高精度加工

高精度加工（精选十篇）

高精度加工 篇1

关键词：机械加工,高精度加工技术,误差

影响机械加工水平的提高主要因素就是误差, 因此, 在实际的工作中, 需要不断的研究高精度加工技术, 确保产品的质量。下面针对于机械加工中的高精度加工技术进行具体的分析。

1 机械加工中的高精度加工技术的发展方向

随着社会科技的不断发展, 机械加工高精度技术也有了很大的发展, 由早期的亚微米级技术逐渐走向纳米级技术, 这是机械加工行业一个新的突破, 通过对机械的高精度加工技术调查分析, 今后的发展方向大致也有着一定的目标。 (1) 测量技术的发展方向, 淘汰传统的人工测量, 逐渐走向光学非接触的测量方式, 对提高测量工件的精度有着重大的作用; (2) 从加工原材料的改进, 加强加工材料结构的均匀性; (3) 将机械加工方式与其他学科结合起来, 创建新的加工理论和加工机理, 以此来提高加工工件的精度; (4) 机械加工机床的改进, 淘汰传统统一式的加工机床, 建立模块化、高精度的机床, 以此来提高机械工件加工的精度; (5) 先进技术的导入, 可以利用仿真技术来对加工方法进行仿真模拟, 从中发现不足的地方, 在不浪费任何材料的情况下将其改正, 实现降低机械加工工件的误差; (6) 实现机械加工的一体化, 可以采用当今的高新技术或引进先进的一体化加工技术, 如, 闭环自适应系统架构, 通过实现一体化的加工系统, 避免了在加工中出现人工干预而导致的误差, 充分提高机械加工工件的高精度[1]。

2 机械加工中出现误差的原因

2.1 刀具设备本身存在的误差

机械加工中使用的刀具不规范, 本身就存在着误差导致加工出来的机械产品也会存在误差。提高机械加工的精度, 要注意刀具的使用, 但是有很多工作人员在对刀具检查时不够仔细, 有很多存在误差的刀具被应用到机械加工上[2]。另外, 还忽略刀具的使用寿命, 造成刀具出现严重的磨损, 不仅造成机械加工的误差, 还不利于对刀具后期的维护和保养。

2.2 机床精度存在的误差

机床是机械加工的主要工具, 利用夹具将加工的工件固定到机床上, 然后再进行加工, 其中机床的精度水平将对机械加工的精度有着直接的影响, 而机床在长时间的作业中, 就会导致机床部分的磨损, 或出现偏移的现象等, 从而导致加工的机械不仅精度出现误差。随着我国社会工艺的不断发展, 市场中机械的需求量也越来越大, 而为了满足市场的需求, 需要长时间的工作才能加工出更多的部件[3]。但是, 却忽略的长期工作对机床造成的磨损, 随着加工时间的加长, 磨损的程度也会逐渐加大, 相应的导致机械工件的误差程度也逐渐上升。

2.3 定位存在误差

根据机械生产的过程分析, 对定位误差主要以定位副不准确的误差和基准不重合的误差两种, 其中定位副不准确误差主要是由定位面以及夹具的装夹面所引起的;而基准不重合误差则是由于实际加工的工序中与CAD模型上依据的工序基准出现不重合的现象而产生的。从而造成机械加工件的误差。

2.4 夹具的误差

在机械加工时是需要利用夹具将加工工件固定到机床上, 而夹具的作用主要是确定刀具、工件、机床三者之间的位置, 一旦夹具的精度不够, 就会导致加工的工件也出现误差。

3 机械加工中高精度加工技术的方法

3.1 降低原始的误差

提高加工技术的精度, 首先要从机械加工使用的加工机械以及设备的精度进行考虑, 只有降低原始加工机械设备的误差才会实现降低加工工件误差提高工件精度。 (1) 高精度的生产机械和设备尽量避免人为控制, 要加强对这方面机械的数控, 通过数控加工工件可以更有效的提高加工工件的精度; (2) 对加工工件的环境进行控制, 因为有很多高精度设备在温度过高或过低的情况下会导致设备变形, 增加了加工误差, 因此, 要选用恒温的条件下进行加工可以提高加工工件的精度; (3) 加强加工工件的测量工作, 因为有很多误差的产生都是来自对工件测量的误差, 避免一次性测量, 要加强测量的仔细性而且要实施二次测量, 最大化的降低工件出现的误差; (4) 加工中使用的刀具是极易发生磨损和变形的, 因此, 要加强对刀具的维修和养护工作, 要定期更换刀具, 避免刀具的误差而引起工件精度过低等。造成加工工件出现误差的原因有很多, 相关人员要对其进行总结并分析, 要对容易出现误差的地方加强防护, 这样才能实现高精度加工[4]。

3.2 引进新的加工技术

随着社会的不断发展, 对机械加工工件的要求也越来越高, 而传统的加工方式大多都不能满足当今机械加工需求, 尤其是统一加工的机床, 也仅能在一部分工件加工中应用, 因此, 相关部门应引进新的加工技术, 以此来实现对加工工件精度的要求。

3.3 利用误差补偿方式来降低工件出现的误差

在机械加工中, 有很多出现误差的环节都能利用其他部件或设备来降低生产所出现的误差, 实现工件高精度的加工, 这种降低加工误差的方式名为误差互补法。例如, 在工件切削加工的环节中, 如果要求工件加工为弧形或锥面时, 由于刀具是带尖的, 在加工中容易造成少切或过切的现象, 这对工件的精度都造成一定的影响, 而该误差可利用其他的方式进行弥补, 在加工前先采集刀具刀尖的弧形半径, 这样在加工时就可以通过半径来补偿刀尖出现少切或过切的误差, 从而提高加工工件的精度。

4 结语

在机械加工中, 相关的技术人员需要结合实际的情况, 通过积累丰富的经验, 提高自身的专业素质和专业能力, 采取有效的方法研发高精度加工技术, 减少误差的发生, 进一步做好机械加工工作。

参考文献

[1]翟道美, 易广斌.影响机械工程加工精度的因素分析[J].黑龙江科技信息, 2009 (5) .

[2]侯志楠.影响机械加工精度的几种因素及其相关对策研究[J].教育教学论坛, 2010 (18) .

[3]周琴.加工误差产生的原因及分析[J].现代机械, 2011 (2) .

[4]王妮娜.浅析机械加工精度[J].科技信息, 2010 (12) .

