姚志強(qiáng)
(遼寧保利特種車輛有限公司,遼寧 撫順 113001)
零件加工完成之后,實(shí)際所具備的幾何參數(shù),同理想?yún)?shù)之間的符合程度,就是零件的加工精度。符合程度越高,說明加工的精度越好。在工藝系統(tǒng)中,主要包括了三點(diǎn)內(nèi)容,分別是機(jī)床、工具和夾具,在對(duì)工藝品進(jìn)行切削加工的過程中,由于機(jī)床設(shè)備自身存在的問題可能會(huì)出現(xiàn)主軸回轉(zhuǎn)的誤差,從而導(dǎo)致零件在加工的過程中,出現(xiàn)了精度不足的情況。除此之外,機(jī)床主軸的徑向以及擺動(dòng)的方式,都會(huì)對(duì)于零件的加工精度產(chǎn)生不同作用的影響,而且機(jī)床在運(yùn)行的過程中也會(huì)出現(xiàn)使用年限過久和磨損程度過大等問題,這些問題都會(huì)對(duì)加工的精度產(chǎn)生一定的影響作用。對(duì)于刀具來說,刀具使用時(shí)間越長,磨損的情況就會(huì)越嚴(yán)重,如此就會(huì)改變刀具的相對(duì)位置,從而降低零件的精度。在加工工藝系統(tǒng)中,為了能夠固定零件要保障零件和刀具之間的距離,如此就需要夾具來發(fā)揮作用,而出廠時(shí)夾具在制造的過程中,產(chǎn)生的一定誤差是不可避免的,而且隨著夾具使用年限的增長,夾具的表面也會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損,如此也會(huì)對(duì)加工的精度帶來影響。
在分析了加工工藝系統(tǒng)中存在的誤差之后,相關(guān)的技術(shù)人員就必須針對(duì)誤差情況進(jìn)行控制和改良,要保障誤差出現(xiàn)在可接受的范圍之內(nèi),在實(shí)際生產(chǎn)加工的過程中,由于機(jī)床精度的差異,從而導(dǎo)致精度不同的機(jī)床,應(yīng)該采用不同的控制技術(shù)來保障加工的精度,對(duì)于精度較高的機(jī)床來說,通常都安裝了補(bǔ)償裝置,可以根據(jù)零件的實(shí)際需要對(duì)誤差進(jìn)行矯正;在一些技術(shù)較為先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床中,還針對(duì)各種零件的磨損情況,提供了補(bǔ)償和校正,操作人員可以將要補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)輸入到設(shè)備之中,軟件就會(huì)通過計(jì)算機(jī)計(jì)算的方式來制定出最為準(zhǔn)確和科學(xué)的補(bǔ)償數(shù)據(jù);而一些普通的機(jī)床,只能通過人工測(cè)量補(bǔ)償?shù)姆绞?,來將誤差控制在科學(xué)的范圍之內(nèi)。
加工工藝系統(tǒng)中主要包含了三個(gè)部分,分別是機(jī)床、工具和夾具,在對(duì)工藝品進(jìn)行切削的過程中,這些加工部件會(huì)受到切削力,夾力和重力的共同作用,從而由于受力而產(chǎn)生一定的形變,導(dǎo)致在加工之前已經(jīng)調(diào)整好的刀具的位置不受人工控制得發(fā)生了改變,如此就會(huì)改變刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡,以至于加工后的產(chǎn)品與機(jī)械加工前設(shè)置好的相關(guān)參數(shù)有所誤差。除此之外,在工藝系統(tǒng)中所剩余的一部分應(yīng)力也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的形變,例如,在對(duì)工件進(jìn)行熱處理之后所產(chǎn)生的應(yīng)力,切削加工時(shí)的殘余應(yīng)力等等,這些應(yīng)力因?yàn)樽陨淼男再|(zhì),及時(shí)沒有在外力作用幫助之下,都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)在受力的情況下發(fā)生形變。
