shí)現(xiàn)短的節(jié)拍,往往要采用并列的雙工位或設(shè)置雙線的辦法。現(xiàn)在主要是通過(guò)縮短基本時(shí)間和輔助時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。縮短基本時(shí)間的主要途徑是采用新的刀具材料和新穎刀具,以通過(guò)提高切削速度和進(jìn)給速度來(lái)縮短基本時(shí)間。縮短輔助時(shí)間主要是縮短包括工件輸送、加工模塊快速引進(jìn)以及加工模塊由快進(jìn)轉(zhuǎn)換為工進(jìn)后至刀具切入工件所花的時(shí)間。目前,隨行夾具高速輸送裝置常用的有電液比例閥控制的或擺線驅(qū)動(dòng)的輸送裝置。
2.柔性化進(jìn)展迅速。數(shù)控組合機(jī)床的出現(xiàn),不僅完全改變了過(guò)去那種由繼電器電路組成的組合機(jī)床的控制系統(tǒng),而且也使組合機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)乃至通用部件標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了或正在發(fā)生著巨大的變化。傳統(tǒng)意義上的組合機(jī)床剛性自動(dòng)線和生產(chǎn)線,也具有了一定的柔性。由數(shù)控加工模塊組成的柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線,可通過(guò)應(yīng)用和改變數(shù)控程序來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀、自動(dòng)更換多軸箱和改變加工行程、工作循環(huán)、切削參數(shù)以及加工位置等,以適應(yīng)變型品種的加工。
單坐標(biāo)加工模塊由數(shù)控滑臺(tái)和主軸部件(或多軸箱,包括可換多軸箱)組成。雙坐標(biāo)加工模塊由數(shù)控十字滑臺(tái)和主軸部件組成,例如數(shù)控雙坐標(biāo)銑削模塊。
多軸加工模塊是又一種重要模塊,主要用于加工箱體和盤類工件的柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線。這類模塊有多種不同的結(jié)構(gòu)形式,但基本上可分為自動(dòng)換箱式多軸加工模塊、轉(zhuǎn)塔式多軸加工模塊和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式多軸加工模塊。自動(dòng)換箱式模塊由于可在專門設(shè)置的多軸箱庫(kù)中儲(chǔ)存較多的多軸箱,故可用來(lái)加工較多不同品種的工件。而轉(zhuǎn)塔式和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)式多軸加工模塊,由于在轉(zhuǎn)塔頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上允許裝的多軸箱數(shù)量有限,所以這種加工模塊只能實(shí)現(xiàn)有限品種的加工。
除上述各種CNC加工模塊外,機(jī)器人和伺服驅(qū)動(dòng)的夾具也是柔性組合機(jī)床和柔性自動(dòng)線的重要部件。特別在柔性自動(dòng)線上,目前已較普遍地采用龍門式空架機(jī)器人進(jìn)行工件的自動(dòng)上下料,用于工件的轉(zhuǎn)位或翻轉(zhuǎn)。為搬運(yùn)不同的工件,可在自動(dòng)線旁設(shè)置手爪庫(kù),以實(shí)現(xiàn)手爪的自動(dòng)更換。夾具配備伺服驅(qū)動(dòng)裝置,以適應(yīng)工件族內(nèi)不同工件的自動(dòng)夾緊。
3.加工精度日益提高。為了滿足用戶對(duì)工件加工精度的高要求,除了進(jìn)一步提高主軸部件、鏜桿、夾具(包括鏜模)的精度,采用新的專用刀具,優(yōu)化切削工藝過(guò)程,采用刀具尺寸測(cè)量控制系統(tǒng)和控制機(jī)床及工件的熱變形等一系列措施外,目前,空心工具錐柄(HSK)和過(guò)程統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制(SPC)的應(yīng)用已成為自動(dòng)線提高和監(jiān)控加工精度的新的重要技術(shù)手段。空心工具錐柄是一種采用徑向(錐面)和軸向(端面)雙向定位的新穎工具,其優(yōu)點(diǎn)是具有較高的抗彎剛度、扭轉(zhuǎn)剛度和很高的重復(fù)精度。SPC是基于工序能力的用于監(jiān)控工件加工質(zhì)量的一種方法。目前,在自動(dòng)線上這種質(zhì)量保證系統(tǒng)愈來(lái)愈多地被用來(lái)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的加工質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。
4.可靠性和利用率不斷改善和提高。為提高加工過(guò)程的可靠性、利用率和工件的加工質(zhì)量,采用過(guò)程監(jiān)控,對(duì)其各組成設(shè)備的功能、加工過(guò)程和工件加工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控,以便快速識(shí)別故障、快速進(jìn)行故障診斷和早期預(yù)報(bào)加工偏差,使操作人員和維修人員能及時(shí)地進(jìn)行干預(yù),以縮短設(shè)備調(diào)試周期、減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間和避免加工質(zhì)量偏差。