高精度加工 篇2

文章论述了高精度内孔加工误差的来源和国内外孔径测量的研究现状,提出用SPC控制质量的`好处,对整个测量系统部件进行介绍.结论:该测量机的各项指标均达到设计要求,对比以前的手工测量方法,现在的测量结果更可靠.以此为依据进行的分组更合理,加工质量的控制能力得到了明显的提高.转阀装配一次合格率也有了很大的提高.

作 者：万迪斐 陈俐 宋培纯 作者单位：万迪斐(上海交通大学;上海采埃孚转向机有限公司,上海,21)

陈俐(上海交通大学)

宋培纯(上海采埃孚转向机有限公司,上海,201821)

高精度加工 篇3

【关键词】机械加工；减少误差；提高精度

绣十字绣的时候，为了绣得准确，绣得形象，绣得逼真，讲究买布要买100%精准印花的。机械加工也一样，虽然达不到100%的精准程度，但也要讲究精度。机械加工中的精度，顾名思义，就是精确程度，精准程度。说得专业一点，就是零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，精度越高；符合程度越低，精度越低。相反，所谓误差就是零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数不相符合的程度。不相符合的程度越高，误差越大；不相符合的程度越低，误差越小。机械加工中误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。要尽可能地减少加工误差，尽最大努力提高加工精度。那么，造成机械加工误差的原因有哪些，有没有相应的解决办法呢？

一、主轴径向回转误差

产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。

解决办法：适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。

二、导轨和传动链误差

导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度（扭曲）。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也是造成导轨误差的重要因素。

传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起。

解决办法：应尽可能地提高所使用机床的几何精度。人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差。

三、刀具的几何误差

任何刀具在切削过程中，都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状的改变。

解决办法：正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量 ，正确地采用冷却液等，均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。

四、工艺系统受力或受热变形产生的误差

1.受力变形误差。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响比较大。外圆车刀在加工表面法线（y）方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。

解决办法：机械加工时，应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度以及刀具的安装误差。

2.受热变形误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。

解决办法：采用安装空调，使用电扇、换气扇等办法达到散热的目的。

五、调整工艺系统产生的误差

在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。

解决办法：根据误差反映规律，将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。应认真仔细地做好调整工作，并反复地进行调试，提高准确程度。另外，各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。

六、测量误差

零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。

解决办法：测量时要尽职尽责，切记疏忽大意。另外测量高精度工件时应采用高精度的量具，而且应该规范测量方法。

为了提高机械加工精度，把误差降到最低程度，需对产生加工误差的各种原因进行分析、研究，然后对症下药，采取相应解决办法，这样就能减少误差，提高精度，保障质量。

参考文献：

[1]朱正欣.机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，1999.

高精度加工 篇4

1 数控高速切削加工的特点

数控高速切削加工的特点一、笼统的说, 与传统的数控加工方法相比更有优越性, 体现如下:

1) 提高生产率。高速主轴, 能提高机床的生产率;

2) 改善工件的加工精度和表面质量。主轴转速越高, 单刃进给量就越小, 切削力就越小, 可以改善工件的表面质量和加工精度;

3) 延长刀具的使用时间和使用直径较小的刀具。刀具在不同速度下工作时最好能保持负载恒定, 在高性能计算机数控系统的控制下, 高速加工工艺可以延长刀具寿命。切削力较小也有利于延长刀具的使用寿命;

4) 可以加工薄壁零件和脆性材料。切削力较小有利于加工薄壁零件、脆性材料和航空航天领域里常见的结构复杂的大型零部件;

5) 能代替其他加工工艺。较为常见的是代替铸造工艺。有时用高速加工来加工一个型腔零件比用铸造加工方法更为经济;

6) 经济效益显着提高。生产高质量的零件以及缩短生产周期, 当然提高经济效益不在话下;

7) 具有功能强大的计算机数控系统。

2 数控高速切削的作用

数控高速切削的作用可以拓宽高速切削零件材料及高速切削工艺范围, 创建航空产品的切削工艺数据库。开发高速切削加工编程技术, 推行高速切削加工技术、干式切削绿色制造技术, 建立全面的推广应用机制。针对航空产品常用材料, 如铝合金、钛合金、不锈钢、镍基高温合金等材料开展试验研究, 建立相关的高速切削数据库, 开展高速切削加工状态的监控, 收集信息、不断改进。加强航空产品高速加工制造工艺规范的研究。按质量管理体系GJB9001A的要求, 新产品研制工艺文件编制的规定和标准研制工艺方案, 在保证航空产品零部件合格装配的前提下, 在装配试验研制过程中进行反复试验试用。

从设备的角度, 以数控高速加工设备为核心, 高中低档加工设备相配套, 综合选用设备特点, 编制新研工艺图和加工工序路线图, 降低成本, 提高效率, 生产出质量好, 精度高、产品零件装配性能稳定的研制工艺文件体系。开展数控高速加工方面的技术支持和人员培训, 为数控高速加工技术在公司航空产品中有效的应用培养技术人才。

3 数控高速加工在航空零件制造中的应用

数控高速加工在航空零件制造中的应用一般的飞机零件的材料都是用铝合金制作的, 为了提高零件表面的光滑整洁程度, 就算在普通机床上进行加工作业, 切削的速度也比加工其他金属快。为了加快切削的速度, 诞生了高速加工技术和高速机床。高速切削时, 主轴旋转高速, 刀具进给量小, 相当于刀具变得锋利异常, 所产生的工件材料挤压变形很小, 切削力得到减小;因刀具与工件摩擦、工件材料变形等产生的切削热也大大减少, 因此, 加工零件的变形比较小, 表面质量较高。同时, 机床的进给速度保证了一定时间内的金属切除率, 高速加工非常适合具有薄壁等特征的飞机零件的高效加工。飞机零件的质量以及加工效率想要得到提高, 就应采用最新的控制和优化技术, 提高精度以及优化动态性能。

飞机零件加工过程中, 通常加工机床主轴转速达到或高于12 000r/min、进给速度≥10m/min的大型机床。高速切削时, 随着加工精度和零件表面光洁度的提高, 减免了后续的流程作业——减少由人工进行零件修整, 甚至可以取消。而且, 从粗加工—半精加工—精加工的过程也能在一台机床上应用高速加工实现, 简化了整个制造过程, 减少零件加工的时间, 缩短零件制造周期。机床高速化方向发展, 可充分发挥目前刀具材料的性能, 不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本, 而且还可提高零件的表面加工质量和精度。高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。可见, 高速加工能使飞机零件加工过程发生了根本质性的变化, 是提高飞机零件加工率非常有效的手段。

对于在普通数控加工方案中的半精加工、校正、时效处理等环节, 在高速加工可以省略。采用小切削量、高切削速度的切削形式, 降低了切削力, 切削热大部分被高速飞出的切屑带走, 从而减小工件的变形。相比之下, 高速切削可获得更好的加工精度和更高的生产率。

4 结论

数控高速切削刀具及相关技术是实现数控高速切削加工的基本条件。数控高速切削对数控刀具材料、刀具结构的基础研究, 建立完整的工艺参数表和数控高速切削数据库、数控高速切削安全技术标准, 对数控高速刀具在线监视系统、数控高速刀具动平衡等的研究, 结合航空材料加工的实际情况, 立足现有的刀具设计和制造能力, 借鉴国内外先进经验加快数控高速切削刀具系统、数控高速切削机床系统的研究开发, 以进一步提高航空工业数控加工的技术水平。

参考文献

[1]H.舒尔茨高速加工发展概况[J].机械制造与自动化, 2002 (1) .