我們?cè)趯?duì)工藝進(jìn)行了詳細(xì)的受力分析和比對(duì)之后發(fā)現(xiàn),一旦應(yīng)力對(duì)加工系統(tǒng)造成形變之后相關(guān)操作人員可以通過相關(guān)的對(duì)策,按照一定的參數(shù)或者有針對(duì)性的對(duì)策降低工藝系統(tǒng)中所承受的力量,從而有效的保障了機(jī)械在加工時(shí)的精確度。而在實(shí)際操作的過程中,系統(tǒng)的剛度以及因機(jī)械工作而產(chǎn)生的負(fù)荷強(qiáng)度相關(guān)工作人員可以分別加強(qiáng)以及降低來解決加工過程中會(huì)出現(xiàn)的一系列的問題,用這樣的方式來保證生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。而在生產(chǎn)的過程中,操作人員要時(shí)刻關(guān)注著系統(tǒng)剛度的變化,要不斷的加強(qiáng)工藝系統(tǒng)的剛度,而有效地保障連接表面的接觸剛度,合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)以及裝夾和加工方式同樣有利于系統(tǒng)剛度的加強(qiáng)。
機(jī)械加工的過程中由于機(jī)械一直處于工作狀態(tài)必然會(huì)產(chǎn)生熱量,而機(jī)械加工過程中的熱量分為很多種,這些熱量在加工初期并不會(huì)對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)生什么影響。但是隨著機(jī)械加工的持續(xù)進(jìn)行,這些熱量必然會(huì)因?yàn)檫^高而對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量和精度造成影響。加工系統(tǒng)中參與工作的一些部件更會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而產(chǎn)生變形,這種變形既是因?yàn)闊嵋彩且驗(yàn)殚L時(shí)間的磨損,而熱變形是主要的因素。系統(tǒng)部位熱變形主要表現(xiàn)在工件,機(jī)床以及刀具這三個(gè)主要參與加工的三個(gè)重要方面。
在對(duì)加工精度產(chǎn)生影響的諸多的影響因素之中,影響最為嚴(yán)重的就是工件熱變形。尤其是針對(duì)一些精度要求較高的零件,會(huì)產(chǎn)生較為明顯的影響作用。例如,在對(duì)絲杠進(jìn)行磨削的過程中,如果絲杠的長度為三米,那么每進(jìn)行一次磨削工作,四杠的溫度就會(huì)上升,幅度大約在三度左右,此時(shí)絲杠就會(huì)發(fā)生熱變形,大約會(huì)伸長0.09毫米,對(duì)于六級(jí)絲杠來說,它的誤差范圍是0.02毫米之下,如此我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)工件熱變形對(duì)于工件精度的影響程度之大。除此之外,在對(duì)工件進(jìn)行磨平的過程中,也會(huì)受到切削熱的作用,從而導(dǎo)致工件上下表面溫度產(chǎn)生明顯的差異,導(dǎo)致工件的中間部分向上凸起,凸起部分被切去之后,就會(huì)在凹面內(nèi)形成平面誤差。
要想降低由于工件熱變形而對(duì)工件精度產(chǎn)生的影響,工作人員就必須在實(shí)際的操作過程中,采用一切可以應(yīng)用的手段和方法來控制工件表面升溫的情況,也可以通過補(bǔ)償法來彌補(bǔ)誤差的缺失:為了在削割時(shí)減少因過度摩擦而產(chǎn)生的熱量可以提前降低切削用量和參數(shù),或者是在裝夾工作時(shí)在工件的表面安裝工件夾,用以減少工件由于受熱表面溫度升高而產(chǎn)生的誤差,或者也可以通過暫停工作加工,等待熱量散去后再進(jìn)行加工工作的這種簡單的散熱方式,降低加工部件的負(fù)荷,降低熱量,減少熱變形的出現(xiàn)可能,來提升工件加工的精度。
