?1、機(jī)床設(shè)備因素
精度等級(jí):
精密機(jī)械加工機(jī)床本身的精度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如,高精度的數(shù)控加工中心,其定位精度可以達(dá)到 ±0.001mm 甚至更高。如果機(jī)床的精度不足,如坐標(biāo)軸的定位誤差大,在加工高精度的零件時(shí),就會(huì)導(dǎo)致尺寸偏差。像航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工,對(duì)尺寸精度要求極高,機(jī)床精度稍有差池,葉片的輪廓精度就無(wú)法保證,進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
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設(shè)備穩(wěn)定性:機(jī)床在加工過(guò)程中的穩(wěn)定性也很關(guān)鍵。加工過(guò)程中的振動(dòng)會(huì)使刀具和工件之間的相對(duì)位置發(fā)生變化,從而影響加工精度。例如,機(jī)床的主軸如果在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)振動(dòng),會(huì)導(dǎo)致刀具切削刃不均勻磨損,加工出來(lái)的表面粗糙度增大。對(duì)于精密磨床,若砂輪主軸不穩(wěn)定,磨出的工件表面就會(huì)產(chǎn)生波紋,達(dá)不到精密加工的表面質(zhì)量要求。
刀具系統(tǒng):刀具的精度、材質(zhì)和磨損情況對(duì)加工質(zhì)量影響顯著。精密刀具的刃口半徑能夠達(dá)到微米級(jí),在加工微觀結(jié)構(gòu)時(shí),刀具刃口的微小差異都會(huì)影響加工表面質(zhì)量。例如,在加工精密光學(xué)鏡片時(shí),金剛石刀具的刃口質(zhì)量決定了鏡片表面的粗糙度。而且刀具在使用過(guò)程中會(huì)磨損,磨損后的刀具會(huì)使切削力增大,引起工件變形,同時(shí)也會(huì)使加工精度降低。
2、加工工藝因素
切削參數(shù):切削速度、進(jìn)給量和切削深度是切削參數(shù)的關(guān)鍵要素。不合適的切削速度可能會(huì)導(dǎo)致刀具磨損加劇或者加工表面質(zhì)量下降。例如,切削速度過(guò)高,刀具與工件之間的摩擦熱會(huì)迅速增加,可能使工件表面產(chǎn)生熱變形,甚至出現(xiàn)燒傷現(xiàn)象;進(jìn)給量過(guò)大,會(huì)使加工表面粗糙度增大,無(wú)法達(dá)到精密加工要求的表面光潔度。
加工路線規(guī)劃:在數(shù)控加工中,加工路線的合理規(guī)劃對(duì)于保證加工精度和效率至關(guān)重要。例如,在銑削復(fù)雜輪廓的零件時(shí),加工路線的順序和方向會(huì)影響零件的尺寸精度和表面質(zhì)量。如果加工路線規(guī)劃不合理,可能會(huì)導(dǎo)致多次重復(fù)切削同一區(qū)域,使該區(qū)域的表面質(zhì)量下降,并且可能會(huì)因?yàn)榍邢髁Φ睦鄯e而引起零件變形。
裝夾方式:工件的裝夾方式必須保證工件在加工過(guò)程中的位置精度和穩(wěn)定性。如果裝夾不牢固,在切削力的作用下,工件會(huì)發(fā)生位移,導(dǎo)致加工尺寸偏差。例如,在車床上加工細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),如果采用普通的三爪卡盤裝夾,細(xì)長(zhǎng)軸很容易在加工過(guò)程中發(fā)生彎曲變形,這時(shí)需要采用跟刀架或者中心架等輔助裝夾裝置來(lái)增加工件的剛性,減少變形。
3、材料因素
材料的均勻性:原材料的成分和組織均勻性對(duì)加工質(zhì)量有很大影響。如果材料內(nèi)部存在成分偏析或者組織不均勻,在加工過(guò)程中,不同部位的切削性能會(huì)有所差異。例如,在鍛造合金鋼時(shí),若鍛造工藝不當(dāng),會(huì)造成材料內(nèi)部組織不均勻,在后續(xù)的精密加工中,可能會(huì)出現(xiàn)表面硬度不一致的情況,導(dǎo)致刀具磨損不均勻,加工精度難以控制。
材料的硬度和韌性:材料的硬度和韌性會(huì)影響切削過(guò)程。硬度較高的材料,如淬火合金鋼,切削難度較大,刀具磨損快,并且在加工過(guò)程中容易產(chǎn)生振動(dòng)。韌性過(guò)高的材料,在切削時(shí)容易產(chǎn)生撕裂和毛刺現(xiàn)象,影響加工表面質(zhì)量。例如,加工鈦合金材料,由于其高硬度和高韌性的特點(diǎn),需要采用特殊的刀具和加工工藝來(lái)保證加工質(zhì)量。
4、操作人員因素
操作技能和經(jīng)驗(yàn):熟練的操作人員能夠更好地設(shè)置和調(diào)整機(jī)床參數(shù),根據(jù)加工情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。例如,在加工高精度模具時(shí),有經(jīng)驗(yàn)的操作人員可以根據(jù)模具的復(fù)雜程度和材料特性,合理選擇切削參數(shù)和刀具,并且在加工過(guò)程中能夠敏銳地察覺到機(jī)床的異常振動(dòng)或者刀具的磨損情況,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,從而保證模具的加工質(zhì)量。
工作態(tài)度和責(zé)任心:操作人員的工作態(tài)度也很重要。認(rèn)真負(fù)責(zé)的操作人員會(huì)嚴(yán)格按照加工工藝規(guī)程進(jìn)行操作,仔細(xì)檢查加工前的準(zhǔn)備工作,如刀具安裝是否正確、工件裝夾是否牢固等。而粗心大意的操作人員可能會(huì)遺漏一些關(guān)鍵步驟,導(dǎo)致加工質(zhì)量事故。例如,在進(jìn)行精密磨床加工時(shí),操作人員若沒有仔細(xì)校準(zhǔn)砂輪與工件的相對(duì)位置,就可能會(huì)磨壞工件。
5、環(huán)境因素
溫度和濕度:精密機(jī)械加工環(huán)境的溫度和濕度變化會(huì)影響機(jī)床的精度和工件材料的性能。對(duì)于高精度的測(cè)量設(shè)備和加工機(jī)床,溫度變化會(huì)引起熱膨脹或收縮,導(dǎo)致測(cè)量誤差和加工精度下降。例如,在加工高精度的滾珠絲杠時(shí),環(huán)境溫度的微小變化可能會(huì)使絲杠產(chǎn)生熱變形,影響其螺距精度。濕度太大可能會(huì)使材料生銹,影響加工表面質(zhì)量。
潔凈度:潔凈的加工環(huán)境對(duì)于精密機(jī)械加工非常重要。微小的灰塵顆粒等雜質(zhì)可能會(huì)吸附在工件表面或者進(jìn)入機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件,影響加工精度。例如,在光學(xué)鏡片的研磨加工中,環(huán)境中的灰塵顆粒可能會(huì)嵌入鏡片表面,造成表面劃傷,無(wú)法達(dá)到光學(xué)級(jí)別的表面質(zhì)量要求。