[2]陈云.数控高速加工技术综述[J].成才之路, 2009 (36) .

[3]李军, 杨险峰.高速切削加工机床及其选购[J].九江学院学报:自然科学版, 2006 (1) .

机械加工精度分析与对策论文 篇5

机械加工精度分析与对策论文【1】

【摘要】本文主要从设备部件装配的角度进一步分析了影响机械加工精度的原因及案例，提出几种提高机械加工精度的应对措施，对机械制造企业如何进一步提高产品加工质量，从而增强企业竞争力具有一定的参考与借鉴作用。

【关键词】机械加工;精度;原因;措施

机械加工精度是指零件在加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度就越高。

具体包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。

众所周知，机械产品的工作性能和使用寿命，都是与产品零件的加工质量和产品的装配质量息息相关的，作为零件加工质量重要指标之一的机械加工精度更是产品质量的根本保障。

然而在生产过程中由于各种原因加工出来的产品其尺寸、形状和相互位置不可能绝对一致，总是会存在一定的加工误差，如何保证在零件允许误差范围内，通过采取合理的加工方法以提高机械加工的生产率和产品合格率便显得尤为重要了。

1产品加工精度影响因素

人们根据不同的机械、不同的生产类型条件，在实践中摸索总结出了修配装配法、调整装配法、互换装配法、选配装配法等4种装配方法。

装配精度越高，则对相关零件的精度要求也越高，这对机械加工企业来说是很不经济的。

因此，对不同的生产类型必须采取不同的装配方法以合理性地降低加工精度，从而提高生产率与经济效益。

在机械加工过程中影响产品加工精度的原因主要有以下几个方面：

1.1产品加工原理所产生的误差

在加工过程中我们都是采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓加工原理来进行加工的，但此种“近似的加工法”必然会带来一定的误差。

即便如此，在当前的制造加工过程中因该加工原理具有简化机床结构或刀具形状、提高生产效率等优点而得到人们广泛的运用。

1.2机床、刀具和夹具的制造误差与磨损的影响

(1)机床误差包括机床本身各部件的制造、安装误差和使用过程中的磨损。

对加工精度影响较大的是机床本身的制造误差：包括机床主轴回转误差、导轨误差和传动链传动误差。

主轴回转误差直接影响着工件的圆柱度精度;导轨误差直接影响工件平面的平整与直线度精度;传动链传动误差一般不影响圆柱面和平面的加工精度。

但对于车削、磨削螺纹和滚齿、插齿、磨齿时，则是影响加工精度的重要因素。

(2)刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。

采用定尺寸刀具(如钻头、铰刀等)加工时，刀具的尺寸误差将直接影响工件尺寸精度。

采用成形刀具(如成形车刀、齿轮模数铣刀等)加工时，刀具的形状误差，将直接影响工件的形状精度。

采用展成刀具(如齿轮滚刀等)加工时，刀具切削刃的几何形状及有关尺寸误差也会影响工件的加工精度。

另外：任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状的改变。

例如：在车削一根长轴的外圆时，车刀的磨损将使工件产生锥度。

(3)夹具的误差。

夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别是位置精度)有很大的影响。

例如：采用镗模加工箱体零件上的孔系时，镗刀与工件的位置完全由镗模来决定。

这时机床仅传递动力，工件加工精度完全由镗模的精度决定。

1.3工艺系统的受力变形对加工精度的影响

在机械加工过程中，工艺系统在切削、夹紧、重力、传动、惯性等外力的作用下会产生相应的变形，使已经调整好的刀具与工件的相对位置发生变化，使工件产生几何形状和尺寸误差。

1.4工艺系统的热变形对加工精度的影响

机械加工中，工艺系统在各种热源作用下产生一定的热胀变形。

由于热源分布的不均匀性以及各加工环节结构和材料的不同，使工艺系统各部分所产生的热变形既复杂又不均匀，从而破坏了刀具与工件之间正确的相对位置和相对运动关系。

其主要包括工件热变形、刀具热变形、机床热变形等。

1.5工件的内应力引起的变形

所谓内应力，是指外部载荷卸掉以后，仍残留在工件内部的应力。

存有内应力的零件会随着时间的推移而发生形状上的变化(如翘曲变形)，从而丧失其原有精度。

如毛坯铸造中产生的内应力;冷校直时产生的内应力;切削加工或装夹过程中产生的内应力等。

2提高加工精度的工艺措施

为了提高机加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取相应的解决措施以达到直接消除和减少原始误差的目的，具体可从以下几方面着手：

2.1误差补偿法

对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

(1)误差补偿法：该方法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度。

(2)误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

2.2分化或均化原始误差

为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。

对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。

(1)分化原始误差(分组)法：根据误差反映规律，将毛坯或工序的工件尺寸经测量按大小分为X组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/X。

然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

(2)均化原始误差：这种方法的过程是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。

均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

2.3转移原始误差

该方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去，此法可大大提高加工精度。

2.4优化加工工艺

提高加工零件所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形产生的误差，减少刀具磨损、内应力引起的变形误差，尽可能减小测量误差等措施均可在一定程度上提高生产效率与产品的合格率。

3结语

纵观机械加工过程中产生误差的种种原因，在实际生产中只要我们对产生误差的原因进行详细的分析，就可以据此找出相应的预防举措和解决对策将各项误差降至最低，从而提高产品质量，进一步提升企业的竞争力。

参考文献：

[1]杨春雷，尹国会.浅谈机械加工影响配合表面的原因及对策[N].中华建筑报，.

[2]于骏一，邹青.主编《机械制造技术基础》.机械工业出版社，.

