机械设计毕业论文

时间:2022-06-26 10:53:16 设计 我要投稿

机械设计毕业论文

  机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。下面,小编为大家分享机械设计毕业论文,希望对大家有所帮助!

机械设计毕业论文

  论文题目:机械加工工艺技术误差分析与控制

  摘 要:机械加工过程中过量的误差影响机械产品性能。在研究分析机械加工工艺技术误差来源的基础之上,确定了误差来源,主要包括定位误差、机床制造误差和工具几何误差;分析了相应的误差控制方法,包括误差补偿法、直接减小误差法和误差分组法,并加以比较;最终提出了三种误差控制方法在不同机械加工中的应用特征。对实践工作有参考价值。

  关键词:机械产品;加工工艺;误差分析;误差控制;精度

  机械加工工艺技术在一定程度上决定了机械产品的精确度和可靠性。近年来,受产品精细化发展趋势的影响,人们对机械产品质量的要求越来越高。然而在实际过程中,加工所得产品的参数与规划设计之间总是不可避免地存在一定误差,如果误差超过标准范围,必然会影响其使用性能。因此,必须加强机械加工工艺技术中的误差分析,并在此基础上探寻提升工艺技术的措施,从而确保产品质量最优化。

  1、机械加工工艺

  在机械加工中,工艺员根据加工设备条件、待加工产品数量,以及工人加工素质等实际情况,确定应采用的工艺过程,并把相关加工内容和要求制成工艺文件,这些工艺文件也称为工艺规程,是组织生产的重要技术文件。由于各个工厂的实际生产情况和工艺流程各不相同,因此工艺规程的针对性较强。

  所谓机械加工工艺过程,是指通过机械加工改变毛坯的表面质量、尺寸与形状等,使其成为零件的过程。例如,一个普通零件的粗加工、精加工、装配、检验、包装等过程,为一套完整的机械加工工艺过程。以上过程中所采用的技术,称作机械加工工艺技术。

  2、误差来源

  在机械加工工艺过程中,会受到加工环境、人员操作以及车床自身等因素的影响,导致加工所得工件与设计尺寸之间存在较大差异,尤其是对于一些对紧密度要求较高的“高精尖”设备,如果误差过大,将会失去利用价值,造成材料浪费和经济损失。因此,必须详细分析机械加工工艺技术误差来源,为误差控制奠定基础[1]。

  2.1、定位误差

  在利用机床进行产品加工时,往往需要选择该产品上的某一几何要素作为定位基准。然而,受到人为操作或零件自身因素的影响,很容易导致基准定位不准确,为后期机械加工造成负面影响。通常来说,在机械加工阶段所产生的定位误差主要分为两大类:定位参照误差和基准不重合误差。

  2.1.1、定位参照误差

  使用数控机床进行机械加工时,工件是以计算机上的数字模型为基准,通过程序控制指令进行复制加工。然而,如果数字模型与待加工工件之间的定位参照存在明显误差,就会导致后期出现配合间隙,所加工出来的工件与模型之间存在较大差距,难以满足实际使用需求,造成材料浪费。

  2.1.2、基准不重合误差

  除了参照计算机数字模型进行工件加工外,还可利用已有的实际工件进行工件加工复制。在加工之前,需要将标准件与加工模板对齐,保证两者之间的基准重合。然而,由于加工过程中会产生机床振动,导致两者之间的基准出现偏差,如果不能及时进行基准调整,后期加工出来的工件往往会出现变形等问题。

  2.2、机床制造误差

  根据机床制造误差的产生来源,可将其分为三类:传动链误差、导轨误差和主轴回转误差。

  2.2.1、传动链误差

  机床传动链的传动来自位于机床两端的传动滚筒引导。由于两端滚筒存在一定的水平高度差,因此在相对运动阶段就会产生传动误差。通常来说,这种传动误差并不会直接影响机床工件的加工精度。然而,由于机床自身装配和结构特点的制约,传动链在运动过程中,还会使得机床其他构件发生同步运动,有可能对机床工件的加工精度造成负面影响。

  2.2.2、导轨误差

  机床导轨除了用于固定工件外,还能够为工件基准位置的确定提供参考依据。然而,随着机床使用年限的增长,导轨表面磨损、不均匀等问题也会逐渐突显,如果仍以导轨作为衡量基准,必然会产生误差。