在零件加工的過程中,必不可少使用到的一個(gè)重要的工具就是機(jī)床,機(jī)床運(yùn)行的時(shí)候會(huì),受到內(nèi)熱和外熱的雙重作用,從而導(dǎo)致機(jī)床的部分設(shè)備溫度升高。然而,由于每一個(gè)部位產(chǎn)生熱量的源頭不同,而且熱量的分布也較為分散,機(jī)床的結(jié)構(gòu)往往過于復(fù)雜,一個(gè)正常工作的機(jī)床通常由很多部分組成,而幾乎每一個(gè)部分都會(huì)參與工作。因此,機(jī)床不同的部位會(huì)出現(xiàn)不同的升溫情況,從而在機(jī)床整體形成一個(gè)不均勻的溫度分布,破壞了機(jī)床各部件在參與工作時(shí)候的協(xié)調(diào)度,從而導(dǎo)致機(jī)床之間的零件位置發(fā)生一定的變化對(duì)機(jī)床原有的精度造成破壞,進(jìn)而影響到機(jī)械加工的精準(zhǔn)度。而且,由于參與工作的機(jī)床的種類各不相同,這也就導(dǎo)致了這些熱量的產(chǎn)生根源也有所差異。
要想降低由于機(jī)床發(fā)生的熱變形而對(duì)機(jī)械加工精度產(chǎn)生的影響,可以采用多種方式,工作人員可以以散熱為根本出發(fā)點(diǎn),對(duì)機(jī)床中發(fā)熱的源頭進(jìn)行有效檢查并且進(jìn)行隔離,從而將主機(jī)和熱源分離開來;或者可以采取潤滑的方式,減小摩擦性,來改變局部溫度過高的情況;工作人員也可以采用強(qiáng)制冷卻的方法,或者是有針對(duì)性的擴(kuò)大散熱的方式,對(duì)溫度過高的部分進(jìn)行降溫的工作。工作人員在工作的過程中,應(yīng)該要全面地注意機(jī)床各部件的溫度分布情況,同時(shí)能夠?qū)C(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的規(guī)劃,從而減少機(jī)床熱變形情況的發(fā)生,要將機(jī)床的熱變形發(fā)展控制在一定的范圍之內(nèi),從而對(duì)加工的精度進(jìn)行有效的掌控。同時(shí),加工時(shí)所處的環(huán)境也是影響到機(jī)床熱量產(chǎn)生的一大成因,故而操作人員應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到環(huán)境的影響,保證機(jī)床能夠保證好充分的散熱,減少熱變形的發(fā)生。
在加工的過程中,刀具是參與工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容,主要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行削割作用促使產(chǎn)品能夠形成一定的形狀。任何刀具在使用初期都很鋒利,隨著使用率的增多,刀具定然會(huì)變鈍。機(jī)械加工時(shí)所使用的刀具更是如此,在長時(shí)間的工作狀態(tài)下,刀具一次次地削割,磨損,是這么過程會(huì)產(chǎn)生極高的熱度,導(dǎo)致刀具變形,影響到機(jī)械加工的進(jìn)程和效率。所以對(duì)于刀具熱變形,相關(guān)工作人員要加以重視,確定刀具工作時(shí)所需要的參數(shù)和始終次數(shù),在工作狀態(tài)或者高溫的時(shí)候注意給刀具進(jìn)行加水和降溫,對(duì)刀具進(jìn)行定期的檢查,及時(shí)對(duì)用鈍的刀具進(jìn)行磨鋒或者替換,確保刀具能夠保持穩(wěn)定的工作狀態(tài),確保刀具的正常使用以及進(jìn)行加工作業(yè)。
綜上所述我們可以發(fā)現(xiàn),隨著我國社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,我國的加工工藝也獲得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步,零件加工的精度也獲得了一個(gè)可靠的保障。因此,我們應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展,不斷的提升加工的精度,明確掌握機(jī)械加工過程中會(huì)產(chǎn)生的各種影響加工的因素,及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并提出解決對(duì)策,保證機(jī)械加工的穩(wěn)定進(jìn)行,從而為我國機(jī)械加工工藝的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。