故障診斷技術(shù)中的基于知識(shí)的故障診斷技術(shù),可對(duì)自動(dòng)線運(yùn)行中產(chǎn)生的所有故障進(jìn)行診斷(而不是局限于診斷最常出現(xiàn)的故障),確定故障部位及其原因,這為迅速排除故障贏得了時(shí)間,從而顯著地縮短自動(dòng)線的調(diào)試時(shí)間和停機(jī)時(shí)間。
當(dāng)前,自動(dòng)線的控制技術(shù)已由集中控制方式轉(zhuǎn)向分散控制方式。根據(jù)對(duì)這種新的控制模式的研究表明,采用分散控制系統(tǒng)要比采用集中控制系統(tǒng)可節(jié)省費(fèi)用。這主要是由于分散控制系統(tǒng)可減少電纜敷設(shè)費(fèi)用(采用總線系統(tǒng))、減少電氣保養(yǎng)維修費(fèi)(由于提高了透明度)、省去控制柜臺(tái)架(分散控制系統(tǒng)的控制柜直接設(shè)置在自動(dòng)線的加工工位上)和無(wú)需設(shè)置集中冷卻裝置等。此外,這種分散控制系統(tǒng)由于總體配置簡(jiǎn)單,有利于加快自動(dòng)線的投入運(yùn)行,并由于一目了然的結(jié)構(gòu)配置,在產(chǎn)生故障時(shí)很容易確定故障的部位。最后,分散控制系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化也有利于降低成本和提高透明度。
二、機(jī)械加工生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢(shì)
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和對(duì)產(chǎn)品需求的提高,高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期、數(shù)控組合機(jī)床及其自動(dòng)線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機(jī)床生產(chǎn)線,因此,組合機(jī)床生產(chǎn)線的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。
特種加工技術(shù)是一種新型技術(shù),這種技術(shù)在學(xué)術(shù)界又被稱作非傳統(tǒng)加工或現(xiàn)代加工技術(shù),具體的含義是指用電能、熱能、光能、電化學(xué)能、化學(xué)能、聲能及特殊機(jī)械能等能量達(dá)到去除或增加材料的加工方法,從而實(shí)現(xiàn)材料被去除、變形、改變性能或被鍍覆等。這種技術(shù)沒有出現(xiàn)以前,我國(guó)機(jī)械工業(yè)都是應(yīng)用傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行施工,但是隨著社會(huì)的發(fā)展,各行各業(yè)對(duì)于材料的要求不斷提升,有些材料要求能夠在高溫、高寒、高腐蝕的環(huán)境下仍然可以正常工作。但是傳統(tǒng)工藝卻并不能做到這些要求,于是在生產(chǎn)的迫切需求下,人們通過(guò)各種渠道,借助于多種能量形式,探求新的工藝途徑,沖破傳統(tǒng)加工方法的束縛,不斷探索、尋求新的加工方法,于是一種本質(zhì)上區(qū)別于傳統(tǒng)加工的特種加工便應(yīng)運(yùn)而生。目前,特種加工技術(shù)已成為機(jī)械制造技術(shù)中不可缺少的一個(gè)組成部分。這種新型技術(shù)的出現(xiàn),解決了三個(gè)困擾機(jī)械加工企業(yè)的主要問題,它們分別是:各種難切削材料的加工問題、各種特殊復(fù)雜表面加工問題、各種超精、光整或具有特殊要求的零件加工問題。伴隨這三個(gè)問題的解決,機(jī)械加工行業(yè)的未來(lái)變得無(wú)比美好。
2特種加工技術(shù)的分類以及特點(diǎn)
特種加工技術(shù)大多數(shù)都是屬于一種高科技技術(shù),應(yīng)用的科技也都是最前沿的,種類劃分也十分復(fù)雜,每一種技術(shù)也都有自身獨(dú)特的特點(diǎn)。下面,我們將具體介紹一下特種加工技術(shù)的分類,以及每種類別技術(shù)自身?yè)碛械莫?dú)特之處。
2.1特種加工技術(shù)的分類
由于我國(guó)高科技領(lǐng)域技術(shù)研究起步較晚,因此特種加工技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間也比較短,有很多特種加工技術(shù)還處在研制階段,因此種類會(huì)比較少。目前我國(guó)機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用的特種加工技術(shù),根據(jù)其工作原理主要可以分為以下四類:電氣特種加工、機(jī)械特種加工、化學(xué)特種加工、熱特種加工。其中電氣特種加工技術(shù),通常被稱為電化學(xué)加工,它主要是利用金屬在直流電場(chǎng)和電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的電化學(xué)原理對(duì)工件進(jìn)行成型加工的一種方法。主要適用于:磨削、成型、去毛刺、車削、拋光、復(fù)雜型腔、型面及型孔等加工范疇。機(jī)械特種加工,從名字上來(lái)看,就可以看出是采用機(jī)械進(jìn)行制造,這種制造技術(shù)可以很大程度的縮短工作時(shí)間,減輕工作人員的工作難度。主要使用的范圍是:切割、穿孔、研磨、去毛刺、蝕刻、磨削、拉削、鏜削和套料等加工范疇。第三種類別的特種加工是化學(xué)特種加工,這種加工技術(shù)主要是運(yùn)用一些化學(xué)試劑,然后把這些能夠相互反映的化學(xué)試劑放在一起,從而產(chǎn)生制造產(chǎn)品需要的某種物質(zhì)或借此反映來(lái)制作產(chǎn)品。例如,可以使用化學(xué)試劑進(jìn)行除污、去銹、改變建材形狀等。最后的特種工藝種類是熱特種加工,這種工藝是利用溫度,準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)是超高溫來(lái)對(duì)建材的形狀進(jìn)行修改,例如我們熟知的電焊就是這個(gè)原理。它主要適用于打孔、成型、磨削、車削、切割、開割、劃線等加工范疇。
