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(shù)與理想幾何參數(shù)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(shù)與預期參數(shù)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(jīng)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(tǒng)。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(fā)現(xiàn)，采取有效的措施將誤差控制在規(guī)定的范圍中，可提高加工精度，保證產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)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(fā)不同的加工誤差。比如，在車窗上對外圓進行加工時，當發(fā)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(chǎn)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?shù)奈恢茫虼耍瑠A具的制造誤差深刻影響著加工精度。當夾具發(fā)生磨損時，將會導致工件定位不準，進而產(chǎn)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(tǒng)經(jīng)常會受到熱源的作用，發(fā)生熱變形。在熱源的作用下，工藝系統(tǒng)具有承受的不均勻性，各個部分的變形會產(chǎn)生一定的差異，導致刀具和工件的位置發(fā)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(fā)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(chǎn)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(xiàn)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(shù)控機床上主要采用的是軟件補償?shù)姆绞剑跀?shù)據(jù)表中放置好已經(jīng)測量好的誤差數(shù)據(jù)，當數(shù)控系統(tǒng)在完成精插補工作之后，可依據(jù)坐標位置在數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)可以依據(jù)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(xiàn)對誤差數(shù)據(jù)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(xiàn)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(tài)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(guī)律，依據(jù)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(yǎng)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(jù)實際情況對產(chǎn)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(jīng)過多個步驟，其中最重要的是機床系統(tǒng)。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

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[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(xiàn)代制造技術與裝備，2014（02）.

〔編輯：張思楠〕