機械零部件加工精度影響因素分析

楊磊

摘 要：工業是一個國家發展的基礎，隨著我國經濟的快速發展我國的工業步入了高速發展期，大量的工業機械設備被應用于生產加工制造中的各個環節。做好機械設備的加工確保其質量是機械加工中的重點也是難點，機械設備是由大量的機械零部件所組成的，零部件在加工制造中所產生的誤差會不斷累積，從而對機械設備的加工質量造成極大的影響。因此在機械零部件的加工制造中，需要對影響機械零部件加工精度的影響因素進行分析，并在此基礎上采取合理的措施來對影響機械零部件加工精度的影響因素進行控制以提高機械零部件的加工精度，確保機械設備的制造質量和使用壽命。

關鍵詞：機械零部件；加工精度；提高措施

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A

機械設備是由大量的機械零部件所組成的，尤其是對于一些復雜的大型的機械設備其更是需要大量的機械零部件并對機械零部件的加工精度提出了較高的要求。單機械零部件的加工精度出現問題將會導致在機械設備的裝配過程中這一誤差會不斷地累積，并最終對機械設備的加工制造精度及使用壽命及使用質量產生極大的影響。因此在機械零部件的加工制造中需要注意其加工精度，機械零部件的加工精度在機械零部件的加工過程中會受到多種影響因素的影響，應當采用合理的措施來對影響機械零部件加工精度的各種影響因素進行規避以使得機械零部件的加工精度得到盡可能地提高。

1.機械零部件的加工精度

機械零部件的加工精度指的是機械零部件在完成加工后實際的各項尺寸及幾何參數與圖紙中所標注的尺寸之間的符合度，而機械零部件的加工誤差則主要指的是機械零部件完成機械加工后機械零部件的各項實際尺寸與設計圖紙中所標注的各項尺寸之間的偏離程度。在機械零部件的加工過程中應當盡可能地提高機械零部件的加工精度以減少機械零部件的加工誤差，從而提高機械設備的制造精度及使用壽命。

2.機械零部件加工中影響加工精度的因素分析

2.1 機械零部件加工中的誤差種類的分析

在機械零部件的加工過程中對于機械零部件加工精度的影響因素眾多，根據造成機械零部件加工誤差種類的不同可以將機械零部件加工誤差分為以下幾種類型：

（1）理論誤差

在機械零部件的加工過程中由于采用近似的方法而導致的機械零部件的加工所出現的誤差。

（2）裝夾誤差

機械零部件在加工過程中需要進行裝夾定位，而由于在機械零部件的裝夾過程中由于裝夾不到位而導致的機械零部件加工過程中所出現的誤差被稱之為裝夾誤差。

（3）機床誤差

機械零部件加工主要使用機床來進行加工，因此，機械零部件在加工的過程中會受到機床本身加工精度的重要的影響，而當機床本身所具有的各種誤差將會對機械零部件的加工精度產生較大的影響，其中在機床自身的誤差中主要有機床主軸誤差、導軌誤差以及導軌的定位精度誤差等多種影響因素。

（4）加工刀具所產生的誤差

在機械零部件的加工制造中，刀具作為主要的切削用具其制造精度、裝夾精確度以及磨損程度等都會對機械零部件的加工精度產生較大的影響。

（5）機械零部件的加工工藝不當所引起的機械零部件的加工誤差

在機械零部件的加工過程中，機床、機械零部件夾具、加工刀具以及所需要加工的工件共同在機械零部件的加工過程中組成了一個統一的體系，這一體系被稱之為工藝體系，工藝體系在受到力與熱的外作用時都會導致機械零部件的機械加工受到較大的影響，而當工藝體系受到外界力與熱的作用時會導致機械零部件產生一定的形變，而這種形變最終或導致機械零部件的加工精度受到較大的影響。

（6）機械零部件加工后的工件殘余應力所導致的機械零部件的加工誤差

在機械零部件的加工過程中由于刀具與工件之間的作用會使得機械零部件在加工完成后在機械零部件的內部積聚有一定的殘余應力，而這一殘余應力在機械零部件的加工完成后導致機械零部件出現一定的形變，這種形變在薄壁類零部件以及機械加工過程中受到較大機械力作用的機械零部件加工后極為明顯。