2.2特種加工技術(shù)的特點(diǎn)
特種加工技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)的重要性不言而喻,那么是什么讓特種加工技術(shù)變得這么重要呢?下面我們來(lái)對(duì)特種加工技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析。總體上來(lái)說(shuō),特種加工技術(shù)主要有四個(gè)方面的特點(diǎn):施工時(shí)不一定非要接觸、能夠?qū)α慵M(jìn)行精密加工、加工時(shí)能量易于控制、不需要考慮加工對(duì)象的機(jī)械能。具體來(lái)說(shuō)就是,特種加工技術(shù),加工范圍不受材料物理、機(jī)械性能的限制,能加工任何硬的、軟的、脆的、耐熱或高熔點(diǎn)金屬以及非金屬材料。同時(shí),易于加工復(fù)雜型面、微細(xì)表面以及柔性零件。還易獲得良好的表面質(zhì)量,熱應(yīng)力、殘余應(yīng)力、冷作硬化、熱影響區(qū)等均比較小,各種加工方法易復(fù)合形成新工藝方法,便于推廣應(yīng)用。這是因?yàn)橐陨线@些獨(dú)有的特點(diǎn)才使得特種加工技術(shù)的發(fā)展如此迅速。
3特種加工對(duì)機(jī)械加工工藝的突破表現(xiàn)分析
特種加工技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用十分廣泛,尤其是在機(jī)械加工方面的應(yīng)用十分廣泛。融合了特種加工工藝的機(jī)械加工技術(shù)繼承了傳統(tǒng)的施工工藝,同時(shí)還融合了最先進(jìn)的施工技術(shù),極大程度地提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力,提高了企業(yè)的效益。下面我們來(lái)具體分析一下特種加工對(duì)機(jī)械加工工藝的突破表現(xiàn)。特種加工技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)就是可以運(yùn)用一些特有物質(zhì),然后接觸即可對(duì)材料進(jìn)行加工,從而實(shí)現(xiàn)非接觸加工技術(shù)。這種加工技術(shù)在施工時(shí),工件不承受大的作用力,工具硬度可低于工件硬度,故可使剛性極低元件及彈性元件得以加工。特種加工技術(shù)不需要考慮施工工件的機(jī)械能,使得它避開了在傳統(tǒng)加工中受到設(shè)備及工具等加工條件的限制,簡(jiǎn)化了復(fù)雜的加工過(guò)程,能夠以簡(jiǎn)捷的工作形式完成各種復(fù)雜型腔、曲面、異型孔、微小孔和窄縫的加工,使特殊結(jié)構(gòu)工件的結(jié)構(gòu)工藝性得到根本的好轉(zhuǎn)。最重要的優(yōu)勢(shì)是,特種加工技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的疊用,既可以在同一個(gè)施工原件上使用多種特種加工技術(shù),從而簡(jiǎn)化工作步驟,提升了工作效率,同時(shí),特種加工技術(shù)還具有高性價(jià)比,從而使得公司的生產(chǎn)成本大大降低,為企業(yè)帶來(lái)更多的利益。
4結(jié)語(yǔ)
機(jī)械加工涉及到諸多問題,這些問題有機(jī)械加工造成的直接問題,也有存在的間接問題,對(duì)于企業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步都有著阻礙作用,具體分析如下:
1.1機(jī)械加工的質(zhì)量問題質(zhì)量問題是機(jī)械加工最核心問題,加工質(zhì)量能夠直接反映機(jī)械加工水平,在我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)中,受到我國(guó)機(jī)械加工傳統(tǒng)觀念思想觀念、管理系統(tǒng)以及工人的素質(zhì)等問題,導(dǎo)致機(jī)械加工質(zhì)量始終處于發(fā)展過(guò)程中,達(dá)不到國(guó)際先進(jìn)水平。
1.2機(jī)械加工的工藝問題機(jī)械加工工藝問題主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的制造程序合理性與規(guī)范性,機(jī)械加工工藝問題也是產(chǎn)品制造的規(guī)劃問題反映。機(jī)械加工工藝問題會(huì)造成整體制造能力受到限制,所制造出的產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力不足。機(jī)械加工工藝問題與制造工程師、設(shè)計(jì)工程師的具體設(shè)計(jì)有關(guān),缺乏高素質(zhì)的工程師人才。
