淺論機械加工精度的影響因素與提高措施

唐喜奎

[摘要]工件從加工到最后合格投入使用，需要經過很多步驟，在這個過程中有很多因素影響機械加工工件的質量，機械加工前的首先考量因素就是盡量避免或減少各種因素對加工精度的影響。本文針對機械加工過程中積累的經驗，對影響機械加工的精度的主要因素進行分析，提出一些盡量避免機械加工誤差的具體措施。為進一步提高機械加工精度創造條件。

[關鍵詞]機械加工；加工精度；避免誤差

[中圖分類號]V262.3+3

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672—5158（2013）05—0136—01

1引言

機械產品是由各種不同的零件組合而成的，每個零件都對機械產品整體性能的發揮起著重要的作用。零件質量的好壞是保證產品性能、使用壽命的關鍵，所以提高機械零件的加工質量是保障機械產品質量的關鍵。衡量機械加工質量的指標有兩方面即加工精度與表面質量，在機械加工過程中，由于各種因素的影響，使刀具和工件間的正確位置發生偏移，因而加工出來的零件不可能與理想的要求完全符合，兩者的符合程度可用機械加工精度和加工誤差來表示。

加工精度是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數的符合程度。

加工誤差是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數的偏離程度。加工精度越高，則加工誤差越小，反之越大。加工精度的高低以國家有關公差標準來表示。

2隨著國民經濟實力和科學技術水平的提高，社會要求提高產品的質量

而加工精度是衡量零件加工質量的重要指標，所以保證零件的加工精度很重要。這就要求我們來了解影響機械加工精度的因素，從而提高加工精度。在加工過程中工藝系統會產生各種誤差，這些誤差與工藝系統本身的結構狀態和切削過程有關，產生加工誤差的主要因素有：

2.1加工原理誤差

近似的加工方法在加工過程中被廣泛的采用，加工誤差也由近似的加工運動或近似的刀具輪廓而產生。

2.1.1采用近似的加工運動造成的誤差

工件和刀具在運動之間為了達到對工件表面理想的要求往往建立了某種必然的聯系。這種聯系的建立從理論上講應該是完全準確的運動聯系。但這種準確的聯系卻似乎往往起不到理想的提升加工精度的效果，在這種準確的聯系下，容易造成加工原理誤差，機床和夾具面的更加復雜，制造變得更加困難。

2.1.2采用近似的刀具輪廓造成的誤差

要使刀具刃口做得完全符合理論曲線的輪廓，用成形刀具加工復雜的曲面時，往往非常困難，一般多會采用圓弧、直線等簡單近似的線型代替理論曲線。如用滾刀滾切漸開線齒輪時，為了滾刀的制造方便，多用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿來代替漸開線基本蝸桿，從而產生了加工原理誤差。

2.2機床幾何誤差及磨損其對加工精度的影響

機床是加工中刀具對工件進行加工運動的活動場所，工件的成型運動得益于機床的運行，這使得，機床的精度高低直接影響加工工件精度的高低。在機床制造誤差中對工件加工精度影響較大的，主要有主軸回轉誤差、導軌誤差和傳動鏈誤差三種。

2.2.1主軸回轉誤差

工件的形狀和位置精度主要受到主軸的回轉誤差直接影響，可分解為徑向跳動、軸向跳動和角度擺動。在對不同表面加工的時候，由于存在誤差敏感方向，加工誤差也隨主軸的徑向跳動而有所不同。例如，通過車床對外圓或內孔加工過程中，主軸的徑向跳動將引起工件的圓度誤差，但對于端面加工卻未有直接的影響。車端面時，主軸的軸向跳動將造成工件端面的平面度誤差，以及端面相對于內、外圓的垂直度誤差；車螺紋時，會造成螺距誤差。主軸的軸向跳動對加工外圓或內孔的影響不大。主軸的角度擺動與主軸的徑向跳動對加工誤差的影響較為相似。主要區別在于主軸的角度擺動除對工件加工表面的圓度可能造成誤差外，對工件加工表面的圓柱度也可能造成誤差。

