提高機(jī)械加工精度的途徑

摘 要：影響機(jī)加工工件質(zhì)量的因素很多，機(jī)床精度和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝是兩個(gè)重要影響因素，著重分析了在修配車(chē)間加工過(guò)程中，因機(jī)床精度引起的常見(jiàn)加工缺陷及消除方法，并詳細(xì)闡述了提高加工工藝的途徑。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工； 精度； 誤差

中圖分類(lèi)號(hào)：TH16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2011）3-112-001

所謂加工精度是指零件加工后的幾何參數(shù)（尺寸、幾何形狀和相互位置）與理想零件幾何參數(shù)相符合的程度，他們之間的偏離程度則為加工誤差。通過(guò)誤差分析，掌握其變化的基本規(guī)律，從而采取相應(yīng)的措施減少加工誤差，提高加工精度。

一、機(jī)械加工產(chǎn)生誤差主要原因

1．機(jī)床的幾何誤差

加工中刀具相對(duì)于工件的成形運(yùn)動(dòng)一般都是通過(guò)機(jī)床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床制造誤差對(duì)工件加工精度影響較大的有：主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降。

2．刀具的幾何誤差

刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類(lèi)的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工時(shí)，刀具的制造誤差會(huì)直接影響工件的加工精度；而對(duì)一般刀具，其制造誤差對(duì)工件加工精度無(wú)直接影響。夾具的幾何誤差:夾具的作用使工件相當(dāng)于刀具和機(jī)床具有正確的位置，因此夾具的制造誤差對(duì)工件的加工精度有很大影響。

3．定位誤差

一是基準(zhǔn)不重合誤差。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，如果所選用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。二是定位副制造不準(zhǔn)確誤差。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副，由于定位副制造得不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。

4．工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差

工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時(shí)可占工件總誤差的50%。機(jī)床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會(huì)逐漸升高，同時(shí)它們也通過(guò)各種傳熱方式向周?chē)奈镔|(zhì)和空間散發(fā)熱量。

5．調(diào)整誤差

在機(jī)械加工的每一工序中，總要對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對(duì)地準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。在工藝系統(tǒng)中，工件、刀具在機(jī)床上的互相位置精度，是通過(guò)調(diào)整機(jī)床、刀具、夾具或工件等來(lái)保證的。當(dāng)機(jī)床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達(dá)到工藝要求而又不考慮動(dòng)態(tài)因素時(shí)，調(diào)整誤差的影響，對(duì)加工精度起到?jīng)Q定性的作用。

二、提高加工精度的途徑

保證和提高加工精度的方法，大致可概括為以下幾種：減小原始誤差法、補(bǔ)償原始誤差法、轉(zhuǎn)移原始誤差法、均分原始誤差法、均化原始誤差法、“就地加工”法。

1．減少原始誤差

這種方法是生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的一種基本方法。它是在查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素之后，設(shè)法消除或減少這些因素。例如細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削，現(xiàn)在采用了大走刀反向車(chē)削法，基本消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂尖，則可進(jìn)一步消除熱變形引起的熱伸長(zhǎng)的影響。

2．補(bǔ)償原始誤差

誤差補(bǔ)償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來(lái)工藝系統(tǒng)中的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負(fù)值時(shí)人為的誤差就取正值，反之，取負(fù)值，并盡量使兩者大小相等;或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3．轉(zhuǎn)移原始誤差

誤差轉(zhuǎn)移法實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)移工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形和熱變形等。誤差轉(zhuǎn)移法的實(shí)例很多。如當(dāng)機(jī)床精度達(dá)不到零件加工要求時(shí)，常常不是一味提高機(jī)床精度，而是從工藝上或夾具上想辦法，創(chuàng)造條件，使機(jī)床的幾何誤差轉(zhuǎn)移到不影響加工精度的方面去。如磨削主軸錐孔保證其和軸頸的同軸度，不是靠機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度來(lái)保證，而是靠夾具保證。當(dāng)機(jī)床主軸與工件之間用浮動(dòng)聯(lián)接以后，機(jī)床主軸的原始誤差就被轉(zhuǎn)移掉了。

4．均分原始誤差

在加工中，由于毛坯或上道工序誤差（以下統(tǒng)稱(chēng)“原始誤差”）的存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由于工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變，引起原始誤差發(fā)生較大的變化，這種原始誤差的變化，對(duì)本工序的影響主要有兩種情況：誤差復(fù)映，引起本工序誤差;定位誤差擴(kuò)大，引起本工序誤差。

解決這個(gè)問(wèn)題，最好是采用分組調(diào)整均分誤差的辦法。這種辦法的實(shí)質(zhì)就是把原始誤差按其大小均分為n組，每組毛坯誤差范圍就縮小為原來(lái)的1/n，然后按各組分別調(diào)整加工。

5．均化原始誤差

對(duì)配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)工件進(jìn)行微量切削，高點(diǎn)逐漸被磨掉最終使工件達(dá)到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過(guò)程，就是誤差不斷減少的過(guò)程。這就是誤差均化法。它的實(shí)質(zhì)就是利用有密切聯(lián)系的表面相互比較，相互檢查從對(duì)比中找出差異，然后進(jìn)行相互修正或互為基準(zhǔn)加工，使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均化。在生產(chǎn)中，許多精密基準(zhǔn)件都是利用誤差均化法加工出來(lái)的。

6．就地加工法

在加工和裝配中有些精度問(wèn)題，牽涉到零件或部件間的相互關(guān)系，相當(dāng)復(fù)雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時(shí)不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法，就可能很方便地解決看起來(lái)非常困難的精度問(wèn)題。就地加工法在機(jī)械零件加工中常用來(lái)作為保證零件加工精度的有效措施。

在機(jī)械加工中，誤差是不可避免的，只有對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，才能采取相應(yīng)的預(yù)防措施減少加工誤差，提高機(jī)械加工精度。

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