1.3機(jī)械加工的設(shè)備應(yīng)用問題我國(guó)諸多企業(yè)在近些年來(lái)加大了機(jī)械加工設(shè)備投資,諸多世界先進(jìn)水平的制造裝備也被引進(jìn)我國(guó)。然而,先進(jìn)設(shè)備制造應(yīng)用也存在一定的問題,不能發(fā)揮先進(jìn)設(shè)備作用,得不到應(yīng)有的加工效果。這就是我國(guó)在機(jī)械設(shè)備應(yīng)用中對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)掌握水平較低,不能較好的應(yīng)用先進(jìn)制造設(shè)備。
1.4機(jī)械加工污染問題機(jī)械加工污染在我國(guó)行業(yè)內(nèi)關(guān)注度不高,機(jī)械加工產(chǎn)生的污染物往往較難處理,從而對(duì)社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生較為惡劣的影響。加工污染問題在企業(yè)得不到重視也與國(guó)家政策規(guī)定有關(guān),國(guó)家對(duì)于企業(yè)加工制造管控能力欠缺。
1.5機(jī)械加工成本問題加工成本問題是現(xiàn)代制造企業(yè)較為關(guān)注的問題,然而我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)卻不能協(xié)調(diào)加工質(zhì)量和成本的關(guān)系,往往造成加工成本和加工質(zhì)量不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。其中,加工成本問題仍然是加工能力不足,導(dǎo)致加工浪費(fèi)較為嚴(yán)重。
2.機(jī)械加工的改善分析
2.1精益制造在機(jī)械加工應(yīng)用分析制造理論是機(jī)械加工的重要指導(dǎo),在機(jī)械加工中要深化先進(jìn)制造理論影響。其中,精益制造就是最為典型的制造理論,機(jī)械加工應(yīng)用精益生產(chǎn)的思想來(lái)改善整個(gè)制造系統(tǒng),以5S的要求規(guī)范整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程。通過(guò)采用精益制造的思想能夠提升加工的成本性、質(zhì)量,完善機(jī)械加工體系。
2.2綠色制造在機(jī)械加工中應(yīng)用分析綠色制造技術(shù)要保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本的前提下,綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代制造模式。它使產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、使用到報(bào)廢整個(gè)產(chǎn)品生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化,符合環(huán)境保護(hù)要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,節(jié)約資源和能源,使資源利用率最高,能源消耗最低。
2.3信息技術(shù)在機(jī)械加工應(yīng)用分析信息技術(shù)在機(jī)械加工應(yīng)用主要是利用計(jì)算機(jī)以及通信技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工控制,其中包括傳感技術(shù)、通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的自動(dòng)化。通過(guò)信息技術(shù)應(yīng)用能夠有效的提升機(jī)械加工控制性,采用數(shù)據(jù)顯示整個(gè)制造過(guò)程,利用信息技術(shù)大幅提升機(jī)械加工水平。
2.4先進(jìn)設(shè)備管理在機(jī)械加工應(yīng)用分析通過(guò)采用先進(jìn)設(shè)備管理技術(shù)能夠有效的保障機(jī)械加工的加工能力,并且在加工中進(jìn)行設(shè)備技術(shù)的分析,在掌握整個(gè)設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)后進(jìn)行正式加工,并且根據(jù)其加工特點(diǎn)統(tǒng)計(jì)加工信息數(shù)據(jù),用于設(shè)備的管理的改進(jìn)。
2.5機(jī)械加工工程師培養(yǎng)分析機(jī)械加工工程師素質(zhì)能夠直接影響加工水平,在機(jī)械加工工程師培養(yǎng)中要以理論和實(shí)踐相結(jié)合,保證工程師能夠在機(jī)械加工中分析問題,并提升現(xiàn)場(chǎng)問題的解決能力。
1.1幾何誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響機(jī)械加工需要嚴(yán)格的機(jī)械加工工藝作為質(zhì)量和精度的保證基礎(chǔ),從系統(tǒng)上看,機(jī)械加工由加工機(jī)床、加工工具、加工工件等各類要素組成,在實(shí)際的機(jī)械加工操作中,任何一個(gè)要素出現(xiàn)問題,都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工工藝難于發(fā)揮,進(jìn)而會(huì)造成機(jī)械加工的缺陷,最終影響機(jī)械加工的精度。在實(shí)際的機(jī)械加工工藝應(yīng)用中,幾何誤差是機(jī)械加工中影響精度的常見問題,幾何誤差的產(chǎn)生主要來(lái)源于機(jī)床缺陷、設(shè)備檢修、工具磨損等原因,幾何誤差會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,給機(jī)械零件的加工帶來(lái)質(zhì)量下降等實(shí)際問題,進(jìn)而影響機(jī)械加工的精度。