2.2.2導軌誤差

機床的導向和承載作用均由導軌來承擔，確定機床主要部件相對位置的基準和運動的基準也由導軌來完成。形狀精度受導軌各項誤差的直接影響較為明顯。在被加工工件表面的法線方向上，導軌在水平面內的直線誤差將被直接反應出來，對加工精度的影響最大。導軌在垂直平面內的直--線度誤差雖然對加工精度產生影響，但影響很小，可忽略不計。前后導軌的平行度誤差致使工作臺在運動過程中產生擺動，刀尖的運動形成一條空間曲線，它使得工件形狀發生變化。

2.2.3傳動鏈誤差

傳動鏈是切削過程中，工件表面的成形運動的主要實現場所，傳動機構主要由蝸桿、蝸輪、螺母、齒輪、絲桿等傳動元件等基礎部分構成。在加工、裝配、和使用的過程中容易對這些基礎元件造成磨碎，從而產生誤差，這邊是引起傳動鏈誤差的基礎。傳動誤差因傳動機構越多，傳動路線越長而越大，機床傳動鏈誤差是影響表面加工精度的主要原因之一。

2.3工藝系統受熱變形引起的誤差

機械加工中，在各種熱源的共同作用下，工藝系統容易產生一定的熱變形。工藝系統各部分的變形產生差異主要是由各個環節的材料和結構有所不同，工藝系統熱源分布的不均勻性所導致的。其中熱變形引起的加工誤差中精密加工占總加工誤差的十分之四到十分之七左右。

2.3.1機床熱變形對加工精度的影響

由于熱源的影響，機床各部分的溫度會有所變化，熱源分布的不均勻和機床機構的復雜性，機床的各部件發生不同程度的熱變形，機床原有的各部件之間的相互位置關系被破壞，加工精度受到影響。不同類型的機床由于熱源不同，對加工精度影響也不同。

2.3.2刀具熱變形對加工精度的影響

刀具的尺寸和熱熔量都較小，這使得切削加工過程中雖然摻人道具的熱量較小，故而對刀具來說，同樣會產生重要的影響，如刀具熱伸長，刀具熱變形等，導致加工精度受到影響。進行粗加工時加工精度受刀具熱變形的影響可以忽略不計，但對于某些高精度的零件，刀具的這種熱變形帶來的影響卻是巨大的，對加工表面造成形狀誤差。

3提高機械加工精度的措施

3.1加大科技投入力度

在針對影響加工精度的各種原因進行充分分析的基礎之上，加大科技投入和研發資金，針對各個環節所造成的誤差，通過研究創造新工藝、新手段、新方法等措施，來努力提高加工精度。

3.2減少原始誤差

努力提高機床的幾何精度和量具、夾具的精度，進一步降低工藝的系統受力、磨損變形、以及內應力等方面，所造成的原始誤差。要具體問題具體分析，針對導致加工各項誤差的原因不同進行分析，有針對性的采取各種不同的具體措施解決主要的原始誤差，提高機械加工的精度。對于精密零件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形；對具有成形表面的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。

3.3誤差預防

是指減少誤差源或改變誤差源至加工誤差之間的數量轉變關系。常用的方法有：直接減少原始誤差法、誤差轉移法、采用先進工藝和設備法、誤差分組法、就地加工法和誤差平均法等。實踐與分析表明，精度要求高于某一程度后，利用誤差預防技術來提高加工精度所花費的成本將成指數增長。

4總結

現代化機械加工的生產工藝，要有生產出高質量的的機械零部件，努力提高機械加工精度，盡量避免加工誤差，保障機械加工工件產量和質量?，F在我國機械加工生產領域還存在很多問題，我們必須地在工作實踐中通過不斷的努力發現問題解決問題，把我國機械加工精度提升到一個新的高度。

參考文獻

[1]鄭修本.機械制造工藝[M].北京：機械工業出版社，2004

[2]李華.機械制造技術[M].北京：高等教育出版社，2000