機械加工精度影響因素及加工精度提高途徑分析

周輝

摘 要：在機械加工的過程中，很多因素都會影響工件的加工質量。工件的加工質量要求對加工精度有重要的影響。加工精度主要是指在零件加工之后，實際幾何參數與理想幾何參數的契合度。加工誤差主要是指在零件加工之后，實際幾何參數與預期參數的偏差。當零件的加工精度越來越高，加工誤差會越來越小。闡釋了機械加工精度的影響因素，并分析了提高機械加工精度的途徑。

關鍵詞：機械加工精度；機床；補償控制；齒圈

中圖分類號：TH161+.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.120

在機械在加工的過程中，通常需要經過多個步驟，因此，工件質量會受其影響，其中最重要的是機床系統。因此，為了提升機械加工效果，提高工件質量，需要在加工之前綜合考慮各種影響因素，減小誤差。相關人員對加工精度研究后發現，采取有效的措施將誤差控制在規定的范圍中，可提高加工精度，保證產品質量。

1 機械加工精度的影響因素

1.1 機床幾何誤差

在加工過程中，刀具的成型主要是借助機床完成的，所以，工件的加工精度主要是由機床的精度決定的。機床制造誤差對加工精度有較大的影響，主要體現在主軸回轉誤差上。主軸回轉誤差會對加工工件的形狀和具體位置產生直接的影響。誤差具有一定的敏感方向，在對不同的表面進行加工時，主軸的徑向跳動會引發不同的加工誤差。比如，在車窗上對外圓進行加工時，當發生主軸徑向跳動的情況時，將會導致工件的圓度誤差。

1.2 刀具和夾具制造誤差

刀具的種類多種多樣，因此，其誤差也不同。通常而言，刀具的制造誤差是不會影響加工精度的，而在加工零件時會產生尺寸誤差，進而影響刀具精度。刀具自身具有的形狀常會直接影響被加工面的形狀和精度。對于刀具的磨損而言，其會對被加工表面造成影響，造成一定的尺寸誤差。相關人員采用夾具可以保證刀具與機床處于恰當的位置，因此，夾具的制造誤差深刻影響著加工精度。當夾具發生磨損時，將會導致工件定位不準，進而產生一定的誤差，影響精度。

1.3 熱變形對加工精度的影響

在機械加工中，工藝系統經常會受到熱源的作用，發生熱變形。在熱源的作用下，工藝系統具有承受的不均勻性，各個部分的變形會產生一定的差異，導致刀具和工件的位置發生變化，造成加工誤差。在加工過程中，機床會受到熱源的作用，各個部分會發生溫度的變化。熱源自身具有不均勻性，加之機床的結構比較復雜，因此，機床的不同部件的變形程度也不同，對機床各部件的位置產生了一定成程度的影響，不利于保證加工精度。由于刀具的熱容量比較小，所以，溫度上升比較快，進而引起刀具熱伸長，出現加工誤差。粗加工中，刀具熱伸長的影響幾乎可以忽略。但如果零件的加工要求比較高，則刀具的熱變形將會極大地影響加工精度。

2 提高機械加工精度的途徑

2.1 實行實時補償控制

補償控制技術主要應用在傳動精度比較高的機床中，補償控制裝置的組成部分是校正尺、接受附加運動的螺母。補償控制裝置操作簡單，具有很高的可靠性，但補償精度主要受校正尺制作精度的影響。此外，調整校正尺也是一件復雜的事情。在數控機床上主要采用的是軟件補償的方式，在數據表中放置好已經測量好的誤差數據，當數控系統在完成精插補工作之后，可依據坐標位置在數據表中搜索誤差的補償值，進而對坐標軸的附加運動進行控制。軟件補償開展的步驟比較簡單，誤差數據可以依據實際情況調整。在加工過程中，實時補償控制可以利用一些高精度的測量裝置實現對誤差數據的收集，從而可以觀測到誤差的的方向和大小，然后通過補償控制裝置實現對刀架的控制。對于實時補償控制而言，它主要采集實時狀態下的誤差，在工作中，補償裝置的機枕慣性具有一定的滯后性，但其仍然具有較高的補償精度，因此，實時補償控制的缺點就是補償裝置比較復雜，且調試起來比較困難。

2.2 均化原始誤差

原始誤差對應的誤差敏感方向可以將其轉移到非敏感的方向。在加工過程中，盡量從零件的敏感方向轉移到誤差的非敏感方向，這有利于提高加工精度。如果加工工序需要進行多次轉位，則會影響加工精度，可以適度安放切削道具的位置，將轉位誤差放在加工表面的切向，從而減小誤差的影響。

2.3 分化原始誤差

要想提高零件的加工精度，可以對一些原始誤差進行分化。按照誤差的一般規律，依據測量尺寸的大小將毛坯分成n組，然后對各組的誤差范圍進行調整，保證刀具與工件的相對位置。比如，在精加工齒形時，需要考慮到加工后齒圈和齒輪內控的同軸度，需要進行芯軸定位。對于齒輪工件而言，齒圈和內孔位置準確性主要基于芯軸的配合。

2.4 其他方法

機床是一個重要的部件，在日常工作中要做好機床導軌的保養工作。加工完成后，要清理床身，將導軌清理干凈，并擦上機油，防止其被銹蝕；保證機床安裝的準確性，注意控制機床加工的速度，這有利于減小加工誤差。

3 結束語

在加工機械的過程中，誤差是不可避免的。操作人員要根據實際情況對產生誤差的原因進行分析，進而采取有效的措施減小誤差，這有助于提高加工精度。當零件的加工精度越來越高，加工誤差會越來越小。加工機械時，通常需要經過多個步驟，其中最重要的是機床系統。為了提升機械加工的效果和提高工件的質量，應在加工之前綜合考慮各種影響因素，減小誤差。要想提高機械加工精度，就要實行實時補償控制、均化原始誤差、分化原始誤差等，保證工件位置的準確性，提升加工效果。

參考文獻

[1]姚嘉鑫.淺析機械加工精度的影響因素及提高措施[J].中國新技術新產品，2011（17）.

[2]于陽.機械加工精度的影響因素及提高加工精度的途徑[J].現代制造技術與裝備，2014（02）.

〔編輯：張思楠〕