1.2工件受力變形對(duì)機(jī)械加工精度的影響在機(jī)械加工的過(guò)程中,工件會(huì)因受力而產(chǎn)生變形,這會(huì)影響到機(jī)械加工的精度。在機(jī)械加工過(guò)程中,工件受到自身重力、機(jī)床緊固力、刀具切削力、傳動(dòng)力等外力的影響會(huì)出現(xiàn)一定范圍的形變,這會(huì)破壞工件與刀具、工件與機(jī)床之間原本精確的位置,進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械加工過(guò)程中出現(xiàn)精度上的誤差,造成機(jī)械加工過(guò)程中工件尺寸、形狀失去應(yīng)有的精度,嚴(yán)重影響機(jī)械加工的質(zhì)量。
1.3傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝對(duì)精度的影響在一些機(jī)械加工過(guò)程中,還大量應(yīng)用傳統(tǒng)工藝,由于傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝存在自動(dòng)化程度低、靈敏度不足、功能單一、控制水平不足等實(shí)際問題,導(dǎo)致在機(jī)械加工過(guò)程中不能對(duì)加工精度做到完全保證,出現(xiàn)加工效率不足、原材料損耗過(guò)大、加工成本居高不下等實(shí)際問題,嚴(yán)重影響了機(jī)械加工的質(zhì)量與效益。
2運(yùn)用機(jī)械加工工藝提高機(jī)械加工精度的方法與措施
2.1優(yōu)化機(jī)械加工工藝機(jī)械加工工藝是提升加工精度的基礎(chǔ),也是整個(gè)機(jī)械加工的必要平臺(tái)。應(yīng)該立足于提升機(jī)械加工工藝,改進(jìn)機(jī)械加工水平,對(duì)機(jī)械加工工藝進(jìn)行創(chuàng)新。要通過(guò)先進(jìn)機(jī)械加工工藝的引進(jìn)和先進(jìn)機(jī)械加工設(shè)備的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝的革新,使機(jī)械加工工藝得到全面提升,做到對(duì)機(jī)械加工精度的保證。
2.2優(yōu)化機(jī)械加工補(bǔ)償技術(shù)在實(shí)際的機(jī)械加工工藝運(yùn)用中,應(yīng)該展開對(duì)誤差的全面分析,要對(duì)因工具、機(jī)床、工件產(chǎn)生的誤差做到全面控制,提高機(jī)械加工的精度。在具體的機(jī)械加工過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)加工機(jī)床的特性,以差異性的策略運(yùn)用補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工精度的控制,對(duì)于技術(shù)較為先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床,可通過(guò)特定的軟件對(duì)各類工藝系統(tǒng)磨損進(jìn)行補(bǔ)償性矯正,若為普通機(jī)床,只能由操作人員根據(jù)校正尺上提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行手動(dòng)設(shè)置補(bǔ)償。另外,應(yīng)定時(shí)對(duì)加工設(shè)備進(jìn)行檢修與維護(hù),使設(shè)備始終保持在最佳的工作狀態(tài)。
2.3引進(jìn)機(jī)械加工數(shù)控機(jī)床隨著信息技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)床的融合,機(jī)械加工數(shù)控機(jī)床成為機(jī)械加工的主要工具。機(jī)械加工中應(yīng)該認(rèn)清數(shù)字化、信息化、智能化的發(fā)展方向,以數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用來(lái)提高機(jī)械加工的精度。采用智能技術(shù)來(lái)達(dá)到多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化、過(guò)程控制、智能化誤差補(bǔ)償控制、復(fù)雜曲面加工運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化控制、故障自診、智能維護(hù)、信息集成等目標(biāo)。在利用現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)的基礎(chǔ)上,還可配套使用如柔性制造系統(tǒng)(FMS)等先進(jìn)的機(jī)械加工工藝。FMS兼有加工制造和部分生產(chǎn)管理兩種功能,因此能綜合提高生產(chǎn)效益,可滿足各類裝配作業(yè)進(jìn)行配套使用,及時(shí)安排所需零件的加工,實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn),適用于多品種小批量生產(chǎn)的機(jī)械制造系統(tǒng)。