机械加工精度误差成因分析与对策【2】

【摘 要】对于机械加工行业来说，最近几年该行业对于机械加工精度的要求较前些年更为严格。

一个完整的机械产品是由很多机械零件组合而成，机械零件就好比是机械产品的内脏。

一个动物的内脏器官出了问题，那么它的健康问题必然影响，同理，机械零件的加工精度不高的话，必然会影响到机械产品的质量及各项性能。

机械零件的加工过程有它特有的特点，即流程复杂，工序多，这其中的每一步都会影响到零件的加工精度。

高精度加工 篇6

关键词：机械加工；工艺；零件；加工精度；影响

中图分类号：TQ320.67+1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0122-02

随着科学技术水平的不断提高，零件加工行业的机械化水平逐渐提高，极大的促进了我国加工产业的发展。零件对精度的要求比较高，在零件加工的过程中出现一些细小的误差都会导致零件报废，增加加工企业的加工成本，而如果将精度不合格的零件应用在机械设备上，将有可能造成严重的安全事故，从而产生巨大的损失，这就要求加工企业对机械加工工艺进行严格的控制，以提高零件加工的精度。在机械加工当中，对零件加工精度造成影响的因素包括很多，下面本文就重点分析这些主要的影响因素，并针对这些影响因素提出几点应对措施。

1 机械加工工艺相关问题综述

所谓的机械加工工艺主要就是指通过机械化手段，利用相应的加工工艺方法对毛坯件进行加工，从而实现毛坯和零件相吻合目标的机械加工流程。机械加工工艺主要包括两个部分，即前期的生产过程以及后期的加工工艺过程，在这两个过程中都对加工工艺要求较高。一般的加工流程都是从粗加工到细加工进行的，粗加工就是对毛坯和零件进行大体的打磨，而细加工就是根据标准的要求制作出高精度的零件，实现毛坯和零件的高度吻合。在零件加工完成之后，需要对零件进行检验，将其中不符合精度要求的零件淘汰，将合格的零件进行包装。在零件加工的过程中，造成零件加工出现误差的原因包括很多方面，需要相关的技术人员对机械加工工艺流程进行严格的控制，并严格遵守零件加工的规范标准进行加工。

2 机械加工工艺对零件加工精度的影响

2.1 影响零件加工精度的内在因素

一般来说，影响零件加工精度的内在因素主要包括两个方面：一是工作人员在安装相关的机械设备时操作不规范引起的。另一个是机械加工中出现的几何精度误差导致的。内在因素对零件加工精度具有显著的影响，并且这种不利的影响还比较难以消除。在影响零件加工精度的内在因素当中，机械设备的几何精度误差是最重要的影响因素，如果机械设备本身就存在误差，那么一定会影响零件的加工精度。加工零件的机械设备多为大型的组合型设备，因此在加工零件之前需要对机械设备进行组装，而在组装的过程中，如果某两个组成部分的契合度较低，则会导致零件加工的精度不高。另外，在长期的加工过程中，机械设备各个组成部分之间会由于磨损而出现细小的裂缝，这也是影响零件加工精度的重要因素。

2.2 热变形因素

在零件加工的过程中，机械加工工艺影响零件精度的热变因素主要包括刀具热变、工件热变形、机床本身以及自身结构的热变形。在机械加工工艺过程中，刀具热变主要是指在使用相应的刀具对零件进行反复切割的过程中，由于摩擦会产生大量的热量，从而就有可能导致零件出现变形的情况，进而影响零件的精度；工件热变形主要发生在长度较长的零件加工当中，由于零件的长度较长，在加工的过程中会导致零件表面的温度升高，从而导致零件的内外温差增大，进而出现热变形；机床本身及其结构的热变形比较容易理解，主要是指机床在长期的运行中出现整体或部分的温度升高，在这种情况下，机床各个结构之间的契合度会出现不好的变化，从而对零件加工的精度和质量都产生十分不利的影响。

2.3 影响零件加工精度的受力因素

在零件加工的过程中，机械设备和零件之间一定会进行相互的接触，从而导致零件受到力的影响作用，但是这种外力作用并不在零件加工精度计算的范围之内，这就导致零件的加工出现误差。由于受力因素对零件精度的影响力度较小，所以往往不被零件生产部门所重视。这种看似微小的影响，在经过长期的积累之后，就会对零件的精度造成严重不利的影响。

3 提高机械加工工艺加工精度的措施

3.1 对机械加工工艺制造过程进行严格的控制

为了减少机械设备存在的几何精度误差对零件加工精度造成的不利影响，零件加工企业在选择加工机械设备时就需要进行认真的考察，选择良好的生产厂家，并对自己购买的机械设备进行严格的检验，重点检验机械设备本身存在的误差问题，然后选择最佳的机械设备。另外，如果对于已经投入使用的机械设备进行改造，首先就需要对日常加工中出现的误差进行统计，并对统计的数据进行系统的分析，然后将分析出的误差结果输入到机械设备的操作系统当中，这时候机械设备就会自动的将误差消除，从而生产出高质量的零件。

3.2 合理控制温度以减少热变因素对零件加工精度的影响

在机械设备的运行中，温度发挥着重要的影响作用，温度过高或者是过低都会影响机械设备的正常运行。在零件加工的过程中，如果温度过高，就需要利用冷水降温。例如，在使用刀具对零件进行反复切割时，由于长时间的摩擦，会导致温度升高，从而引起零件的变形，这时就需要进行冷水降温，以减少热变因素对零件精度的影响。

3.3 最大限度的减少外力对零件的干扰

在零件加工的过程中，零件所遭受的外力因素主要包括摩擦力和挤压力，在这两种力的影响下，零件的精度就难以保证。而要减少外力因素对零件精度的影响，就需要减少这两种力。首先，在日常零件加工的过程中，技术人员需要对机械设备进行认真的检查，如果，在检查中发现机械设备固定零件的部位结合较紧，则需要及时修正。其次，还需要定时对机械设备的表面进行打磨，以减少机械设备接触面对零件的摩擦力，这样就可以有效的降低零件生产过程中出现的加工误差，提高零件加工的质量，减少报废率，提高企业的经济效益。

3.4 提升机械加工工艺加工精度的其它措施

首先，需要不断地完善机械加工工艺的系统设备，学习和引进先进的加工工艺方法，同时还需要对设备系统进行维护和管理，保证机械设备始终处于最佳的运转状态。其次，需要对零件加工的流程进行合理的规划，尽量将加工流程缩短，从而减少加工过程中出现的误差。最后，零件加工企业还需要不断提高工作人员的综合素质，定期组织相关的工作人员学习专业的生产技术，并不断提高工作人员的责任心，为提高零件加工质量奠定良好的人才基础。

4 结 语

总而言之，目前我国零件加工行业对零件加工精度的控制还存在一些问题，提高零件加工的精度是现阶段我国零件制造业面临的重要问题。从本文的分析中可知，影响机械加工工艺加工精度的因素主要包括受力变形因素、热变形因素等，针对这些问题，零件加工企业需要采取有针对性的措施来减少这些不利因素对零件精度造成的不利影响，从而提高零件加工的质量。

参考文献：

[1] 郭向东.机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].湖南农机，2013，（7）.