（7）測量誤差

造成機械零部件加工精度誤差的測量誤差主要是由于在機械零部件的加工過程中量具本身或是測量方法不當所引起的。

（8）操作不當所引起的機械零部件的加工誤差

在機械零部件的加工過程中需要對機床的進刀量、對刀誤差等進行控制，而當基礎操作者缺乏經驗或是其他一些原因都會導致機械零部件在加工的過程中出現一定的機械加工誤差。加工誤差的存在會對機械零部件的加工質量造成較好的影響，需要在總結分析機械零部件加工誤差原因的基礎上采取相應的措施對機械零部件的加工誤差進行相應的控制，提高機械零部件的加工精度。

3.機械零部件加工中影響機械零部件加工精度常見誤差因素分析

3.1 加工原理誤差

在機械零部件的加工制造過程中近似的加工方法在機械零部件的加工過程中被廣為采用，而在這一加工過程中近似的加工運動或是近似的刀具輪廓會導致近似誤差的產生。在近似加工的過程中為了使得加工工件達到理想的表面要求往往需要在工件和刀具之間建立其相應的聯系，而這種聯系是建立在準確的運動聯系之上的，但是這種準確的聯系往往會導致機械零部件的加工過程中產生加工原理誤差，機械零部件加工過程中所使用的夾具的要求也極高，而夾具加工時所產生的誤差也會累積在機械零部件加工的原理誤差中。此外，在機械零部件的加工過程中為取得符合理論曲線的輪廓在使用刀具來對復雜的曲面進行加工時往往多采用的是圓弧、直線等簡單近似的線型來代替相應的理論曲線，而這種代替往往會導致加工原理誤差的產生。

3.2 機床自身精度誤差所導致的機械零部件的加工誤差

機床是機械零部件的主要的加工設備，其精度的高低直接影響到機械零部件的加工質量。下面將就常見的會對機械零部件的加工精度產生影響了較大影響的機床數據進行介紹：

（1）機床主軸回轉精度，在機械零部件的加工過程中機械零部件的形狀和位置精度受到機床主軸的回轉誤差的直接影響，其中機床主軸在回轉的過程中會主要會產生徑向跳動、軸向竄動以及角度擺動等幾個方向的問題，這些跳動及竄動的存在會對機械零部件的加工產生較大的影響，尤其是當在對機械零部件進行不同表面的加工過程中，由于其所受到的力的不同會導致機械零部件的加工誤差也會隨著主軸的跳動方向的不同而產生不同方向的誤差。比如說在使用車床來對機械零部件的外圓或是內孔進行機械加工時，機床主軸所產生的徑向跳動將會使得機械零部件產生圓度方面的誤差，而徑向跳動則不會對斷面車削質量產生影響。而當在對機械零部件的斷面進行車削時主軸如存在軸向竄動將會對機械零部件端面的平面度以及機械零部件端面相對于內、外圓的垂直度產生較大的影響。而主軸角度擺動的對機械零部件所產生的加工誤差則與主軸徑向跳動所產生的誤差相類似。

（2）機床導軌誤差對機械零部件加工誤差的影響，機床主要依靠的是導軌來進行平面內的線性運動的，同時機床導軌也是機床主要的承載部件，機械零部件的加工形狀精度會受到機床導軌各項誤差的直接影響，在機械零部件被加工工件表面的法線方向上，導軌在水平面內的直線誤差將會被直接地反映出來，對機械零部件的加工精度影響最大，導軌在垂直面內的直線度誤差盡管也會對機械零部件的加工精度產生一定的影響，但是其影響效果較小。當機床前后導軌的平行度出現誤差時將會導致工作臺在前后移動的過程中產生較大的擺動，刀具在切削運動的過程中將不再沿著直線進行運動，而是在運動的過程中在空間形成了一條空間的曲線，從而使得加工后的工件的形狀產生較大的偏差。

（3）機床傳動鏈誤差對機床精度的影響，機床的運動依靠的是一整套的傳動機構來加以實現的，而當這一傳動鏈在運動的過程中出現磨損時將會對機械零部件的加工產生一定的影響。

