機械制造工藝學方面的論著,,在介紹提高機械加工精度的各種措施中,一般均簡要介紹誤差補償法,,但都是對工藝系統(tǒng)中單項原始誤差的補償,,而且只介紹大小相等、方向相反的簡單補償,,并未提到對工藝系統(tǒng)累積誤差的綜合補償,,今特撰文加以介紹。
1、工藝系統(tǒng)累積誤差首先舉幾個工程實例:例1某發(fā)動機制造公司連桿上的螺紋孔在鉆孔攻絲之前的各工序都是合格的,,本工序的機床,、夾具、刀具的精度也都合格,,但加工出來的螺紋孔對連桿大頭分開面的垂直度合格率不足40%,。例2加工發(fā)動機機體主軸孔與凸輪軸孔的一臺精鏜專機,在機修分廠大修后檢驗其工作精度合格,,但到機體生產(chǎn)線上加工出來的機體孔系的坐標尺寸,、對基準面的平行度、對缸套孔的垂直度均有超差,,找不到明確原因,。例3按曲軸圖樣精度要求設計制造的一臺數(shù)控鍵槽銑床,檢查其主軸,、導軌和工作臺的工作精度均合格,,檢查夾具的精度也合格,但試切削后工件上鍵槽的對稱度和平行度不合格,。
怎樣解釋上述現(xiàn)象呢,?在機床、夾具,、工件,、刀具組成的工藝系統(tǒng)中,影響加工精度的因素很復雜,,如切削力,、重力、慣性力,,機床及夾具的制造誤差,,刀具、工件的安裝誤差,,機床的溫升,,切削熱,運動副的間隙,,結構剛度,,工件應力等,都會帶來誤差而影響加工精度,。有時會遇到這種現(xiàn)象:機床,、夾具、刀具的精度分別都是合格的,,操作也符合規(guī)范,,但加工出來的零件超出了公差范圍,,恰如以上三例所述。這就是工藝系統(tǒng)累積誤差在作崇,,這時候要找出超差的原因往往是很困難的,,有的甚至成為行業(yè)內(nèi)多年解決不了的難題,成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的攔路虎,。筆者親歷了以上三個典型事例,,均采用工藝系統(tǒng)誤差綜合補償原理得到了順利突破。
2,、工藝系統(tǒng)誤差綜合補償原理本原理的含義和方法,、應用、理論依據(jù)
解決上述問題,,人們往往受思維定勢的影響,,認為機床,、夾具,、刀具的制造精度不高,不能滿足工藝需要,,從而去提高它們的制造精度,。但這是事倍功半的下策,效果有限,。上述例2就曾經(jīng)為提高這臺精鏜專機的大修精度而一修再修,,結果也未能奏效。采用工藝系統(tǒng)誤差綜合補償原理,,不管工藝系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié),,不管它有多少個原始誤差,只關心最后結果,,只針對累積誤差進行綜合補償,。工藝系統(tǒng)誤差綜合補償原理,不是試湊瞎碰,,而是根據(jù)已加工零件的正確測量結果,,確定工藝系統(tǒng)累積誤差的大小、正負和方位,,然后按照工藝系統(tǒng)各組成單元及其零部件的功能關系和結構比例,,分析計算出綜合補償值的大小、位置和載體(工藝系統(tǒng)中設置綜合補償誤差的那個構件),,對整個工藝系統(tǒng)的累積誤差進行補償,,從而準確有效地提高零件的加工精度。解決例(1)連桿螺紋孔的垂直度,,是返回到幾道工序之前的精銑連桿分開面工序的夾具定位面上,,設置一個預補償誤差,使得分開面與連桿端平面構成一個選定方位的垂直度誤差,作為鉆攻螺紋工序的綜合補償值,。質(zhì)量管理跟蹤表明,,螺紋孔垂直度合格率穩(wěn)定達到100%。針對例(2),,是將機體鏜夾具上對工件定位用的四個定位塊做成不一樣高,,進行綜合補償(下文詳述)。例(2)是在夾具的設計基準(V形塊的對稱中心平面)和機床工作臺之間設置一個角度誤差進行綜合補償,,取得了滿意效果,。以例(2)為代表進行分析,一面兩銷是箱體類零件典型的定位方案,,一般總是希望夾具上對工件的定位面的平面度誤差越小越好,。為了這個目的,通常先將多個定位塊(支承板)裝配到夾具體上,,然后在平面磨床上統(tǒng)一磨平,。但例(2)采用逆向思維作了創(chuàng)新,把本來磨平一致的四個定位塊拆