淺析機械加工精度的影響因素及提高措施

（山東科技大學機電學院，山東 青島 266510）

淺析機械加工精度的影響因素及提高措施

劉坤華 王 慶 張 超 于洪緒

（山東科技大學機電學院，山東 青島 266510）

機械加工的精度控制，對機械正常運轉起著至關重要的作用。而在實際操作過程中，由于諸多因素的影響，加工精度并不能夠得到百分百的精確，一些誤差是不可避免的。如何使機械加工精度達到一個理想的程度，是目前機械加工企業所要考慮的一個重要問題。本文就對機械加工精度的一些影響因素加以分析，并提出合理的控制措施。

機械加工；精度控制；提高精度；措施

一、機械加工精度

機械加工精度是指工件在機械加工之后的實際集合參數與零件原設計圖紙所規定的理想值符合程度的一個指標。通常情況下，加工精度包括位置精度、尺寸精度以及形狀精度。我國各行業在經濟發展的催動下，對機械零件的加工的質量要求也越來越高。機械零件的加工質量，包括機械加工精度和表面質量兩個方面的要求。通常設計人員會根據零件的具體使用要求來規定零部件的加工精度，并采取適當的工藝方法來對誤差范圍加以控制。通過精度的控制，一方面可以提高生產效率，另一方面也可以降低加工的成本，提高工件使用壽命。

1 影響加工精度的原始誤差

在零件加工過程中，刀具和工件安裝在機床和夾具上，工件、機床、道具和夾具共同組成了一個完整的工藝系統。原始誤差是由在工件與刀具切削過程中，其相互位置發生了一定的變動造成的。工藝系統中的誤差也是造成零件加工誤差的原始根源。根據加工操作的順序，可將原始誤差分為以下三類：

（1）加工前的誤差：這類誤差主要是加工設計原理出現了誤差，以及后期的調整誤差、機床夾具、工件裝夾和道具制造出現的誤差。

（2）加工中的誤差：在加工過程中出現的誤差，主要包括工藝系統受力和系統受熱產生變形對加工精度產生的誤差。

（3）加工后的誤差：主要是指殘余應力所引起的變形。殘余應力又稱作為內應力，是指當外部的荷載去除后，仍然存在工件內部的應力。它是因為在對工件進行熱加工或冷加工時，由于金屬內部結構發生了變化所產生的。

2 機械加工誤差的分類

從誤差是否與切削的狀態有關系，可將加工誤差分為靜態誤差與切削狀態誤差。其次，凡是誤差的方向與大小都在掌握或知曉范圍內統稱為系統誤差。不能夠完全掌握的誤差可歸為隨機誤差。

二、影響機械加工精度的因素

在實際操作中，影響機械加工精度的因素有很多種，具體來說，可以總結分為以下幾個方面。

1 加工原理產生的誤差

加工原理出現的誤差，是指在使用近似的成型運動或切削刀輪廓時，對機械加工所產生的一定誤差。就以滾齒加工時所用的齒輪滾刀為例，一般情況下存在著兩種不同類型的誤差。第一，由于在制造時，存在一定的難度，通過阿基米德基本蝸桿來代替漸開線基本蝸桿，就很容易會出現切削刀齒廓類似造形的誤差。另一方面，由于滾刀的刀齒數量對加工也有一定的影響。而在實際生產操作過程中就會出現一條折線齒形，理論上來說應該是一條光滑的漸開線，因此在應用過程中就會出現誤差。

2 刀具與夾具所存在的誤差

刀具和夾具是實際加工過程中所涉及到的尤為重要的加工工具。因此對機械加工的質量和精度都會有很大的影響。通常情況下，刀具與夾具的不同，所帶來的精度影響也有所不同。例如，定尺寸的刀具會對加工零件的尺寸帶來直接的影響，成形刀具會對零件的加工面帶來影響。如果刀具出現磨損，也會將被加工面的位置發生改變。除此之外，刀具的尺寸和熱容量如果較小，在實際操作中就會產生巨大的溫升，進而造成加工誤差。

夾具對機械加工精度的影響，主要是夾具的位置是否正確。如果夾具的定位、安裝以及分度出現誤差，那么也會對工件的定位造成一定的影響。部件較容易發生形變。

3 主軸回轉產生的誤差

當主軸幾段軸頸的同軸度或軸承之間的同軸度等出現了誤差，就很容易讓主軸產生徑向回轉，從而導致誤差的發生。當主軸的軸肩端面和軸承的承載端面在主軸的回轉軸線有垂直度誤差時，就會發生軸向竄動的情況。這種誤差會對加工零件的垂直度以及平面度等方面造成巨大的影響。

三、提高機械加工精度的措施

根據實際應用過程中，產生誤差的因素分析，改善機械工件加工質量的方法有很多種，筆者結合實際工程經驗以及文獻參考提出以下幾點行之有效的建議。

1 直接縮小誤差法

對誤差的直接縮小與控制是現實中采用最為普遍的方法，它通過查出出現誤差的原因，再去積極的尋找解決這一問題的辦法。就以細長軸的車削來說，由于長期收到熱與外力的影響，往往在加工過程中會出現彎曲變形的現象。根據這一原因，在加工過程中可以使用反向切削法，并在銷刀的頂尖處加上彈簧，就可以降低熱伸長的發生概率。

2 誤差補償法

誤差補償法，也可以說是一種人為的誤差。通過人為誤差對加工過程中已經出現的誤差進行矯正，從而達到抵消消除原始誤差的目的。例如，在原始誤差變現為負值時，我們可以將人為誤差取值為正值。通過這兩種誤差的綜合，便可以有效的提高加工精度。

3 轉移原始誤差法

通俗來說，轉移誤差法的原理是將工藝系統中的幾何誤差、受力變形或熱變形進行轉移。轉移的方法也有很多種，具體根據實際操作中的情況加以采用。

4 就地加工法

就地加工法，也可稱作為自身加工修配法。是指在機械加工過程中，對某些重要表面在裝配之前不進行精加工，待裝配之后，再在自身機床上對這些表面作精加工。在加工和裝配過程中，產生的誤差往往會牽扯到零件或者部件之間的相互關系，這種影響關系非常復雜，如果只是盲目的提高零部件本身的精度，非常困難。而利用這種方法便可以行之有效的解決。

結語

隨著各行各業的競爭越來越激烈，對機械加工精度的控制越來越嚴格。我國企業的工作人員以及管理者只有不斷的加強學習，提高機械加工的精度，才能夠在日后的競爭中占有一席之地。現代化的機械加工生產工藝，只有努力提高加工精度，避免誤差，才能夠生產出高質量的機械零部件。

[1]任妙芳．淺析機械加工精度的影響因素及提高措施[J]．機械研究與應用,2010（02）．

[2]王國敏．淺析機械加工精度的影響因素及對策[J]．經濟研究導刊,2010（26）．

[3]佟曉飛．機械加工精度的影響因素及提高措施初探[J]．黑龍江科技信息,2009．

TH161

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