数控加工零件误差产生原因的实例分析1

1数控加工零件误差产生原因的实例分析摘要：数控加工零件经常出现尺寸、精度误差，本文从机床特性、夹具设计、工艺参数、刀具及装夹以及测量过程等诸多方面入手，藉由自己的工作经验，通过实例分析了数控车削、铣削加工中常见误差的原因，以供同行交流参考。关键词：数控加工；实例；误差分析1.引言数控加工以高效率、高精度、高度的自动化等无可比拟的技术优势，引领着机械加工制造业的潮流，然而，并非拥有了先进的数控设备就可以一劳永逸的进行高精度高效率的加工。在加工现场经常会有零件加工下来尺寸、精度不合乎技术要求的情况。这是因为数控机床实质上毕竟只是高度自动化、智能化的机床，要想真正发挥数控加工技术的优势，除了购置数控设备之外，还必须由技能精湛的数控操作工进行加工，此外，和传统的机械加工一样，数控加工依然离不开合理、优化的数控工艺，离不开精准科学的装夹、装配，离不开合理选用刀具材料、角度以及切削用量等等这些必备的数控技术基础。本文通过对两个数控加工零件进行误差分析，总结了生产加工中常见的问题和误差分析技巧。2.实例加工误差分析下面的图A为零件图，图B为加工后实测的零件图纸。通过对比A、B两份图纸，找出尺寸、精度误差产生的原因。2.1数控车削零件误差分析通过仔细核对上面两张车削图纸，发现以下几个方面有以下几个方面的加工误差：长度60mm超差；Ф18孔造成锥度；Ф18孔与Ф36外圆同轴度超差；内台阶深度4mm超差；内孔表面粗糙度超差。2.1.1长度60mm超差的原因：（1)长度尺寸链控制出错。（2)测量方面问题：2图1原零件图纸A图2数控加工后实测零件图纸B量具选择错：按公差要求用千分尺测量，但是选用了游标卡尺。用游标卡尺时，测量力太大:用游标卡尺时，引起自己测量时是对的，但是工件检验后尺寸变长了。读数出错了：粗心大意读错数值。量具存在误差：零位误差导致测量产生误差（3)粗心大意（粗大误差）将公差看错。（4)刀具问题：安装时主偏角小于90°；刀具主切削刃刃磨倾斜了。所以造成台阶面倾斜，尺寸超差。（5)装夹误差：调头车总长时没有校正好同轴度造成尺寸超差。2.1.2Ф18孔造成锥度的原因：（1)机床原因：机床溜板箱的纵向移动和机床主轴轴线不平行造成孔的锥度。（2)刀具原因：刀杆刚性差，产生让刀现象，造成锥孔。（刀杆过细）；刀具刀尖磨损产生锥度；刀具没有夹紧，造成刀具松动产生锥孔现象。3（3）切削用量原因：余量放的不合理，太多或太少。太多时，刀具产生让刀；太少时刀具容易磨损。（4）测量误差：用间接测量的方法（千分尺和内径量表）在对零位时失误造成尺寸超差。粗心大意，技术不过关,测量失误。2.1.3Ф18孔与Ф36外圆同轴度超差的原因：这个问题大多是由于装夹原因：Ф18孔与Ф36外圆不是一刀落，造成同轴度超差。采用芯轴加工时，芯轴与Ф18孔的配合出错，形成同轴度超差。（应采用小锥度芯轴）工件加工过程中装夹松动，再次校正不正确，造成同轴度超差。2.1.4内台阶深度4mm超差的原因：（1）粗心大意：深度尺寸公差看错，造成深度浅了；测量误差，深度千分尺看错，造成尺寸超差；数控编程时尺寸计算错了。（没有按中间公差编程）（2）测量误差：深度千分尺本身存在误差。（3）刀具问题：内孔偏刀安装时主偏角小于90°，造成台阶面倾斜，尺寸超差。刀具主切削刃刃磨倾斜了。所以造成台阶面倾斜，尺寸超差。2.1.5内孔表面粗糙度超差原因：（1)切削用量选择不当：钻孔加工时余量放置太少，精加工车削时达不到表面粗糙度要求。加工内孔时采用中速切削容易产生积屑瘤和鳞刺，影响表面粗糙度。进给量过大，造成表面粗糙度超差。（2)刀具原因：镗孔刀刀杆太细刚性差，加工时产生震动，工件表面产生震纹影响表面粗糙度。刀具材料选择不当，加工过程中容易磨损，影响表面粗糙度。