3結(jié)語(yǔ)
1.1主軸徑向跳動(dòng)主軸徑向跳動(dòng)是指主軸在運(yùn)動(dòng)時(shí),徑向上產(chǎn)生了一定的偏移量,主要表現(xiàn)為在加工圓形工件時(shí),產(chǎn)品圓度達(dá)不到加工要求。因此,在加工圓形工件時(shí),如果發(fā)現(xiàn)工件的圓度達(dá)不到要求,則應(yīng)考慮是否是由主軸徑向跳動(dòng)造成的,進(jìn)而確定解決問題的方法。主軸軸向跳動(dòng)主軸軸向跳動(dòng)是指主軸在運(yùn)動(dòng)時(shí),軸向上產(chǎn)生一定的跳動(dòng)現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為在車削端面或銑削平面出現(xiàn)波浪紋,這會(huì)嚴(yán)重影響加工工件表面的平整度和美觀。因此,在加工平面時(shí),如果發(fā)現(xiàn)平面上存在波浪紋,則應(yīng)考慮是否是由主軸軸向跳動(dòng)引起的,進(jìn)而確定解決問題的方法。主軸角向擺動(dòng)主軸角向擺動(dòng)是指主軸在運(yùn)動(dòng)時(shí),其實(shí)際軸線與理想軸線間存在傾斜角,主要表現(xiàn)為在加工圓柱狀工件時(shí),工件的圓柱度無(wú)法達(dá)到加工要求。當(dāng)在加工中遇到這種情況時(shí),應(yīng)考慮是否是因軸承磨損而導(dǎo)致間隙過(guò)大。
1.2導(dǎo)軌誤差機(jī)床中導(dǎo)軌的主要作用是承載工件和引導(dǎo)工件運(yùn)動(dòng),它既是工件的運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn),又是確定機(jī)床上主要部件之間相對(duì)位置的基準(zhǔn),其導(dǎo)向精度會(huì)直接影響加工工件的精度。導(dǎo)軌誤差一般分為2種情況:①導(dǎo)軌在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的直線度誤差;②前、后導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的平行度誤差。導(dǎo)軌誤差在機(jī)床鏜孔和銑削平面時(shí)尤為明顯,主要表現(xiàn)為鏜孔的中心線與基準(zhǔn)面不平行或所銑平面與基準(zhǔn)面不平行,這對(duì)加工工件的使用性能造成了極大的影響。因此,提高機(jī)床導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度是十分必要的。
1.3傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差機(jī)床內(nèi)部的傳動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)核心。機(jī)床在加工工件時(shí),工件從形狀規(guī)則的毛坯變成形狀各異的產(chǎn)品的過(guò)程正是通過(guò)該系統(tǒng)內(nèi)部一系列的傳動(dòng)元件,比如齒輪、蝸桿與絲桿等的緊密配合實(shí)現(xiàn)的。在機(jī)床加工車螺紋、滾齒等對(duì)工件與刀具之間的傳動(dòng)比有嚴(yán)格要求的工件時(shí),如果傳動(dòng)系統(tǒng)的精度較低,則工件的表面精度就難以達(dá)到要求。具體表現(xiàn)為齒間距不均勻、齒高不均勻或齒頂不在同一直線上,這會(huì)嚴(yán)重影響工件的使用性能。如果發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的精度較低,則一定要及時(shí)修理、調(diào)整。
2刀具、夾具和量具誤差
2.1刀具誤差刀具是加工時(shí)機(jī)床上與工件直接接觸的部件,直接影響著加工工件的精度。一般而言,在加工不同材質(zhì)的工件時(shí),選擇對(duì)應(yīng)的刀具即可滿足加工的要求,但刀具在裝夾時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一定誤差,比如刀具的刀刃頂尖與主軸回轉(zhuǎn)中心線不重合(主要在車端面時(shí)產(chǎn)生影響,端面中心可能會(huì)存在一段盲區(qū))。此外,刀具具有一定的使用壽命,長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)出現(xiàn)磨損。因此,當(dāng)發(fā)現(xiàn)加工后工件表面不光滑時(shí),應(yīng)及時(shí)更換刀具。
2.2夾具誤差?yuàn)A具是機(jī)床的重要組成部分之一,工件在機(jī)床中的定位和夾緊是靠夾具實(shí)現(xiàn)的。夾具的主要作用是夾緊工件并確定其在機(jī)床中的位置,進(jìn)而可減少機(jī)床的加工誤差。夾具誤差主要表現(xiàn)為定位誤差,指在進(jìn)行某一道工序時(shí),加工的工序基準(zhǔn)與工件的定位基準(zhǔn)不重合,比如鉆孔中心相比于設(shè)計(jì)中心存在偏移現(xiàn)象。2.3量具誤差量具是用來(lái)確定工件尺寸的工具,但有時(shí)采用量具測(cè)得的工件尺寸與實(shí)際尺寸不符,這是因?yàn)榱烤咴陂L(zhǎng)期使用后會(huì)出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象。因此,在使用前,應(yīng)查看所使用量具的零點(diǎn)是否可讀零。
3加工工藝造成的誤差
