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機(jī)械加工中獲得工件尺寸精度的常用方法

加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與圖紙規(guī)定的理想幾何參數(shù)符合的程度。這種相符合的程度越高，加工精度也越高。 在加工中，由于各種因素的影響，實(shí)際上不可能將零件的每一個(gè)幾何參數(shù)加工得與理想幾何參數(shù)完全相符，總會(huì)產(chǎn)生一些偏離。這種偏離，就是加工誤差。 從以下三個(gè)方面探討：獲得零件尺寸精度的方法、獲得形狀精度的方法和獲得位置精度方法。 1.獲得零件尺寸精度的方法 １）試切法 即先試切出很小部分加工表面，測(cè)量試切所得的尺寸，按照加工要求適當(dāng)調(diào)刀具切削刃相對(duì)工件的位置，再試切，再測(cè)量，如此經(jīng)過(guò)兩三次試切和測(cè)量，當(dāng)被加工尺寸達(dá)到要求后，再切削整個(gè)待加工表面。 試切法通過(guò)“試切-測(cè)量-調(diào)整-再試切”，反復(fù)進(jìn)行直到達(dá)到要求的尺寸精度為止。例如，箱體孔系的試鏜加工。 試切法達(dá)到的精度可能很高，它不需要復(fù)雜的裝置，但這種方法費(fèi)時(shí)(需作多次調(diào)整、試切、測(cè)量、計(jì)算)，效率低，依賴(lài)工人的技術(shù)水平和計(jì)量器具的精度，質(zhì)量不穩(wěn)定，所以只用于單件小批生產(chǎn)。 作為試切法的一種類(lèi)型——配作，它是以已加工件為基準(zhǔn)，加工與其相配的另一工件，或?qū)蓚€(gè)（或兩個(gè)以上）工件組合在一起進(jìn)行加工的方法。配作中最終被加工尺寸達(dá)到的要求是以與已加工件的配合要求為準(zhǔn)的。 2）調(diào)整法 預(yù)先用樣件或標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整好機(jī)床、夾具、刀具和工件的準(zhǔn)確相對(duì)位置，用以保證工件的尺寸精度。因?yàn)槌叽缡孪日{(diào)整到位，所以加工時(shí)，不用再試切，尺寸自動(dòng)獲得，并在一批零件加工過(guò)程中保持不變，這就是調(diào)整法。例如，采用銑床夾具時(shí)，刀具的位置靠對(duì)刀塊確定。調(diào)整法的實(shí)質(zhì)是利用機(jī)床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預(yù)先整好的刀架，使刀具相對(duì)于機(jī)床或夾具達(dá)到一定的位置精度，然后加工一批工件。 在機(jī)床上按照刻度盤(pán)進(jìn)刀然后切削，也是調(diào)整法的一種。這種方法需要先按試切法決定刻度盤(pán)上的刻度。大批量生產(chǎn)中，多用定程擋塊、樣件、樣板等對(duì)刀裝置進(jìn)行調(diào)整。 調(diào)整法比試切法的加工精度穩(wěn)定性好，有較高的生產(chǎn)率，對(duì)機(jī)床操作工的要求不高，但對(duì)機(jī)床調(diào)整工的要求高，常用于成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。 3）定尺寸法 用刀具的相應(yīng)尺寸來(lái)保證工件被加工部位尺寸的方法稱(chēng)為定尺寸法。它是利用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的刀具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸決定。即用具有一定的尺寸精度的刀具（如鉸刀、擴(kuò)孔鉆、鉆頭等）來(lái)保證工件被加工部位（如孔）的精度。 定尺寸法操作方便，生產(chǎn)率較高，加工精度比較穩(wěn)定，幾乎與工人的技術(shù)水平無(wú)關(guān)，生產(chǎn)率較高，在各種類(lèi)型的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。例如鉆孔、鉸孔等。 4）主動(dòng)測(cè)量法 在加工過(guò)程中，邊加工邊測(cè)量加工尺寸，并將所測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求的尺寸比較后，或使機(jī)床繼續(xù)工作，或使機(jī)床停止工作，這就是主動(dòng)測(cè)量法。 目前，主動(dòng)測(cè)量中的數(shù)值已可用數(shù)字顯示。主動(dòng)測(cè)量法把測(cè)量裝置加入工藝系統(tǒng)（即機(jī)床、刀具、夾具和工件組成的統(tǒng)一體）中，成為其第五個(gè)因素。 主動(dòng)測(cè)量法質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高，是發(fā)展方向。 5）自動(dòng)控制法 這種方法是由測(cè)量裝置、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)等組成。