[2] 杨勇，杨哲.探究机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].华章，2013，

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[3] 庞永清，李忠良.机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].科教导刊

电子版（上旬），2015，（11）.

[4] 王超.机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].建筑工程技术与设计，

2015，（6）.

薄壁高精度轴颈类零件加工技术研究 篇7

关键词：轴颈,高温合金,薄壁,加工

1 概述

近几年, 随着航空技术的发展, 一些高精度零件应用越来越广泛, 精度要求越来越高, 加工难度越来越大。其中一些轴颈类零件由于工作条件苛刻, 要求更高。本文选取某一种轴颈类零件作为探讨的载体, 介绍其加工方法、加工难点及解决措施。该零件为承受高温高速旋转的关键承力件, 用于连接高压涡轮盘和轴, 传递扭矩, 承受很大的离心力和气动力, 因此对轴颈的质量提出了严格的要求。

2 零件的加工分析

2.1 零件的结构复杂 (见图1)

轴颈的结构和形状复杂, 难加工的表面多, 零件壁厚较薄, 只有3.5mm、多圆弧转接、配合表面精度高;在曲面上加工小孔, 钻头容易偏斜, 而且有的孔长径比达15:1, 导致钻头强度低, 钻削容易发生振动, 而使钻头折断。

2.2 加工材料

零件材料为GH698, 是一种新型的镍基高温合金。该材料合金化强度高, 含有铝、钼、钛、铌等强化元素, 在500-800℃范围内具有高的持久强度和良好的综合性能。这种高温合金的性能和加工特点是:

2.2.1 导热性差, 加工中传热困难, 切削温度很高, 因此切削时容易产生粘刀现象。

2.2.2 热强性好, 高温合金在较高温度下仍具有较高的物理、机械性能, 切削阻力比普通钢高3-4倍。

2.2.3 材料本身有大量的强化相, 在加工中容易产生冷作硬化, 容易磨损刀具, 降低刀具寿命。

2.3 零件的形位公差要求高

安装边轴向的孔, 尺寸公差为0.019mm, 位置度0.02mm, 其基准平面A要求着色面积不小于80%, 且孔和螺纹孔, 周围4 mm的范围内着色面积要求100%。

2.4 零件技术要求高

零件要求在热处理后保证各项技术条件和零件的尺寸精度, 因此如何控制热处理变形, 提高产品的质量, 是本文的一项重要内容。

3 轴颈的加工工艺

3.1 零件工艺方案:

根据零件特点, 制定如下工艺方案:

3.1.1 加工阶段的划分

根据零件加工特点, 划分为三个阶段:

粗加工阶段:该阶段分两步进行:第一步车超声波探伤检查表面, 第二步为去除大部分加工余量, 保证以后加工余量均匀。

半精加工阶段:修正粗加工应力引起的变形, 进一步保证精加工余量均匀, 表面粗糙度达Ra1.60μm, 为腐蚀检查作准备。

精加工阶段:保证零件最终尺寸和技术条件要求。根据零件的加工要求选用精密的机床, 同时选择合理的工艺装备和工艺参数。为防止真空时效热处理后的零件变形, 对基准面留有一定的余量, 以便在热处理后再进行加工。

3.1.2 采用工序集中的原则

工序集中后, 可以减少定位次数, 减少定位误差, 提高零件加工精度, 和各表面之间的位置精度, 也更有利于采用数控机床等高精度机床的加工。

3.1.3 定位基准的选择

在毛坯开始加工时, 选用锻件的外圆为径向基准, 端面为轴向基准, 径向夹紧。

粗加工时选用已加工外圆、端面为径向和轴向基准, 径向夹紧。

半精加工和精加工采用基准重合的原则, 并使工艺基准和设计基准相重合, 一次装夹, 轴向压紧。

3.1.4 热处理工序安排

在半精加工和精加工后安排两道热处理工序, 以消除加工中的内应力。

3.1.5 无损检测工序的安排

超声波检查, 安排在车超声波表面和粗车之前进行, 腐蚀检查安排在半精加工以后、精车以前进行, 荧光检查和着色检查安排在精加工以后进行。

3.2 简要的加工工艺路线安排如下:

工艺路线为:毛料、粗加工、超声波探伤、半精加工、腐蚀、稳定处理、精车、钻孔和铣槽、车螺纹、消除应力热处理、磨基准面和研磨基准、检验、包装入库。

4 典型的车加工工序

在轴颈的加工中, 精车内型面是一道重要的车加工工序。为降低成本, 一般采用传统车加工方法, 但由于有转接R, 需用成型车刀车削, 不但车削力大, 加工的表面质量不高, 而且与操作者的经验密切相关。而采用数控加工方法既能克服传统加工中的不足, 又可以提高效率和质量。

该加工工序简图见图2:

4.1装夹零件:

用软三爪卡盘装夹, 加工前找正内径跳动量不大于0.015mm, 端面跳动量不大于0.015mm。

4.2 制定数控工步及参数

4.2.1 选用刀具

根据要求选用二把机夹车刀完成加工, 在装夹刀具前用对刀仪找出刀具补偿尺寸, 刀片为35°菱形刀片, 刀尖圆弧半径为R0.8, 材料为K313。

4.2.2 切削用量

该零件的切削用量为机床转速n=27～39r/min, 进给量f=0.15mm/r, 切削深度ap=0.15～0.3mm, 并浇注冷却液。

4.2.3 切削路线

切削路线就是数控加工中刀具相对于工件运动的轨迹, 应尽量使加工路线最短, 程序段最少, 以减少空刀时间, 提高效率。轴颈型腔的加工轨迹见图2。

4.2.4 确定对刀点

对刀点就是数控加工时, 刀具相对工件运动的起点。对刀点应使编程简单, 对刀方便, 引起的加工误差少。该零件的对刀点X坐标为基准表面, Z坐标为零件的回转中心线。 (见图2)

