機械加工精度問題探討

摘 要：在機械加工的過程當中，存在著一些因素會對工件加工的質量產生影響，盡可能減少這些因素對加工精度的影響是在機械加工之前首先應當考慮的問題。文章就從影響機械加工精度的因素出發，就提高機械加工精度的有效措施進行探討，以為實際加工提供借鑒。

關鍵詞：機械加工精度；影響因素；提高措施；分析

零件加工的質量是機械產品壽命和工作性能的基礎和保障。對于機械加工質量進行衡量的指標包括表明質量和加工精度兩個方面。在機械加工的過程當中，會由于一些因素的影響，導致工件和刀具間位置發生偏移，直接導致生產出來的零件不理想。加工精度指的是實際的零件加工參數同理想參數的相符程度，因此，提高機械加工精度成為擺在機械加工企業面前的重要課題，直接決定著其未來的長足發展。那么如何提高機械加工精度呢？什么樣的措施最為有效？這即是本文所要闡述的重點內容。

1 機械加工精度概述

1.1 機械加工精度概念

所謂機械加工精度指的是經過加工后的零件在各表面、幾何形狀及尺寸上同理想值和實際值參數相符的程度，而他們間所產生的誤差被稱作加工誤差。且在數值上，加工精度是通過加工誤差大小的形式來加以表示。

1.2 機械加工精度內容

零件的幾何參數主要包括相互位置、尺寸和幾何形狀三個方面，因此，其加工精度也主要包括三方面的內容。第一是尺寸精度。這一精度是用來對加工表面同基準間產生的尺寸誤差進行限制的，從而使其控制在一定的范圍之內；第二是幾何形狀精度。這一精度是用來對加工表面宏觀幾何形狀所產生的誤差進行限制的，例如直線度、平面度、圓柱度、圓度等；第三是相互位置精度。這一精度是用來對加工表面同基準間產生的位置誤差進行限制的，例如用加工零件的位置度、同軸度、垂直度、平行度來對其要求和允許范圍進行表示。

2 機械加工精度影響因素分析

2.1 工藝系統幾何精度的影響分析

工藝系統幾何精度的影響包括加工原料誤差、機床誤差、刀具幾何誤差、調整誤差四個方面。加工原理誤差指的是采用近似的切削刃輪廓或近似的成形運動進行加工時所形成的誤差。此種誤差只要控制在精度的范圍之內，仍可廣泛地應用于生產；機床誤差總體來講可以歸納為機床轉動鏈誤差、機床主動回轉誤差、機床導軌導向誤差；刀具幾何誤差包括刀具安裝誤差、刀具裝夾部制造誤差和刀具切削部誤差，可以表述為：刀具的尺寸精度會對工件尺寸的精度產生直接影響，刀具的形狀精度會對工件形狀的精度產生直接影響，刀刃的形狀精度會對元件加工的精度產生直接影響，刀具的制造精度不會直接作用于工件的加工精度；在調整供工序的工作當中，加工的批量決定了每次加工的零件不可能完全相同，因調整而形成的為偶然性的誤差。

2.2 工藝系統受力變形的影響分析

在工藝系統的加工過程當中，會受到重力、夾緊力、慣性力、傳動力、切削力等一些力，而在這些力的作用下，工藝系統也將隨之發生相應的形變。形變的產生破壞了工件同切削刃間已經調整好的正確位置關系，進而形成加工誤差。工藝系統剛度在影響加工精度方面可以歸結為以下形式：因受力點的位置改變而形成的工件形狀誤差；不均勻的毛坯材料硬度使切削力發生改變，進而引起工藝系統受力形變而發生加工誤差；工藝系統當中，某些環節因受其他作用力而發生形變所導致的加工誤差。

2.3 工藝系統熱變形的影響分析

在各種熱源的影響之下，工藝系統會發生復雜的形變，從而導致工件加工誤差的產生。工藝系統熱變形對機械加工精度的影響主要分為三種。第一是機床熱變所導致的加工誤差。由于受熱源的影響，機床的各部分溫度也會隨之發生改變，因機床結構復雜性和熱源分布不均勻性的存在，而使得機床各個部件產生一定程度的熱形變，從而降低了機床的幾何精度和加工精度；第二是由工件熱變形所導致的加工誤差；第三是道具熱形變導致的加工誤差，由于刀具本身熱容量小、體積小且熱量集中于切削部分，故在其切削部分存在著很高的升溫。

3 提高機械加工精度的有效措施分析

3.1 原始誤差減少措施

直接減少原始誤差的方式包括提供工具、量具及夾具本身的梢度，控制工藝系統內應力、刀具磨損、受熱變形、受力等引起的測量誤差、形變，提高零件加工機床的幾何精度。為了使得機械加工精度得到提高，應首先對加工誤差中各項原始的誤差進行分析，依據不同情況所導致的加工誤差采取不同的解決措施，對于零件的精度加工應盡量提供機床的剛度、幾何精度和對加工熱形變加以控制。對于表面成形的加工零件，主要采取減少刀具安裝誤差和成形刀具形狀誤差來實現。

3.2 對誤差進行補償

當無法適當減少工藝系統原始誤差時，可采用補償法和抵消法來對誤差進行補償。補償法是以人為方式，創造出一種新的原始誤差，來對工藝系統中所固有的原始誤差進行抵消和補償，從而減少加工誤差，促進加工精度的提高。抵消法是通過一種原有的原始誤差對李毅中原始誤差進行全部或部分抵消，亦同樣達到較少加工誤差，提高加工精度的效果。

3.3 對誤差進行分化和均化

為進一步提升機械加工精度，可采用分化法和均化法來實現。分化法是依據誤差所反映的規律，將上道或毛坯工序尺寸進行分類，隨后進行誤差范圍的準確定位，從而使得工件尺寸的誤差范圍整體上大大縮小。均化法是通過加工的方式，來使得工件表面原有誤差不斷平均化和縮小的過程，通過對聯系密切的工具或工件表面進行檢查和比較，找到其間的差異所在，隨后在進行基準加工或相互修正加工。

3.4 對誤差進行轉移

對誤差的轉移，可以將其轉移到非敏感的方向或對加工精度沒有影響的方面。

機械加工的誤差程度同其在敏感方向上的誤差有著直接的關系，在加工的過程當中，采取一定的措施將加工誤差轉移到非敏感的方向，即加工表面切線方向，便可使得加工精度大大提升。在大型機床中，因橫梁較差，在重力作用下易發生變形和扭曲，進而形成加工誤差。為了消除這一誤差，可在機床的結構基礎上再添加一根用于承受重力的附加梁，以承受來自橫梁自身重力的作用，達到提高機械加工精度的目的。

4 結束語

在機械加工過程當中，一定誤差的產生是難以避免的，只有以具體的情況為依據，對誤差產生的原因進行細致的解剖，才能有針對性地提高機械加工的精度，從而確保將零件加工誤差控制在許可范圍內，使零件加工質量得以保證。

參考文獻

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