機(jī)械加工中的加工精度問題探討

張 瑞

（邯鋼集團(tuán)邯寶鋼鐵有限公司冷軋廠，河北 邯鄲 056015）

機(jī)械加工中的加工精度問題探討

張 瑞

（邯鋼集團(tuán)邯寶鋼鐵有限公司冷軋廠，河北 邯鄲 056015）

在機(jī)械加工的過程當(dāng)中，存在著一些因素會對工件加工的質(zhì)量產(chǎn)生影響，盡可能減少這些因素對加工精度的影響是在機(jī)械加工之前首先應(yīng)當(dāng)考慮的問題。下面，本文就從影響機(jī)械加工精度的因素出發(fā)，就提高機(jī)械加工精度的有效措施進(jìn)行探討，以為實(shí)際加工提供借鑒。

機(jī)械加工精度；影響因素；提高措施；分析

零件加工的質(zhì)量是機(jī)械產(chǎn)品壽命和工作性能的基礎(chǔ)和保障。對于機(jī)械加工質(zhì)量進(jìn)行衡量的指標(biāo)包括表明質(zhì)量和加工精度兩個(gè)方面。在機(jī)械加工的過程當(dāng)中，會由于一些因素的影響，導(dǎo)致工件和刀具間位置發(fā)生偏移，直接導(dǎo)致生產(chǎn)出來的零件不理想。加工精度指的是實(shí)際的零件加工參數(shù)同理想?yún)?shù)的相符程度，因此，提高機(jī)械加工精度成為擺在機(jī)械加工企業(yè)面前的重要課題，直接決定著其未來的長足發(fā)展。那么如何提高機(jī)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(diǎn)內(nèi)容。

1 機(jī)械加工精度概述

1.1 機(jī)械加工精度概念

所謂機(jī)械加工精度指的是經(jīng)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(shí)際值參數(shù)相符的程度，而他們間所產(chǎn)生的誤差被稱作加工誤差。且在數(shù)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(jī)械加工精度內(nèi)容

零件的幾何參數(shù)主要包括相互位置、尺寸和幾何形狀三個(gè)方面，因此，其加工精度也主要包括三方面的內(nèi)容。第一是尺寸精度。這一精度是用來對加工表面同基準(zhǔn)間產(chǎn)生的尺寸誤差進(jìn)行限制的，從而使其控制在一定的范圍之內(nèi)；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(chǎn)生的誤差進(jìn)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(zhǔn)間產(chǎn)生的位置誤差進(jìn)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(jìn)行表示。

2 機(jī)械加工精度影響因素分析

2.1 工藝系統(tǒng)幾何精度的影響分析

工藝系統(tǒng)幾何精度的影響包括加工原料誤差、機(jī)床誤差、刀具幾何誤差、調(diào)整誤差四個(gè)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(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工時(shí)所形成的誤差。此種誤差只要控制在精度的范圍之內(nèi)，仍可廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)；機(jī)床誤差總體來講可以歸納為機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)鏈誤差、機(jī)床主動(dòng)回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)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(chǎn)生直接影響，刀具的形狀精度會對工件形狀的精度產(chǎn)生直接影響，刀刃的形狀精度會對元件加工的精度產(chǎn)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(diào)整供工序的工作當(dāng)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(diào)整而形成的為偶然性的誤差。

2.2 工藝系統(tǒng)受力變形的影響分析

在工藝系統(tǒng)的加工過程當(dāng)中，會受到重力、夾緊力、慣性力、傳動(dòng)力、切削力等一些力，而在這些力的作用下，工藝系統(tǒng)也將隨之發(fā)生相應(yīng)的形變。形變的產(chǎn)生破壞了工件同切削刃間已經(jīng)調(diào)整好的正確位置關(guān)系，進(jìn)而形成加工誤差。工藝系統(tǒng)剛度在影響加工精度方面可以歸結(jié)為以下形式：因受力點(diǎn)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(fā)生改變，進(jìn)而引起工藝系統(tǒng)受力形變而發(fā)生加工誤差；工藝系統(tǒng)當(dāng)中，某些環(huán)節(jié)因受其他作用力而發(fā)生形變所導(dǎo)致的加工誤差。

2.3 工藝系統(tǒng)熱變形的影響分析

在各種熱源的影響之下，工藝系統(tǒng)會發(fā)生復(fù)雜的形變，從而導(dǎo)致工件加工誤差的產(chǎn)生。工藝系統(tǒng)熱變形對機(jī)械加工精度的影響主要分為三種。第一是機(jī)床熱變所導(dǎo)致的加工誤差。由于受熱源的影響，機(jī)床的各部分溫度也會隨之發(fā)生改變，因機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和熱源分布不均勻性的存在，而使得機(jī)床各個(gè)部件產(chǎn)生一定程度的熱形變，從而降低了機(jī)床的幾何精度和加工精度；第二是由工件熱變形所導(dǎo)致的加工誤差；第三是道具熱形變導(dǎo)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(jī)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(tǒng)內(nèi)應(yīng)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(jī)床的幾何精度。為了使得機(jī)械加工精度得到提高，應(yīng)首先對加工誤差中各項(xiàng)原始的誤差進(jìn)行分析，依據(jù)不同情況所導(dǎo)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(yīng)盡量提供機(jī)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(shí)現(xiàn)。

3.2 對誤差進(jìn)行補(bǔ)償

當(dāng)無法適當(dāng)減少工藝系統(tǒng)原始誤差時(shí)，可采用補(bǔ)償法和抵消發(fā)來對誤差進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償法是以人為方式，創(chuàng)造出一種新的原始誤差，來對工藝系統(tǒng)中所固有的原始誤差進(jìn)行抵消和補(bǔ)償，從而減少加工誤差，促進(jìn)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(jìn)行全部或部分抵消，亦同樣達(dá)到較少加工誤差，提高加工精度的效果。

3.3 對誤差進(jìn)行分化和均化

為進(jìn)一步提升機(jī)械加工精度，可采用分化法和均化法來實(shí)現(xiàn)。分化法是依據(jù)誤差所反映的規(guī)律，將上道或毛坯工序尺寸進(jìn)行分類，隨后進(jìn)行誤差范圍的準(zhǔn)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(lián)系密切的工具或工件表面進(jìn)行檢查和比較，找到其間的差異所在，隨后在進(jìn)行基準(zhǔn)加工或相互修正加工。

3.4 對誤差進(jìn)行轉(zhuǎn)移

對誤差的轉(zhuǎn)移，可以將其轉(zhuǎn)移到非敏感的方向或?qū)庸ぞ葲]有影響的方面。

機(jī)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(guān)系，在加工的過程當(dāng)中，采取一定的措施將加工誤差轉(zhuǎn)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(jī)床中，因橫梁較差，在重力作用下易發(fā)生變形和扭曲，進(jìn)而形成加工誤差。為了消除這一誤差，可在機(jī)床的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(dá)到提高機(jī)械加工精度的目的。

4 結(jié)語

在機(jī)械加工過程當(dāng)中，一定誤差的產(chǎn)生是難以避免的，只有以具體的情況為依據(jù)，對誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行細(xì)致的解剖，才能有針對性地提高機(jī)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(nèi)，使零件加工質(zhì)量得以保證。

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［3］任妙芳.淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施［J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2010（2）.