試論機械加工精度的影響因素及提高措施

尹明

（成都工業職業技術學院 四川省成都市 610218）

試論機械加工精度的影響因素及提高措施

尹明

（成都工業職業技術學院 四川省成都市 610218）

機械加工行業在技術上經歷了三次革命，每一次革命都給人們的生產和生活帶來顛覆性的變化。目前，機械加工行業正向著高速化、精密化和多功能化的方向發展，廣泛的應用在航空航天、通信設備、汽車和機床等行業中。機械加工行業下游市場十分廣闊，包括汽車、船舶、工程機械和農用機械等。

機械加工；精度；影響因素；誤差

機械加工精度是指工件經過加工之后，得到的實際參數值，包括尺寸、形狀、位置等內容，與理想標準狀態下的差別程度，兩者之間的差別就是誤差，在機械加工中，難免會產生誤差，若想要確保工作效率、減少材料浪費，降低勞動力，就應該保證和提高加工精度。

1 關于影響機械加工精度因素的分析

1.1 加工原理造成的精度誤差

加工原理產生的誤差是指使用近似成型或近似的切削刃輪廓等理念下，進行加工而產生的誤差，原理誤差是由于加工或者計算方法而造成的，特別是在很多工科領域，存在大量的近似算法，這就是原理誤差存在的原因。但必須說明的是，既然由于采用了“近似”的方法加工零件，才產生原理誤差。那么，只要不近似，不就可消除原理誤差嗎？回答是否定的。因為有些情況是非近似不可的。如車削模數蝸桿時，工件節距為πZ，而π為無理數。那么只能通過配換齒輪去近似無理數。又如滾刀滾切齒輪的范成運動，當滾刀齒數無窮多才能范成出光滑齒廓形狀。但實際上，滾刀的齒數不可能無窮多。因此，齒面形狀就存在原理誤差.存在著原理誤差的加工，是有條件的，也有優勢的。當齒輪精度要求不高，加工量很小，其加工成本低廉、不需要昂貴的齒輪加工專用機床，只需普通銑床就可以完成加工的優勢，尤為凸顯。

1.2 工藝系統中工具、機床等產生的誤差

工藝系統的幾何誤差是指使用工具、設備、機床等工藝系統而造成的誤差，其中這些工具中還包括夾具、刀具等器具。首先是機床造成的誤差，在工藝系統中，因為機床精度而影響工件加工精度的情況占了大多數，其中，機床對工藝精度的影響主要有三個方面引起：①主軸回轉而產生的誤差；②導軌位置偏差引起的誤差；③傳動不正常引起的工件成形誤差。刀具對工件精度產生的誤差，可以根據刀具的不同而分類，一種是定尺寸刀具，這種刀具在定尺寸時，會引起不同程度的磨損狀況，從而引起工件尺寸大小上的不同，而形成誤差，例如鉆頭、鉸刀、圓拉刀等就是其代表。另一種是成形刀具在加工時，對工藝誤差產生的直接影響，主要類型有成形車刀、銑刀、成形砂輪等，還有一種是一般刀具的使用，而產生的非直接工件精度誤差，主要有車刀、銑刀、鏜刀等，最后是夾具對工件精度產生的誤差，主要是在加工時產生很大的影響，夾具的影響精度的方式主要是通過影響工件的位置，而后產生誤差。

1.3 工件內應力運轉產生的誤差

內應力是指制造工件的外力作用消失時，還存在在工件內的應力，也稱之為殘余應力，但是如果工件外力停止作用時，內應力存在于工件內，就會使工件處在高能量位置的不穩定的情況下，因此，工件的高能狀態必然要向低能狀態或快或慢的進行轉化。盡管這種轉化受外界的影響比較大，但是這種內應力并不會因此消失，這時，工件的內應力就會在高能向低能轉化中，產生熱和力，正是這些熱量和力量使工件是參數失去原有的狀態平衡，因此工件內的內應力就會重新分布，從而達到新的平衡，這一過程中，工件可能會因此或多或少的發生變形，從而產生誤差，在內應力平衡遭到破壞時，工件就會產生新的應力組合形成平衡狀態。這就是工件內應力產生的誤差的過程。