刀具角度选择不当，前角太小，后角太小摩擦力增大，¢影响表面粗糙度。（3)切削液时有时无，引起切屑聚集排屑不畅，影响表面粗糙度。（4)工件材料存在杂质，刀具加剧磨损。4（5)工件装夹时伸出卡盘前长度过长，加工时产生震动，工件表面产生震纹影响表面粗糙度。2.2数控铣削零件误差分析图3原铣削加工零件图纸A图4数控铣削加工后实测零件图纸B从测量结果上可以看出该零件在加工中有三方面出现误差：φ10002.0孔尺寸超差；φ10002.0孔粗糙度超差；φ42对称度超差。2.2.1φ10尺寸超差加工后测得φ10002.0孔的尺寸为φ10.05，产生的原因从加工工艺上讲有以下几点：（1）钻：在钻孔时，由于左右切削刃不对称，摆动大，而出现孔径超差；横刃太长；钻头刃口出现崩刃后受到切削力的阻力而引起孔径超差；钻头弯曲造成钻头的回转直径大于钻头的实际直径而引起孔径增大；进给量太大；钻头刃带上有积削瘤；钻夹头同轴度差。钻头伸出部分长，切削时产生振动。（2）铰：由于前道工序造成的余量太大，使切屑堵塞在切削槽内；铰刀的外径设计不合理或刃口处有毛刺而造成误差；切削速度过高；铰刀主偏角过大会造成切削宽度减小而使孔径增大；铰刀刃口上粘有切屑瘤；铰刀弯曲；铰刀在刃磨时出现摆动超差而引起孔径增大；在安装铰刀时，由于锥柄表面上有油污未擦干净或铰刀锥面上有磕、碰伤，而引起铰刀跳动使孔径超差；铰刀浮动不灵活，与工件不同轴使孔径变大；在铰孔时由于两手用力不均匀，使铰刀左右晃动，而造成孔径超差。（3）镗：切削用量不合理（进给量过大、切削速度过大）；余量不均匀；材料的硬度不5一样；在更换镗刀片时，由于刀片本身的精度而引起孔径超差；余量太多而造成切屑缠绕在刀杆上，使镗刀受切屑离心力的引响而造成孔径变大；由于孔的精度要求高，而采用的镗孔循环指令不合理，如精镗孔时采用了G85没有采用G76，使镗刀在退刀的过程中反向切削使孔径不稳定。（4）铣；在普通铣床上铣φ10孔时，采用了φ10的铣刀进行切削，此时刀具的精度和主轴的跳动都影响到此孔的精度；在数控铣床上加工是采用小于此孔径的刀具进行切削，在使刀具半径补偿出现问题；刀具的装夹精度（如弹簧夹头有油污、灰尘）；切削用量不合理；在铣削时，切屑缠绕在刀具上使切削阻力增大而产生摆动使工件孔径增大；另外冷却与润滑选择不合理、床主轴轴承的松动、前道工序的误差复映都会影响到上面的不同加工工艺而造成孔径增大。在测量时，由于测量的精确度和准确度而造成测值的误差；在测量时的工作环境和加工中的工作环境不同，而引起工件热胀冷缩带来的误差。2.2.2φ10002.0表面粗糙度误差加工后φ10孔的粗糙度测得为3.2um，产生误差的原因是；刀具的严重磨损；刀具刃口上有崩刃；切削用量不合理；刀具刃口上有积屑瘤；余量过大使切屑堵在切削槽内，拉毛已加工表面；余量过小使精加工刀具未完全切除前道工加工留下的误差复映；工艺系统振动；刀具材料的不合理；在铰孔时，由于铰刀主偏角过大会造成切削宽度减小而影响到表面粗糙度；泠却与润滑选择不合理。2.2.3φ42孔对称度误差加工后测得φ42孔对称度为0.06，超差的原因是：工件外形尺寸80x100是自由差，对刀建立工件坐标系时没有采用分中对刀，造成基准误差，导致对称度误差；机床的精度（如机床的滚珠丝杠间隙很大，造成反向间隙）；工件在加工中受切削力的影响而产生位移；在编程时由于交点的计算有很多小数而采用四舍五入的方法，造成计算误差而影响了精度。3.结束语通过对上述实例中产生数控加工误差的原因进行分析，足以证明数控加工技术的推广和应用，离不开传统机械加工工艺的基础知识，数控技术人员只有在生产实践中多思考多总结多学习，不断丰富加工经验，知识和技巧相融合，才能真正习得数控加工的实用技能。