4.2.5 编制数控程序

坐标系径向为X轴, 轴向为Z轴。若采用轮廓编程, 须考虑刀具的半径补偿;采用刀心编程, 应计算刀心坐标。在实际加工时可以考虑采用改变刀具位置坐标补偿值或者改变刀具半径补偿值r进行加工。

5 典型的孔加工工序

5.1 轴颈在大端螺纹处均匀分布有12个Ф9.5的斜孔。见图1。

在开始钻削时, 受零件形状的影响, 钻头有两个切削表面, 而且由于壁厚的不同, 切削部分材料的变形大小也不一样, 因而钻头受力不均匀, 再加上钻头因旋转而产生的摆动现象, 容易造成钻头偏斜和崩刃。为此先用锪刀将被加工面锪平, 然后再用扩孔钻纠正孔的中心线偏斜。

其简要工步为锪孔、钻孔、扩孔、铰孔;加工参数为机床转速n=80 r-160r/min、进给量f=0.04m。

6 控制零件变形的措施

6.1 增加稳定热处理工序。

半精加工后安排稳定处理, 消除粗加工阶段和半精加工阶段产生的内应力。精加工后再安排一次稳定处理, 这次热处理中使用夹具, 且夹具材料与零件的材料相同, 平放在真空炉内。

6.2 采用合理的装夹方式。

采用径向定位、轴向支承和压紧, 基准面为支承面。采用合理的工艺路线、加工方法和加工参数。

7 存在问题及改进建议

对于精度高, 结构复杂的零件。应尽可能采用数控加工, 甚至采用多轴加工, 这样不仅能提高零件的质量, 而且还能节约大量的工装费用, 缩短研制周期, 提高生产效率。

结语

加工完成后, 通过对轴颈的检测, 其尺寸和技术条件符合图纸要求, 说明工艺路线安排和加工方法是合理的、正确的。本文所论述的轴颈加工方法, 不但为轴颈的加工积累了丰富的经验, 使加工能力有了新的提高, 而且还锻炼了技术人员和操作人员的队伍。

参考文献

高精度激光加工设备隔振系统的设计 篇8

(1)优化设计平台[1]、激光内外光路的机械结构(包括材料选型),从而提高结构的整体刚度、减小振动响应,并使结构的固有频率远离环境的振动频率;

(2)采用隔振系统对平台及光路结构进行有效的振动隔离,使各种频率环境振动大幅度衰减[2],对系统的精度影响控制在允许范围内。

1 设备结构及隔振要求

高精度激光加工设备的工作方式为:激光器发出的光束通过镜片组的传导、扩束、整形处理后,由物镜聚焦,在固定于电动工作台上的工件表面形成聚焦光斑,通过电动工作台的移动实现对工件表面的加工。加工结果的优劣主要体现在:(1)加工线宽;(2)定位精度。通过理论分析与实验,得出影响加工线宽和定位精度的因素如下:

(1)影响加工线宽的主要因素有三个:激光脉冲频率与工件运动速度之比、激光单脉冲能量和聚焦光斑尺寸。上述的三个因素中,前两项与系统的结构设计无关联,为了得到尺寸小的聚焦光斑,需采用高倍率的聚焦物镜。由于聚焦物镜的放大倍率和焦距的关系为:τ=-250/f',对于放大倍率高的聚焦物镜,焦距就会相应地较小,并且焦深也比较小。对于Nikon的M Plan NUV物镜,焦距为17.0 mm,焦深为±1.7μm,所以微小的机械形变以及周围环境的振动就会影响聚焦尺寸的大小,从而引起加工线宽的变化。因此要保证整个图案的线宽保持一致,就必须令物镜与工件的相对位置在加工过程中保持稳定;

(2)影响激光加工定位精度的因素主要有两个:工作台的位移控制精度和聚焦光斑的稳定性。工作台的位移控制精度取决于工作台的加工质量、控制方式等因素,在工作台选型、购买后就已经基本确定。而对于聚焦光斑的稳定性来说,在理想情况下,光斑应该聚焦于工作台的原点位置,但实际由于受到光路中光学元件的位置姿态不稳和周围环境震动的影响,聚焦光斑相对工作台原点的位置会有微小的跳动,这种跳动会产生第二个成形运动,造成加工图案的畸变。

由以上分析可知,加工设备机械结构设计的中心目标是稳定性。为了保证设备结构的稳定性以及将周围环境的振动影响降至最小,本次研究对支撑平台和光路传输系统进行了优化设计。光学平台采用内置蜂窝结构并增加空气弹簧[3,4],可以有效吸收振动,减小共振[5]。外光路系统采用了铸钢龙门结构,有效加强了设备结构的刚度和稳定性,其中加工设备的结构如图1所示。

1.1系统结构稳定性的有限元分析[6,7]

由于振动会造成结构的共振或疲劳,从而破坏结构,因此了解结构本身具有的刚度特性即结构的固有频率和振型,就可避免在使用中因共振因素造成不必要的损失。目前,对结构动态性能研究的方法主要是模态分析法[8,9]精度激光微加工设备结构的三维有限元模型,如图2所示,并利用有限元分析软件对其进行模态分析[10],得出了前十阶固有频率如表1所示。可以看出,整个结构系统固有频率的一阶值较高,大于加工系统实际的工作频率50 Hz范围,因而能有效避开共振区,保证结构的加工精度。

由于低阶固有振型要比高阶对设备结构的振动影响大,越是低阶影响就越大,因此低阶振型对结构的动态特性起决定作用。图3列出了前四阶固有频率下的振型情况,振型的大小只是一个相对的量值(位移相对值),它表征的是各点在某一阶固有频率上振动量值的相对比值,反应该固有频率上振动的传递情况,并不反映实际振动的数值。从整个系统模态分析的结果可以看出,变形主要集中在龙门及其上组件附件,变形也从开始的整体摆动到后续的某个部位大幅度扭动。

通过模态分析可得到整体结构的各阶振型和固有频率,即各部位的相对振动情况,但是外力激励下各阶振型对设备结构振动的影响是不同的,因此对结构进行谐响应分析就能更清楚地看出其在动态干扰激励下结构的抗振性能。谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按简谐规律变化的载荷时稳态响应的一种技术,可以分析结构在不同频率简谐载荷作用下的动力响应。

按照实际情况对结构中龙门底部施加约束,并在有限元模型上分别施加X、Y和Z方向简谐力,幅值均为1 000 N,选择其频率范围为(0~400)Hz,能覆盖外界环境振动频率和结构主要模态的特征频率,步长为10 Hz。在所施加频段简谐力的激励下,结构加工头部X、Y和Z向位移-频率变化曲线分别如图4—图6所示。