2 提高機械加工精度的必要性

眾所周知，機械零件的質量一般需要機械加工的精度數值，來進行確切的評價，在提高機械加工精度的同時，可以縮小機械實際參數與理想參數的差別，隨著我國經濟發展，對機械的精度要求也越來越高，另外，提供高的裝配精度，可以延長機械的使用壽命，消除不利影響，提高產品質量。因為衡量機械加工的主要指標就是精度，所以要保證機械加工精度，表面的精度好，工件配合好，可以延長工件的壽命。如果機械零件的精度無法保證，會讓工件產生較大誤差，對機械運行的效率無法有效保障，會大大降低工件的使用年限，因此，嚴格保證機械加工維持在一個標準的可允許的水平，不僅是社會經濟發展的需要，也是機械加工行業發展的目標。

3 提高機械加工精度的相關措施

3.1 直接減少誤差法

直接減少誤差法提高機械加工精度是較為普遍和適用的方法，該方法的使用能夠有效的保證機械加工的精度值。對于機械加工過程中出現的誤差原因，一定要據實查明，然后積極直接的解決這種誤差，提高機械加工的精度，以車削為例，在其長期受到力和熱的情況下，很容易出現彎曲或者變形的情況，通過直接的反向切削法，能夠非常有效的得到良好的機械加工精度效果。因此為直接減小原始誤差造成的加工精度。直接減少誤差法常見的是糾正加工原理的誤差，在原理誤差中，這種誤差是由于加工或者計算方法而造成的，特別是在很多專業領域，存在大量的這種原理近似算法，因此，通過對計算的核算減少誤差發生的幾率尤為重要。另外在器具、機床工作時，做好機床、器具的自銑、自磨也是直接減少誤差的重要方式，器具中，刀具適用要精確可靠，提高精度，夾具要位置準確，這都是直接減少誤差的方法。

3.2 間接誤差補償法

誤差補償法的核心思想是通過人為地造出一種新的誤差去抵消當前成為問題的原始誤差，例如，當誤差是負數時，我們就人為制造一個正值，反之我們就人為制造一個取負值。以達到兩者大小相等、正負相反、相互抵消的效果，從而使誤差達到最小，這種達到最大限度地減少誤差的方法，主要采用“軟技術”，這樣的技術兼具成本低和柔性強的特點，是一種既有效又經濟的提高機床精度手段。另外，通過使用誤差補償方法的實施，有利于在精度不是很高的機床、設備上加工出比較高精度的零件，從而有效的避免通過購買高精度機床來達到相應精度的效果，這種方法有利于降低相關工件的制作成本，因此制作成本較低，也便于推廣。所以，誤差補償技術不但適合于新機床的精化，以提高技術含量和使用功能，也適合于老機床改造，以降低廢品率和提高使用性能。

3.3 間接誤差分組法

在機械工件設計加工過程中，有可能本道程序的誤差是由上道程序存在誤差而產生的，因此，在整個加工流程開始前，對每道程序的誤差大小進行有效的分組，相應的工件誤差就會縮小很多。例如，把誤差分為n組，每組工件誤差范圍就縮小了1/n。具體使用上，以加工齒輪為例，由于齒坯同軸度誤差比較明顯，導致齒輪直徑會跳出超差的情況出現，同時在震動的剃齒運轉時，噪音過大，所以，在保持工件孔心軸同軸時，然后把零件的定位孔，分為若干小組，與相應的剃齒軸相配合，從而起到減少誤差的作用，由此便提高了工件的加工精度，具體如表1所示。

在成批生產條件下，對于配合精度要求較高的配合件，當不可能用提高加精度的方法來較經濟地獲得零件的尺寸精度時，也常采用誤差分組法，以達到較高的配合精度。總之，在機械加工中，機械加工精度誤差是不可避免的，只有對影響誤差的因素進行詳細的分析，才能采取相應的預防措施減少加工誤差，提高機械加工效率。誤差雖然不能消除，但通過制作方法的改進，可以最大限度的減少生產誤差從而制造更精密的產品。

表1 間接誤差分組表

4 結束語

隨著我國工業化、信息化的進一步深化發展，對機械精度的要求越來越高，因此我們在機械工件加工的過程中，要準確找出誤差產生的影響因素，運用直接誤差減少法、間接誤差補償法及分組法，盡可能的減少誤差產生的可能，人為下的機械誤差雖然不可避免，但是，有不斷減少誤差的可能因素存在，因此機械工件的精度可以通過不斷減少誤差而提高，這是我們理所應當不斷追求的目標。

[1]李順，杜磊，郭忠華.機械加工精度的影響因素及提高措施探析[J].科技創新與應用，2015（05）：72.

TH161

A

1004-7344（2016）15-0240-02

2016-5-10

尹明（1987-），男，四川巴中人，助講，本科，從事教學工作。