它是把測(cè)量、進(jìn)給裝置和控制系統(tǒng)組成一個(gè)自動(dòng)加工系統(tǒng)，加工過(guò)程依靠系統(tǒng)自動(dòng)完成。 尺寸測(cè)量、刀具補(bǔ)償調(diào)整和切削加工以及機(jī)床停車(chē)等一系列工作自動(dòng)完成，自動(dòng)達(dá)到所要求的尺寸精度。例如在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，零件就是通過(guò)程序的各種指令控制加工順序和加工精度。 自動(dòng)控制的具體方法有兩種： ①自動(dòng)測(cè)量即機(jī)床上有自動(dòng)測(cè)量工件尺寸的裝置，在工件達(dá)到要求的尺寸時(shí)，測(cè)量裝置即發(fā)出指令使機(jī)床自動(dòng)退刀并停止工作。 ②數(shù)字控制即機(jī)床中有控制刀架或工作臺(tái)精確移動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)、滾動(dòng)絲杠螺母副及整套數(shù)字控制裝置，尺寸的獲得（刀架的移動(dòng)或工作臺(tái)的移動(dòng)）由預(yù)先編制好的程序通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置自動(dòng)控制。 初期的自動(dòng)控制法是利用主動(dòng)測(cè)量和機(jī)械或液壓等控制系統(tǒng)完成的。目前已廣泛采用按加工要求預(yù)先編排的程序，由控制系統(tǒng)發(fā)出指令進(jìn)行工作的程序控制機(jī)床或由控制系統(tǒng)發(fā)出數(shù)字信息指令進(jìn)行工作的數(shù)字控制機(jī)床，以及能適應(yīng)加工過(guò)程中加工條件的變化，自動(dòng)調(diào)整加工用量，按規(guī)定條件實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程最佳化的適應(yīng)控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)控制加工。 自動(dòng)控制法加工的質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、加工柔性好、能適應(yīng)多品種生產(chǎn)，是目前機(jī)械制造的發(fā)展方向和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)。 2.獲得形狀精度的方法 １）軌跡法 這種加工方法是利用刀尖運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)形成被加工表面的形狀的。普通的車(chē)削、銑削、刨削和磨削等均屬于刀尖軌跡法。用這種方法得到的形狀精度主要取決于成形運(yùn)動(dòng)的精度。 ２）成形法 利用成形刀具的幾何形狀來(lái)代替機(jī)床的某些成形運(yùn)動(dòng)而獲得加工表面形狀的。如成形車(chē)削、銑削、磨削等。成形法所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀。 ３）展成法 ? 利用刀具和工件作展成運(yùn)動(dòng)所形成的包絡(luò)面來(lái)得到加工表面的形狀，如滾齒、插齒、磨齒、滾花鍵等均屬展成法。這種方法所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀精度和展成運(yùn)動(dòng)精度等。 3.獲得位置精度方法 機(jī)械加工中，被加工表面對(duì)其他表面位置精度的獲得，主要取決工件的裝夾。 １）直接找正裝夾 此法是用百分表、劃線(xiàn)盤(pán)或目測(cè)直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。 ２）劃線(xiàn)找正裝夾 此法是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線(xiàn)、對(duì)稱(chēng)線(xiàn)和各待加工表面的加工線(xiàn)，然后將工件裝上機(jī)床，按照劃好的線(xiàn)找正工件在機(jī)床上的裝夾位置。 這種裝夾方法生產(chǎn)率低，精度低，且對(duì)工人技術(shù)水平要求高，一般用于單件小批生產(chǎn)中加工復(fù)雜而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而無(wú)法直接用夾具裝夾的場(chǎng)合。 3）用夾具裝夾 夾具是按照被加工工序要求專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的，夾具上的定位元件能使工件相對(duì)于機(jī)床與刀具迅速占有正確位置，不需找正就能保證工件的裝夾定位精度，用夾具裝夾生產(chǎn)率高，定位精度高，但需要設(shè)計(jì)、制造專(zhuān)用夾具，廣泛用于成批及大量生產(chǎn)。