由以上对有限元模型X、Y和Z三个方向施加简谐力后的动态响应分析结果可知,253 Hz附近为结构本身的一阶固有频率,在此频率附近整个结构的振动位移均达到较大值,因此为了提供加工精度,并保证加工时结构位移尽量小,则应在实际使用时尽量避免外部激励频率在253 Hz附近及此频率以上。而一般外部激励频率如环境振动频率等均明显低于此一阶固有频率,因此加工设备结构的优化设计能保证设备系统的稳定性。

2 系统的减振方案

在有限元分析结果中,该设备的机械结构稳定性已经得到了认证。然而,考虑到该系统的目标使用环境为无隔振地基的普通实验室,为设备加入一套有效的减振系统仍然十分必要。经过综合考虑性能、成本等因素,最终选定的减振系统为被动型空气弹簧减振系统。

空气弹簧是在柔性的密闭气室内充入压缩空气,利用空气的可压缩性实现弹性作用的一种非金属弹簧,具有在大载荷下的刚度的特点。因此在隔振应用领域中,空气弹簧具有金属弹簧和橡胶隔振垫无可比拟的优势。

一般的空气弹簧结构与简化模型如图7所示。空气弹簧分为主气室(load volume)和辅助气室(damping volume),设两气室的容积为V1、V2,高度为h1、h2,有效面积为A1、A2,轴向刚度为k1、k2,则有

对于一般空气弹簧,A1=A2=A,V=Ah,h2=εh1,则k1=k,k2=εk。

取平衡状态为初始状态,由简化模型可得运动方程:

对(2)式进行拉普拉斯变换并整理,可得该系统的传递函数

由此可得该系统的幅频特性:

项目中所使用的空气弹簧中的参数如下

(1)r=4 mm,r为气室的横截面半径;(2)h1=10 mm,h2=80 mm;(3)P=6×105Pa,γ=1.4。

由以上参数可计算得出空气弹簧的刚度:k1=4.2×103N/m,k2=0.5×103N/m,M=400 kg。在Simulink中使用这些数据进行仿真,所得伯德图如图8所示。

可见该空气弹簧的固有频率约为1 Hz,仿真结果表明大地脉动等低频振动的隔振效果在80%,但对机器设备引起的较高频率的振动能够降低95%以上。然而,实验证明对激光刻划产生明显影响的主要是设备振动,低频振动由于幅度小,不会带来可观测的加工质量变化。因此,该减震系统可以满足设备的减震要求。图9显示了空气弹簧对1 Hz、10 Hz、100 Hz振动的减震效果。

3 结论

基于高精度激光加工的需求,本实验室在理论和实验研究基础上设计了高稳定性的高精度激光加工设备。本文围绕高精度激光加工设备的稳定性问题,开展了结构系统的振动特性和减震系统的减震性能研究。利用有限元分析方法,计算出整个系统的固有频率和谐响应谱线,结果表明一阶固有频率在253 Hz左右,大于加工系统实际的工作频率50 Hz范围,且外部激励频率如环境振动等明显低于其一阶固有频率时,能有效避开共振区,保证结构的加工精度。并且采用空气弹簧进行系统减震,仿真结果表明,所用空气弹簧的固有频率约为1 Hz,对大地脉动等低频振动的隔振效果在80%,而对机器设备引起的较高频率的振动能够降低95%以上,因此该减震系统也可以满足设备的减震要求。研究结果为以后相关激光加工系统的稳定性设计提供了参考和依据。

参考文献

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[9]黄猛,金伟,张葆等.某航空相机光学系统支持框架有限元分析.计算机仿真,2009;26(4):317—319

薄壁、高精度铜合金零件的加工工艺 篇9

图1零件材料为铝青铜(UA11N),这种材料受环境温度、切削参数等的影响极易产生变形,且零件结构独特,在准72.893mm(公差-0.046mm)外圆上开有一宽52mm(公差+0.03mm)槽,两内壁平行度0.03mm,零件最终槽壁厚为3mm,粗糙度Ra0.8,由于该零件精加工后无装夹基准,加工过程中对加工工艺控制要求高,加工难度大。

2 零件变形量的控制方案

根据零件的外形特征,我们初步选定了三种加工工艺,并领取材料进行试切加工,以确定消除零件应力变形的工艺方法。通过实验,发现下述方法对零件的变形控制最有效:

(1)通过工艺方法控制变形:外圆及端面加工至图纸最终尺寸,然后在零件中心制准23mm粗孔。对零件进行去应力回火(据外商技术咨询回复,零件应安排在400℃±10℃下保温1h去应力回火)。加工外扁至最终尺寸,粗加工槽并在两端及中间预留7mm厚筋(参考图2)。再进行一次400℃±10℃保温1h的去应力回火,然后半精加工槽孔仅对内槽面及准21孔预留精加工磨量(单边0.15~0.20mm余量)。

(2)通过加工参数的固化控制变形:在第二次回火后去筋开槽过程中,发现加工参数的设定对零件的加工效果有很大的影响(如表1)。

此种工艺方法加工后尺寸稳定,通过两次回火及筋的连接、加工参数的固化,消除了零件薄壁槽腔的变形。

在装夹过程中,为保证零件外形尺寸的对称度要求,各机加工序之间的装夹找正误差不得大于0.02mm,并且在装夹时,所有接触部位必须保护,以避免产生装夹划痕,影响零件的粗糙度。

3 零件高精度形位公差的实现

零件52G7槽的平行度0.03mm,垂直度0.03mm,粗糙度Ra0.8靠磨削保证,在磨削槽的过程中,要求零件装夹牢固,找正零件在0.02mm以内。

在加工中,为了控制零件的变形,要求必须对称去除余量(如一边先去除0.05mm,再将另一边去除0.05mm,复查零件在加工过程中是否动,再返回来磨削先加工的面,反复加工直至零件满足最终尺寸)。在加工过程中要随时注意砂轮的状态,尽量避免砂轮在粘削的状态下继续参与磨削。并且在加工过程中零件必须充分冷却,以保证零件在加工过程产生的热量最小。

4 结语

通过对该项零件的工艺试验,得出在加工此类薄壁结构件时,可通过加工时预留加强筋,用回火工艺消除零件已有的应力变形后,控制加工参数,消除去除加强筋时产生的加工变形,来获得零件的最终尺寸。