加工工藝造成的誤差主要體現(xiàn)在加工過(guò)程中,主要指在整個(gè)工藝系統(tǒng)中,各個(gè)部位因機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量而出現(xiàn)了熱變形。熱變形在機(jī)床加工中是一種較為常見的現(xiàn)象,熱變形對(duì)精度要求較低的加工工件的影響并不大,但在精密加工中,熱變形會(huì)引起較大的誤差,進(jìn)而對(duì)工件產(chǎn)生巨大的影響。熱變形主要包括機(jī)床熱變形、刀具熱變形和工件熱變形。在機(jī)床加工中,刀具受熱后會(huì)伸長(zhǎng),導(dǎo)致加工所得尺寸變小;工件熱變形是指工件熱膨脹導(dǎo)致加工時(shí)尺寸相比于變形前較大,進(jìn)而導(dǎo)致加工所得尺寸變小。熱變形的情況一般是因工藝方案不合理、主軸轉(zhuǎn)速不合理或沒有選擇合適的冷卻方案而引起的。
4結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:機(jī)械加工;精度;幾何形狀;工藝系統(tǒng);誤差
一、機(jī)械加工精度
1、機(jī)械加工精度的含義及內(nèi)容
加工精度是指零件經(jīng)過(guò)加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實(shí)際值與理想值相符合的程度,而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數(shù)值上通過(guò)加工誤差的大小來(lái)表示。零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個(gè)方面,故加工精度包括:(1)尺寸精度。尺寸精度用來(lái)限制加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過(guò)一定的范圍。(2)幾何形狀精度。幾何形狀精度用來(lái)限制加工表面宏觀幾何形狀誤差,如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。(3)相互位置精度。相互位置精度用來(lái)限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差,如平行度、垂直度、同軸度、位置度零件各差來(lái)表示的要求和允許用專門的符明。
在相同中的各種因?qū)?zhǔn)確和完足產(chǎn)品的工加工方法,的生產(chǎn)條件下所加工出來(lái)的一批零件,由于加工素的影響,其尺寸、形狀和表面相互位置不會(huì)絕全一致,總是存在一定的加工誤差。同時(shí),從滿作要求的公差范圍的前提下,要采取合理的經(jīng)濟(jì)以提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。
2、影響加工精度的原始誤差
機(jī)械加工中,多方面的因素都對(duì)工藝系統(tǒng)產(chǎn)生影響,從而造成各種各樣的原始誤差。這些原始誤差,一部分與工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān),一部分與切削過(guò)程有關(guān)。按照這些誤差的性質(zhì)可歸納為以下四個(gè)方面:(1)工藝系統(tǒng)的幾何誤差。工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括加工方法的原理誤差,機(jī)床的幾何誤差、調(diào)整誤差,刀具和夾具的制造誤差,工件的裝夾誤差以及工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差。(2)工藝系統(tǒng)受力變形所引起的誤差。(3)工藝系統(tǒng)熱變形所引起的誤差。(4)工件的殘余應(yīng)力引起的誤差。
3、機(jī)械加工誤差的分類
(1)系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差。從誤差是否被人們掌握來(lái)分,誤差可分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差(又稱偶然誤差)。凡是誤差的大小和方向均已被掌握的,則為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差又分為常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。常值系統(tǒng)誤差的數(shù)值是不變的。如機(jī)床、夾具、刀具和量具的制造誤差都是常值誤差。變值系統(tǒng)誤差是誤差的大小和方向按一定規(guī)律變化,可按線性變化,也可按非線性變化。如刀具在正常磨損時(shí),其磨損值與時(shí)間成線性正比關(guān)系,它是線性變值系統(tǒng)誤差;而刀具受熱伸長(zhǎng),其伸長(zhǎng)量和時(shí)間就是非線性變值系統(tǒng)誤差。凡是沒有被掌握誤差規(guī)律的,則為隨機(jī)誤差。
(2)靜態(tài)誤差、切削狀態(tài)誤差與動(dòng)態(tài)誤差。從誤差是否與切削狀態(tài)有關(guān)來(lái)分,可分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。工藝系統(tǒng)在不切削狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差,通常稱為靜態(tài)誤差,如機(jī)床的幾何精度和傳動(dòng)精度等。工藝系統(tǒng)在切削狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差,通常稱為切削狀態(tài)誤差,如機(jī)房;在切削時(shí)的受力變形和受熱變形等。工藝系統(tǒng)在有振動(dòng)的狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差,稱為動(dòng)態(tài)誤差。