  2.2.3、主轴回转误差

  导致主轴回转误差的因素较多,除了轴承自身磨损、老化外,还有在加工阶段出现的同轴转速误差、主轴绕素误差,以及回转误差等。由于主轴在机械加工中发挥主要作用,因此其一旦出现回转误差,将直接影响零件加工精度[2]。

  2.3、工具几何误差

  除了上述必要加工设备外,在进行机械加工时,还需应用到各类辅助工具,如果工具选用不合理,或是工具本身存在一定问题,也有可能导致机械加工过程中出现误差。以夹具为例,其主要作用是将被加工模板固定在机床上,其产生的几何误差主要体现在两方面:一是夹具在长期使用过程中,出现磨损或松动,导致工件固定不稳,那么后期加工就容易出现工件位移,造成加工误差;二是夹具的加工位置出现偏差。以刀具为例,其作为一种易耗材料,在工件加工过程中必然会出现一定磨损。磨损到一定程度后,在预定的加工时间内就难以取得预期的加工效果,使得工件尺寸、加工进度等都无法达到标准要求。除了刀具精度以外,刀具种类的选择、刀具尺寸的选用等,也会成为影响机械加工工艺的重要因素。

  3、机械加工工艺技术误差控制

  3.1、误差补偿法

  误差虽然不可避免,但可通过人为参数修改和机械调整实现误差补偿,达到误差控制的目的。实施该方法的前提条件是机械加工中的误差可见,即在进行加工之前,相关设备管理人员能够清晰了解造成工件加工误差的直接原因,从而以此为出发点,有针对性地采用误差补偿措施。例如,在制作数控机床上的滚珠丝杠时,考虑到其后期会因频繁操作出现磨损,导致其螺距减小,因此在装配时预加了一拉伸力,间接增长了其螺距,从而能够有效避免上述问题。

  3.2、直接减小误差法

  对于一些单独工件,往往不适宜采取误差补偿法。对于这些一次性加工完成的工件来说,其误差的产生主要来源于加工硬件的精度,例如章节2.3中提到的刀具误差、夹具误差等。因此对于此类问题,首先需分析影响工件误差的决定性因素,随后采取直接减小误差法。直接减小误差法的应用优势主要体现在以下两方面:首先,极大简化了机械加工流程[3]。与其他几类误差处理方法相比,直接减小误差法不需在后期进行设备调整和器具更换,因此极大提升了机械加工效率;其次,误差处理效果好。直接减小误差法的目的是从机械加工的源头上进行误差防控,从而避免后续加工过程中不可控因素的发生。

  3.3、误差分组法

  在机械加工工艺过程中,有时会出现下列问题:虽然其中一个工序的工艺能力充足、加工精度稳定,但在上一工序对半成品的加工时,由于精度太低,引起复映误差或定位误差过多,从而难以保证精度。若要求提供上一工序加工精度或毛坯精度,通常不是经济合理的做法。这时可采用误差分组法,将半成品或毛坯尺寸按照误差大小分成若干组,每组毛坯误差就会相应缩小[4]。尔后,调整工件与刀具的相对位置,或调整定位元件,以缩小整批工件尺寸分布范围。误差分组法的优点在于能够及时发现并修改误差。在章节3.1和3.2的两种误差控制方法中,一旦在工件加工过程中出现明显误差,只能终止加工过程,影响整个工件的加工效率。误差分组法可在加工过程中实现误差分化,从而确保机械加工的持续性和经济性[5]。

  4、结语

  机械加工精确度是衡量一个国家工业技术水平的标尺之一。在我国工业发展由“中国制造”向“中国创造”转变的过程中,保证机械加工工件的精确性和可靠性,已逐渐成为机械加工行业关注的焦点问题。

  客观来说,机械加工误差是不可避免的,但只要将误差控制在允许范围内,就不会对工件使用产生明显影响。因此,需要不断优化机械加工工艺技术,做好加工阶段的质量检测,为机械加工的精确度提供必要保证。

  参考文献

  [1]李建. 机械加工工艺技术的误差原因与策略探讨[J]. 中国科技信息, 2014(17): 134-135.

  [2]江敦清. 浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J]. 黑龙江科技信息, 2010(16): 7.

  [3]陈志. 机械加工工艺对零部件表面完整性的影响分析[J]. 化学工程与装备, 2011(12): 111-112.

  [4]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): 148-149.

  [5]刘东凯. 机械加工工艺对零部件精度的影响[J]. 科技创新与应用, 2013(30): 106.


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