摘要：通过工艺实验,总结出飞机起落架上的薄壁、高精度铜合金结构件的加工工艺,解决了铜合金薄壁件的变形问题,保证了零件的质量。

高精度、高效率数控加工技术的研究 篇10

数控加工技术被广泛的应用在各行各业的加工制造中, 对于航空、汽车、和医疗等多种行业的发展起着至关重要的影响。由于效率和质量是制造技术的研究重点, 所以, 高精度、高效率的数控加工技术也成为了数控加工行业发展的方向。目前, 在精度方面, 超精密数控机场的精度可达约0.05um。在效率方面, 一些数控加工机场的空运行速度已达100m/min左右。然而, 由于数控加工技术需求的不同, 目前已衍生出了各式各样的数控加工技术。因此, 本文就实现高精度和高效率的数控加工关键技术进行了研究。

1 高精度数控加工的关键技术研究

1.1 数控机床的误差补偿技术

数控加工机床产生误差的阶段有两个, 一是在机床的设计制造阶段, 二是在机床的加工运行阶段。在设计和制造阶段, 只能采用误差预防的技术进行数控机床的误差补偿。然而受到技术和经济的影响, 该阶段的误差产生几乎难以避免。所以, 人们主要采用误差补偿技术来进行数控加工机床的误差补偿, 从而实现数控机床的高精度运行。误差补偿技术的运用, 是在不改变设备制造精度的情况下, 进行设备运行的误差补偿的。采用该种方法进行误差的补偿, 既可以使设备实现较高的精度, 又可以降低误差修正的成本。因此, 就现阶段来看, 误差补偿技术是被广泛应用的实现数控加工高精度运行的关键技术[1]。

1.2 误差补偿技术的实现

误差补偿技术的实现, 需要通过对设备加工过程中的误差来源进行分析, 并且要做好误差量的监测, 从而进行误差的补偿。一方面, 影响设备加工精度的误差源有很多, 技术人员必须全面的进行误差源的分析。比如机床的机构几何误差、热误差等引起的刀具与工件之间的位置偏差。另外, 刀具磨损变形、夹具变形和系统检测误差等多种形式的误差, 都会对设备的运行产生一定的影响。另一方面, 误差量的测量是误差补偿技术实现的关键。为了保证设备的高精度运行, 必须对所有误差因素在各种情况下的误差量进行测量。就目前而言, 误差的测量主要依靠于误差测量仪器, 该仪器不仅能实现单个误差因素的测量, 还能实现综合误差因素的测量。相比较而言, 单项误差测量较为容易实现, 而综合误差因素的测量则较为困难。就目前而言, 出于技术条件限制, 机床各项误差指标的测量比较困难, 但是机床位置精度和重复位置的精度监测比较容易实现。最后, 误差补偿是提高设备精度的主要途径。现阶段, 实现误差补偿的途径有两种, 一种是直接提高机床的装配精度, 二是利用编程技术提高设备运行的精度。相比较来看, 第一种方法的成本较高, 且容易受到精度等级的制约。而第二种技术较为容易实现, 且成本较低。所以, 软件补偿技术是实现数控加工误差补偿技术的主要途径[2]。

2 高效数控加工的关键技术研究

就现阶段而言, 五轴联动数控加工技术和CAM技术是实现高效率数控加工的关键性技术。但是相较而言, 五轴联动数控加工技术受价格和结构复杂等多种因素的影响, 没有得到类似CAM技术一样的广泛应用。

2.1 五轴联动数控加工技术

应用五轴联动数控加工技术的设备需要至少五个坐标轴, 并且需要在计算机的控制下进行材料的加工。五轴联动数控加工技术之所以具有高效性的特点, 是因为它具有以下几种优势。首先, 一般的数控加工技术很难一次性完成的某一复杂材料的加工, 都可以利用该技术一次性完成。在这种情况下, 材料加工的效率得到了极大的提升。其次, 该技术的使用可以有效提升曲面加工的效率。采用一般的数控加工技术时, 由于设备的刀具在加工过程中不能再次调整, 很难实现效率较高的曲面切削。在切削效果难以保证的情况下, 只能人工进行曲面的修补, 从而导致曲面加工效果较低。而采用五轴联动数控加工技术, 可以随时进行刀具的调整, 从而实现曲面的高效切削。再者, 该技术可以一次性完成工件的夹装。传统数控机床在进行工件加工时, 需要采用多台设备, 并经过多次定位安装才能完成该工件的加工。但是五轴联动数控加工技术可以实现工件一次性加工, 从而使设备的加工效率得以大大的提升。

2.2 CAM技术

CAM技术是计算机辅助制造技术的简称, 其基本理念是在计算机的辅助下, 进行产品的设计和制造。早于上世纪60年代, 该技术就已经产生。直到现在, 该技术已经被广泛的应用于电子和机械行业的制造生产领域, 并大大提高了制造行业的生产效率。CAM技术在数控加工中的应用, 使得数控加工技术向着高自动化的方向发展着, 从而使数控加工的效率得以进一步的提高。使用该技术进行数控加工, 可以使设备的软硬件得以更好的结合。因为, 采用该技术进行数控编程时, 可以将夹具和刀具等多种因素考虑进去, 并且可以完成数控加工过程的模拟和仿真。而技术人员则可以根据仿真的效果, 来进行加工坐标的调整, 从而实现数控设备的高效加工。

3 结论

数控加工技术的高精度和高效率加工效果的实现, 还需要经过人们不断的开发和研究。目前, 导致数控机床产生误差的因素仍然有很多, 只有找出导致误差存在的因素, 并对该因素进行有效的补偿, 才能实现数控加工的高精度加工效果。而受到数控编程复杂性和刀具运行路径选择的影响, 数控加工技术的效率被限制在一定的范围内。也只有对这些工艺参数进行更加深入的研究, 才能够实现数控加工设备的高效率运行。

摘要：随着我国经济和工业的快速发展, 为满足机械生产加工的高性能和高可靠性等多方面的需求, 材料加工与制造已经向着大型化、复杂化以及材料多元化的方向发展。在这种情况下, 高精度、高效率的数控加工技术已经成为了数控技术的主要发展方向。尤其是在航空、航天等科技含量较高的行业中, 高精度、高效率的数控加工技术的研究已经成为了这些行业学者研究的重点。基于这种认识, 本文对高精度、高效率的数控加工技术进行了研究, 从而为关注这一话题的人们提供一些参考。

关键词：高精度,高效率,数控加工技术

参考文献

[1]彭健钧.基于特征的复杂工件数控加工关键技术研究[D].中国科学院研究生院, 2012.