提高機械加工精度的有效措施的探討

茅偉巍

【摘 要】機械加工重點在加工精度的有效控制，本文重點分析了影響機械加工精度的主要原因，從加工設備精度，誤差補償、分解，操作人員技能提升等角度提出了具體的構建加工精度的有效措施。

【關鍵詞】機械加工；精度；誤差補償；誤差分解；操作人員

0 引言

隨著國內加工裝備精確度的提高，裝備零件的加工都出現了普遍的提高，也是實現一個國家標準件制造實力的有效說明，更好的機械加工工藝可以有效規避相關的加工誤差，實現表面粗糙度、尺寸公差，形狀公差等有效降低，更好提升加工零件的質量和水平。然而影響加工精度的因素還是客觀存在的，筆者從事機械加工實訓教學工作多年，對影響加工精度的主要因素有著深刻的認識。

1 影響加工精度的主要因素

1.1 加工熱余力因素

在機械加工過程中，車、銑、刨、磨等機械加工都是金屬之間的摩擦，產生切削，這種切削一定產生加工熱，這種加工熱將帶來一些問題，零件在車床加工的時候將受到這種加工熱的影響，使得整個零件在加工之后，出現一種熱變形，造成最后的形狀公差出現超差的情況。同時這種加工熱也可能造成最終的加工表面粗糙度出現問題，造成加工過程中刀具的磨損加劇，最終影響加工精度[1]。

1.2 力學因素

由于一般的機床在加工零件的時候，一般都是不同形式的夾具進行固定，例如車床就裝夾零件之后就是形成一種懸臂梁，這種力學構造將使得整個零件在加工過程中受力不均衡，在這種刀具外力的作用下，零件將出現一種彎曲，影響零件的同軸度。當加工結束之后，零件將出現不同程度的形變，這種一來加工的誤差將出現更多的問題。

1.3 振動因素

機床的振動是其造成零件加工表面粗糙度的主要原因，在機床的加工中這種振動將直接造成加工零件出現不合格的產品，因為這種振動一方面造成刀具在零件上的加工受到的慣性不同，造成其零件表面加工的粗糙度出現問題，另一方面這種加工是雙方面的，即刀具的磨損將出現很多的問題，加劇了其磨損的進程。

1.4 刀具角度因素

刀具的加工角度決定了其加工的精度零件的加工受力分布，尤其是主偏角是加工的主要因素，當零件加工的主偏角接近直角之后，將有利于這種零件的加工，因為零件的剛性較差，需要這種接近直角的主偏角刀具的加工。

1.5 工序順序因素

工序是加工零件的順序，即先進行粗加工出大致的形狀，然后在進行相關尺寸的加工，最終進行尺寸公差、形狀公差的進入，這就是一般零件的加工順序。在不同的加工階段需要注意不同的問題，粗加工形狀的時候，當進刀量給的過大，將直接造成刀具的快速磨損，不利于后期的加工。轉速過低也將造成精加工過程中，一般零件表面粗糙度出現超差的情況，在控制表面粗糙度的時候，還需要關注零件的加工冷卻液。因為冷卻液將直接降低加工表面的溫度，降低加工熱對零件造成的加工變形[2]。

2 改進加工精度的具體措施

2.1 提升設備加工精度

現代的機械加工主要是依靠相關的機床進行分步驟的開展加工，影響加工精度主要還是在這些機床加工環節，這些環節中的加工精度的提升主要還是依靠提升裝備加工水平，例如國內的數控機床和德國的西門子就存在嚴重的差異，德國的西門子機床在軸承等標準件上有著更多的精度，使得他們的機床在使用的過程中更加具有穩定性，加工精度更高。因此提高加工裝備的加工精度是實現加工精度提升的基礎和前提，沒有精確度較高的機床，加工精度的提高就無從談起。例如，薄壁零件慎用一般的裝夾方法，因為這種裝夾將直接造成其變形[2]。因為這種過輕的薄壁零件將在裝夾過程中更加容易產生振動，因此需要在條件允許的情況下，采用軸向裝夾方法，改變其受力結構，進一步提高了裝備的加工精度。

2.2 誤差進行補償

當加工設備一旦確定之后，不是所有的設備精度都是很高的，經過使用一段時間之后，其加工精度也在不段降低，這個的機床還是需要使用，就需要操作人員進行誤差的有效補償。從而實現對誤差的抵消，換句話說，這種補償方式就是針對機床的原始誤差，制造出對應的誤差，實現與原始誤差之間的抵消，例如在數控車床的加工過程中，由于一些金屬零件的硬度較高，在加工幾個零件之后，可能就出現超差的現象，這種誤差出現主要是因為刀具磨損造成的，我們沒有必要將刀具卸下來，這數控系統控制界面中存在一個刀具誤差，可以對其進行有效設置，實現刀具在原有的坐標系中進行X、Z軸的補償移動，這就是一種誤差補償。

2.3 誤差分解

在加工零件的過程一般都需要多個工藝流程，我們在進行在每一次的加工過程都會有不同的誤差，這種誤差就是需要可能通過不同的加工工藝步驟進行有效分解，這樣可以實現每一個加工工藝的誤差都不出現超差的情況。這種方式也可以進一步提高加工最終的零件精度，實現加工誤差的降低[3]。

2.4 操作者素養

機械加工過程主要依靠機械設備進行，但是操作人員的素養也是決定加工精度的最為本質的因素。不斷提高加工人員的操作實踐經驗，鼓勵操作人員多學習、多探討加工不同零件的基本操作技巧，實現加工素養的有效提升，這也是提高加工精度的有效手段。

3 結語

加工精度的控制需要分析其產生的主要原因，針對不同的原因進行對癥改進，加工精度的主要控制方式很多，也存在一定的相互聯系性，需要不斷拓展操作人員的創造性，有效構建精度控制的模式。

【參考文獻】

[1]劉紅麗，李志永，等.MESO-SCALE級電解微細加工技術研究進展[C]. 2011 Second ETP/IITA Conference on Telecommunication and Information（TEIN 2011）2011，04：169-170.

[2]申曉龍，任成高，胡佳英，等.快走絲多次切割加工模具表面質量的試驗研究[C].2011 International Conference on Aerospace Engineering and Information Technology（AEIT 2011），2011，05：159-160.

[3]速曉明.精密車床主軸自動化加工生產線核心技術研究[C].發展戰略性新興產業，助推新能源裝備制造——2014年第四屆全國地方機械工程學會學術年會暨新能源裝備制造發展論壇，2014，06：152-153.