保證加工精度的工藝措施及應用

摘 要：通過對工件加工誤差的分析，找到影響加工精度的因素，結合生產實際，通過提高機床的幾何精度和剛度、改進加工工藝等方法，提出了保證和提高工件加工質量的措施。

關鍵詞：精度；工藝措施；誤差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.025

在機械加工中，零件的加工精度包括尺寸誤差、形狀誤差以及位置誤差等。加工精度的高低與機床、夾具、刀具以及工件組成的工藝系統有關，為了減小加工誤差，提高零件的加工精度，必須控制這些誤差的產生以及對加工精度的影響。下面結合生產實際，論述從機床精度、加工工藝等方面保證加工精度的方法。

1 機床對加工精度的影響及解決措施

機床對加工零件的影響主要是由于機床本身的制造誤差、安裝誤差以及機床的磨損，對零件加工精度影響最大的是傳動鏈的傳動誤差、主軸回轉誤差等，一般在實際生產中采用以下三種方法來解決。

1.1 誤差補償法

誤差補償法，是人為地造出一種新的原始誤差，去抵消原來工藝系統中固有的原始誤差，從而達到減少誤差，提高加工精度的目的。實際生產中，用校正機構提高絲杠車床傳動鏈精度。加工精密螺紋時，機床傳動鏈誤差將反映到被加工零件的螺距上，使精密絲杠的加工精度受到影響。圖1所示為螺紋加工校正裝置，當刀架縱向進給運動時，由校正尺5工作表面使杠桿4產生位移并使絲杠螺母產生附加運動，即以大小相等、方向相反的誤差來補償螺距誤差，確保零件螺距的累積誤差在加工精度范圍內。

1.2 誤差轉移法

在機床精度達不到精度要求時，通過誤差轉移的方法，將可能產生的誤差轉移到非敏感方向。如鏜床鏜孔時，孔系的位置精度和孔間的尺寸精度都依靠鏜模和鏜桿的精度來保證，鏜桿與機床主軸之間采用撓性連接傳動，使機床誤差與加工精度無關。對具有分度或轉位的多工位工序或采用轉位刀架加工的工序，其分度、轉位誤差將直接影響零件有關表面的加工精度。若將刀具安裝到定位的非敏感方向，則可大大減少其影響。它可使六角刀架轉位時的重復定位誤差±△α轉移到零件內孔加工表面的誤差非敏感方向，以減少加工誤差，提高加工精度。

1.3 “就地加工”法

機器的工作性能與裝配精度有直接的關系，裝配精度問題牽涉到很多零部件自身的加工精度以及彼此間的相互關系，相當復雜。如果單純地提高零部件的精度來滿足設計要求，會增加零件加工的難度，此時若采用就地加工法就可解決這種困難。如在六角車床制造中，轉塔上六個裝刀具的孔，其軸心線必須保證和機床主軸旋轉中心線重合，而六個平面又必須與主軸中心線垂直。如果按傳統的精度分析與精度保證法，單個地確定各自的制造精度，不僅使加工誤差小到難以制造的程度，而且裝配后的精度更達不到要求。采用就地加工法，即對這些重要的加工表面在裝配之前不進行精加工，待轉塔裝配到機床上后，再在自身機床上對這些表面作精加工，即在自身機床主軸上裝上鏜刀桿和能作徑向進給的小刀架對這些表面做精加工，從而達到所需的精度。

2 加工工藝對加工精度的影響及解決措施

一般合理的加工工藝措施可以有效地減少零件的加工誤差，以在車床上加工細長軸為例，由于受力和熱的影響，使工件產生彎曲變形，在高速回轉下，由于離心力的作用，使變形加劇并引起振動。另外，工件在切削熱的作用下必然產生熱伸長，若卡盤和頂尖之間的距離是固定的，則工件在軸向沒有伸縮的余地，因此也產生軸向壓力，加劇了工件的彎曲變形。為了消除和減少這些誤差，可以采取如下的措施：

（1）采用反向進給的切削方法。如圖2b所示，進給方向由卡盤指向尾座，這樣軸向力Fx對工件的作用（從卡盤到切削所在點的一段）是拉伸而不是壓縮，同時尾座利用彈性回轉頂尖，既可以消除軸向切削力Fx把工件從切削點到尾座頂點間的壓彎問題，又可以消除熱伸長而引起的彎曲變形。（2）采用大進給量反向切削和大的主偏角車刀，增加了軸向力Fx，工件在強有力拉伸的作用下還能消除徑向的顫動，使切削平穩。（3）在卡盤的一端的工件上車出一個縮頸部分，縮頸直徑d=D/2（D為工件坯料的直徑）。工件在縮頸部分的直徑減少了，則柔性就增加了，從而起到了自位作用，消除了由于坯料本身的彎曲而在卡盤強制夾持下軸心線隨著歪斜的影響。

通過上述三項措施，可以直接消除或減少細長軸在車削加工時的彎曲變形所帶來的加工誤差。

3 結束語

零件的加工精度和裝配精度直接影響零件的使用性能，通過分析工藝系統對零件精度的影響，即使在機床的精度不能滿足要求的情況下，采取直接減少誤差、誤差補償以及誤差分組等工藝措施仍可有效地提高和保證零件的加工精度，滿足零件使用性能的要求。

參考文獻：

[1]閆世才，安平.機械制造工藝與裝備[M].中國勞動出版社.

[2]朱為國.技師培訓教材[M].機械工業出版社.

[3]姚云英.公差配合與測量技術[M].機械工業出版社.

作者簡介：王建立（1968-），男，講師，主要從事機械加工工藝與設備教學工作。