關于機械加工精度的影響因素分析及提高措施探討

摘 要：機械加工精度是確保機械設備性能的因素之一，但是在機械加工制作中，由于各方面因素會導致機械加工精度降低，出現偏差，降低機械設備的使用性能。文章主要針對機械設備加工精度的影響因素和提高措施作簡要的分析。

關鍵詞：機械加工；精度；影響因素；措施

1 機械加工精度的重要性

眾所周知，機械加工質量取決于加工精度，是確保機械設備良好性能重要保障，但是隨著生產規(guī)模和生產需求，各行業(yè)都對機械零部件的精度提出了要求，要求在機械加工中要達到一定的精度，確保機械設備運行的穩(wěn)定性，提高機械設備的使用壽命。

2 機械加工精度影響因素分析

2.1 機械加工原理誤差

隨著機械加工業(yè)的蓬勃發(fā)展，原理相似的或相近的加工方法被廣泛應用，加工精度也因加工原理的近似運作或加工工具的近似運動而降低。主要可分為近似機械加工工具誤差和近似加工運動兩種。

2.1.1 近似機械加工工具影響精度

在曲面加工時，為使加工精度滿足要求需要使刀具的刃口與加工曲線輪廓完全吻合，即需要滿足刀具的唯一性與符合性。實際加工操作時往往使用成形工具，當加工復雜曲面時一般將曲線分解成圓弧、直線等容易處理的簡單線性，從而產生了不可避免的原理性加工誤差。例如，用阿基米德基本蝸桿代替漸開線，用于切割漸開線齒輪。

2.1.2 近似加工運動影響精度

機械加工過程中加工工件和刀具之間需要建立某種相對運動的聯系，為達到一定的加工精度就要求這種聯系必須是準確的、吻合的。但是由于機床和工件之間、工件和刀具之間的接觸較復雜，很難起到理想的綁定狀態(tài)，從而避免不了對加工精度的影響。

2.2 加工機床磨損及幾何誤差對機加工精度的影響

加工機床是防止工件的重要部位，機加工過程中工件在機床上與刀具的相對運動產生滿足要求的機加工圖形。所以機加機床的精度高低直接影響加工成品的精度。機床制造誤差中對加工工件誤差的影響較大的主要有以下三點。

2.2.1 導軌誤差

導軌主要用于機床的承重和導向作用，此外機床各主要零構件的相對位置和運動基準點也是由導軌控制。加工工件的形狀受導軌誤差的影響體現最為明顯。導軌的運動誤差對工件的法線方向、垂直方向均有影響，其中以法線方向影響最為嚴重。導軌在水平面上的運動誤差可在工件法線方向直接反映，同時這也是最不被接受的嚴重誤差。而導軌在垂直方向上的運動誤差雖然也會在工件上反映出來，但是由于影響較小一般忽略不計。

2.2.2 主軸回轉誤差

主軸回轉誤差主要影響工件的位置和形狀精度，主軸回轉誤差可分解為軸向跳動、徑向跳動和角度擺動。由于不同工件的加工厚度、形狀不同，導致誤差敏感方向也不同，加工誤差隨著軸向跳躍而不同。例如，機加工形狀為圓形或圓孔形時主軸的回轉誤差主要體現在影響工件的圓度，但對縱向的車端面加工精度不會有明顯影響；當加工形狀為螺紋狀時，主軸回轉誤差會造成螺距誤差。總之，主軸的軸向回轉跳躍誤差對孔圓的影響不大，主軸的角度擺動與徑向回轉跳動對加工誤差影響較大。

2.2.3 傳動鏈誤差

傳動鏈誤差是影響機加工精度的重要原因之一。傳動鏈是機加工過程中實現工件與刀具相對運動的主要構件之一，主動機構的常見組成有蝸桿、齒輪、渦輪、絲桿、螺母等。在加工機床長期使用后這些基礎元件難免出現磨損，從而產生傳動誤差。此外傳動鏈的傳動機構冗長，傳動線路復雜也是誤差產生的主要原因之一。

2.3 機加工系統熱變影響加工精度

機加工過程刀具、機床與工件之間劇烈接觸摩擦，產生大量的熱，并且機床動力部分在加工過程中也會產生熱量，在各熱源的共同作用下，整個機加工系統易受熱變形。尤其是加工工件與刀具接觸部分。這些熱變必然引起一定量的形變，從而導致加工精度下降。統計數據顯示熱變形引起的加工精度降低占總加工精度影響的4%以上。

2.3.1 機床熱變形對加工精度的影響

機床與機加工系統的動力結構接觸緊密，在機加過程中機床各部分的溫度會明顯上升，散熱不均勻加上機床結構的復雜性使得機床各部分會發(fā)生一定程度的形變，機床與工件之間的相對位置關系發(fā)生變化，加工精度受影響。對于不同材質的機床受熱影響程度不同，對加工結果精度的影響也略有差異。

2.3.2 刀具熱變形對加工精度的影響

刀具一般為金屬材質，對熱敏感性好。在機加工過程中刀具與工件的劇烈摩擦導致刀具溫度上升明顯，極易產生熱伸長、熱變形等問題導致加工精度降低。一般情況下可通過灑水降溫等方式來改善刀具熱變形問題。

2.3.3 工件熱變形對加工精度的影響

工件熱變形同樣會導致加工精度偏差，工件受熱膨脹時會導致刀具的切割線偏差，水平面加工角度偏差，直接影響加工結果精度。

3 提高機加工精度的有效措施

3.1 加大技術投資，降低原理誤差

機加工原理誤差是造成精度誤差難以克服的問題，隨著各項技術的發(fā)展，應加大機加工行業(yè)技術投資，鼓勵創(chuàng)新，針對各種影響機加工精度的問題點進行各個擊破，通過研創(chuàng)新工藝、新手段，例如，將機加與電子圖紙等相結合，尋找更精確的加工原理，從根本上解決加工原理誤差。

3.2 加大設備投資，降低工具誤差

應注意提高機加工工具的精度，改善機加工量具、夾具的精度，降低工具誤差導致的加工結果誤差。對于需緊密加工的工件要采用滿足其加工要求的精密機床控制其剛度、精度并有效控制機加工熱變形穩(wěn)定性。

3.3 誤差預防

機械加工的誤差預防主要是減少機械加工中的誤差源，或是減少或者降低誤差源至加工誤差之間的數量轉變關系。在機械加工中經常采用的方法有：直接減少原始誤差法、誤差轉移法、采用先進工藝和設備法、誤差分組法、就地加工法和誤差平均法等。

4 結束語

綜上所述，在機械加工中，由于各方面因素，導致機械加工存在一定程度的偏差，影響機械零部件加工精度，需要采取一定的措施確保加工精度，如提高機床的精度、實施預防措施，提高機械零部件的加工精度。

參考文獻

[1]許軍峰，吳英.提高機械加工精度的具體措施分析[J].科技資訊，2015（1）.

[2]楊良軍.淺析機械加工精度[J].科技展望，2015（6）.

[3]王同剛，裴建軍.探討改進機械加工精度的措施[J].科技視界，2015（19）.

[4]馬吉峰.影響機械加工精度的主要因素探究[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（4）.

作者簡介：陳峰（1973-），男，漢族，籍貫：新鄉(xiāng)，學歷：本科，畢業(yè)院校：河南科技學院，職稱：講師，研究方向：機械。