3.3 機械零部件加工中的工藝系統變形所導致的加工誤差

在機械零部件的裝夾及加工過程中機械零部件會受到外界的切削力、夾緊力以及機械零部件自身的重力等多種力的疊加的影響，而這些力的存在會使得機械零部件在加工完成后產生受力變形，此外在機械零部件的機械加工的過程中，刀具與工件之間切削所產生的切削熱會使得機械零部件容易產生熱變形。此外，在機械零部件的加工過程中，工件加工后機械零部件的殘余應力、機械零部件加工過程中的測量誤差以及操作誤差等都會對機械零部件的加工精度產生較大的影響。

4.提高機械零部件加工精度的措施

4.1 減少機械零部件加工時的原始誤差

機床是機械零部件加工的基礎也是機械零部件加工精度的重要影響因素，為降低機床對于機械零部件加工精度的影響，需要努力提高機床的幾何精度和相應工件的量具、夾具的精度，減少機械零部件在加工的過程中所受到的額外的附加力的影響以及其他的磨損變形、內應力等所造成的原始誤差。要做好對于機床的保養和日產的檢修，使用角尺、檢驗棒等對機床的各項精度指標進行檢測，對于發現問題的要及時予以解決，提高機床的機械精度、幾何精度以及剛度等，并在機械零部件加工過程中采用合適的措施來控制機械零部件的加工熱變形。對于具有成形表面的機械零部件的加工則最主要的是要降低成形刀和刀具安裝不當所產生的機械零部件的加工誤差。

4.2 采用誤差補償和轉移的方法來提高機械零部件的加工精度

誤差補償法是一種人為的故意造出一種新的原始誤差，依靠這一原始誤差來對機械零部件加工制造過程中的工藝系統中的固有的原始誤差進行補償抵消的一種措施以實現減少加工誤差提高機械零部件加工精度的目的。比如說，在機械零部件的加工過程中如原始的誤差是負向的，則在機械零部件的加工過程中，機械零部件加工操作人員可以再加工是通過對加工操作進行改變而故意的制造出與原始誤差絕對值相等的正方向的偏差，從而實現對于機械零部件加工中所產生的原始誤差的補償抵消，從而實現提高機械零部件加工精度的目的。而誤差轉移指的是機械零部件在加工的過程中，針對機械零部件加工過程中可能出現的熱變形、殘余應力變形以及幾何誤差等通過采用合理的工藝措施來將上述因素所導致的機械零部件的加工誤差轉移到對機械零部件的機械加工精度沒有影響的方向，從而實現對于機械零部件加工誤差的規避，以實現提高機械零部件加工精度的目的。比如說在機械零部件的車削加工過程中，如采用的是多工位或是轉位刀架等的加工工序來實現對于機械零部件的車削加工，為避免刀架轉動和分度誤差對機械零部件表面加工精度的影響，機床操作人員可以將刀具在刀架上的安裝方式更改為垂直安裝，從而將車削加工過程中刀架轉位所產生的重復定位誤差將會被轉移到機械零部件加工內孔的表面誤差上，從而實現了對于機械零部件機械加工誤差的一定規避。

在機械零部件的加工過程中，除了通過提高機械零部件毛坯件的加工精度或是提高上道工序加工精度等的措施外，為提高機械零部件的加工精度，還可以通過將機械零部件的毛坯件按照其尺寸的誤差的大小來對其進行分組，從而將待加工的機械零部件毛坯件的誤差縮小為原先的1/N，通過根據各組的平均尺寸來實現對于機械零部件加工時的刀具和相應的夾具位置、精度的調整，從而可以實現對于機械零部件毛坯件的尺寸誤差分散范圍的縮小，為后續機械零部件的加工帶來方便的同時也提高了機械零部件的加工效率，確保了機械零部件的加工質量。

結語

機械零部件是構成機械設備的重要的組成部分，其加工精度對于機械設備的制造質量有著直接的影響。在機械零部件的機械加工中會受到機床本身、加工工藝、機械受力以及熱應力等多種因素的影響，本文在分析機械零部件加工過程中常見的影響機械零部件加工質量因素的基礎上對如何提高機械零部件的加工質量的相關措施進行分析闡述。

參考文獻

[1]孫保友.影響機械零件表面加工質量的因素及改善表面質量對策[J].中外企業家，2010（6）：174-175.

[2]陳英莫，羅璇.在機械裝備制造業中采用中間公差法提高零件加工效率和產品質量[J].礦山機械，2006（6）：121-123.

[3]李希謙.關于機械加工工藝對零件加工精度的影響分析[J].中國科技投資，2013（A08）：108-108.