二、工藝系統(tǒng)的幾何誤差
1、加工原理誤差
加工原理誤差是由于采用了近似的成形運(yùn)動(dòng)或近似的刀刃輪廓進(jìn)行加工所產(chǎn)生的誤差。通常,為了獲得規(guī)定的加工表面,刀具和工件之間必須實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng),機(jī)械加工中稱為加工原理。理論上應(yīng)采用理想的加工原理和完全準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng)以獲得精確的零件表面。但在實(shí)踐中,完全精確的加工原理常常很難實(shí)現(xiàn),有時(shí)加工效率很低;有時(shí)會(huì)使機(jī)床或刀具的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,制造困難;有時(shí)由于結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)多,造成機(jī)床傳動(dòng)中的誤差增加,或使機(jī)床剛度和制造精度很難保證。因此,采用近似的加工原理以獲得較高的加工精度是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)性的有效工藝措施。
例如,齒輪滾齒加工用的滾刀有兩種原理誤差,一是近似造型原理誤差,即由于制造上的困難,采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿;二是由于滾刀刀刃數(shù)有限,所切出的齒形實(shí)際上是一條折線而不是光滑的漸開線,但由此造成的齒形誤差遠(yuǎn)比由滾刀制造和刃磨誤差引起的齒形誤差小得多,故忽略不計(jì)。又如模數(shù)銑刀成形銑削齒輪,模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪,齒形參數(shù)是不同的。理論上,同一模數(shù),不同齒數(shù)的齒輪就要用相應(yīng)的一把齒形刀具加工。實(shí)際上,為精簡(jiǎn)刀具數(shù)量,常用一把模數(shù)銑刀加工某一齒數(shù)范圍的齒輪,也采用了近似刀刃輪廓。
2、機(jī)床的幾何誤差
(1)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的概念。機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度,對(duì)工件的加工精度有直接影響。所謂主軸的回轉(zhuǎn)精度是指主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)其平均回轉(zhuǎn)軸線的漂移。
瞬時(shí)速度為零。實(shí)際上,由于主軸部件在加工、裝配過(guò)程中的各種誤差和回轉(zhuǎn)時(shí)的受力、受熱等因素,使主軸在每一瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸心線的空間位置處于變動(dòng)狀態(tài),造成軸線漂移,也就是存在著回轉(zhuǎn)誤差。超級(jí)秘書網(wǎng)
主軸的回轉(zhuǎn)誤差可分為三種基本情況:軸向竄動(dòng)——瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線沿平均回轉(zhuǎn)軸線方向的軸向運(yùn)動(dòng),如圖l(a)所示。徑向跳動(dòng)——瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線始終平行于平均回轉(zhuǎn)軸線方向的徑向運(yùn)動(dòng),如圖l(b)所示。角度擺動(dòng)——瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線成一傾斜角度,交點(diǎn)位置固定不變的。
(a)軸向竄動(dòng);(b)徑向跳動(dòng);(c)角度擺動(dòng)動(dòng),如圖1(c)所示。角度擺動(dòng)主要影響工件的形狀精度,車外圓時(shí),會(huì)產(chǎn)生錐形;鏜孔時(shí),將使孔呈橢圓形。實(shí)際上,主軸工作時(shí),其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差常常是以上三種基本形式的合成運(yùn)動(dòng)造成的。
(2)主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的影響因素。影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素是主軸軸頸的誤差、軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差及主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形等。主軸采用滑動(dòng)軸承時(shí),主軸軸頸和軸承孔的圓度誤差和波度對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度有直接影響,但對(duì)不同類型的機(jī)床其影響的因素也各不相同。
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