淺析機械加工精度的影響因素及提高措施

蔚慧文

摘 要：工件從加工到合格被使用，要經許多工序，在這期間，機械加工生產的工件質量會受到許多因素的影響，本文將會對加工精度的因素進行探討，同時提出相應的解決方案，為促進機械加工質量提供參考依據。

關鍵詞：機械加工；精度；影響因素

1.引言

機械都是由許多不同的零部件組成，每個零部件對機械都十分的重要，其質量的好壞會直接決定機械的質量，所以必須要保證零部件的質量，提升零部件的加工質量。衡量其質量指標的因素有兩個：精度和表面質量。但機械加工會受到多方面因素的影響，造成零部件達不到機械的要求。因此對影響機械加工精度的各種因素進行分析，具有很大的意義。

2.造成機械加工產生誤差的因素

我國的經濟水平和科技水平一直都在提升，經濟水平的提升對零部件的質量也不斷提升，所以必須要提升零部件的質量和精度。

而對零部件來說，衡量且質量的核心指標就是加工的精度，只有確保零部件的加工精度達到標準，才能保證其質量達到標準。然而影響零部件加工精度的因素有很多，為了提升零部件的質量，就必須對這些因素進行分析。

在零部件生產加工的過程中，加工的工藝會受各種因素的影響產生不同誤差，這些誤差的產生，和加工工藝系統自身的結構狀態，以及切削的過程有很大的關系，以下幾點是對加工誤差造成影響的主要因素：

2.1加工原理誤差

目前我國機械加工生產中多是采用近似的加工方法進行加工，因此質量和精度的誤差，也會和近似的加工運動或者其刀具的輪廓有一定的關系。

2.1.1 采用近似的加工運動造成的誤差

為了保證工件的質量，工件和刀具之間必然會在運動中建立一些必然的聯系。從相關理論上來說，這種聯系的建立，是必須具備完全準確度的聯系。但盡管如此，在進行生產的過程中，這種精確的聯系卻不能實現提高加工精度的目標，使工件達不到理想的精度。而且機械加工的基床和夾具面也十分的復雜，給機械加工增加了更多的困難。

2.1.2近似的刀具輪廓產生的誤差

刀具刃口并不能夠完全的符合理論曲線的輪廓，并且成形刀具也很難進行復雜曲面的加工。一般情況下，理論曲線通常會被直線以及圓弧等一些比較簡單近似的線型所代替。例如：在滾切漸開線齒輪的過程中，滾刀的制造并不會使用漸開線基本蝸桿，而是會使用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿。這種方式雖然能夠提高滾刀制造的簡便性，但是卻在加工過程中產生了一定的原理誤差。

2.2機床幾何誤差及磨損其對加工精度的影響

機床是加工中刀具對工件進行加工運動的活動場所，工件的成型運動得益于機床的運行，這使得，機床的精度高低直接影響加工工件精度的高低"在機床制造誤差中對工件加工精度影響較大的，主要有主軸回轉誤差、導軌誤差和傳動鏈誤差三種。

2.2.1主軸回轉誤差

主軸的回轉誤差對于工件的形狀以及位置的精度起到了直接的作用。這些作用主要包括了徑向跳動、軸向跳動、角度擺動。不同表面加工都會存在著一定的誤差敏感方向。同時主軸的徑向跳動不同，那么加工誤差也會有所改變。例如：車床在加工外圓或者內孔時，工件的圓度通常會因為主軸的徑向跳動而產生誤差。但是這些誤差卻不會直接影響到端面加工。在車端面時，工件端面的平面度以及端面相對內、外圓的垂直度卻會由于主軸的軸向跳動而產生誤差。車螺紋的的過程中會產生螺距誤差。另外，外圓或內孔的加工不會受到主軸的軸向跳動的影響。主軸的角度擺動對于工件加工的影響和主軸的徑向跳動的影響有著許多共同的特點。但是主軸的角度擺動不僅會使工件加工表面的圓度產生誤差，還會使工件加工表面的圓柱度產生誤差。

2.2.2導軌誤差

導軌會使機床具有一定的導向作用以及承載作用。同時導軌也能夠確定機床主要部件相對位置的基準和運動的基準。另外，導軌還會對形狀精度產生直接的影響。水平面內的直線誤差會直接反應在加工工件表面的法線方向上，從而會對加工精度產生非常重大的影響。加工精度受到導軌在垂直平面內的直線度誤差非常的小。這個誤差是可以被忽略的。在運動過程中，工作臺產生的擺動是由前后導軌的平行度誤差所引起的?？臻g曲線由刀尖的運動所產生，并且會改變工件的形狀。

2.2.3傳動鏈誤差

傳動鏈是切削過程中十分重要的一部分，工件表面的成形運動的主要實現場所，傳動機構主要由蝸桿、蝸輪、螺母、齒輪、絲桿等傳動元件等基礎部分構成。在加工、裝配和使用的過程中會非常容易對這些基礎元件造成磨碎，從而產生誤差，這邊是引起傳動鏈誤差的基礎。傳動誤差因傳動機構越多，傳動路線越長而越大，機床傳動鏈誤差是影響表面加工精度的主要原因之一。

2.3工藝系統受熱變形引起的誤差

在零部件的機械加工中，在各種熱源的共同作用下，工藝系統容易產生一定的熱變形。工藝系統各部分的變形產生差異主要是由各個環節的材料和結構有所不同，這是由于工藝系統熱源分布的不均勻性所導致的。其中熱變形引起的加工誤差中精密加工占總加工誤差的十分之四到十分之七左右。這種誤差的產生會對加工質量產生很大的影響，使零部件發生彎曲或變形，影響使用。

2.3.1機床熱變形對加工精度的影響

由于熱源的影響，機床各部分的溫度會有所變化，再加上熱源分布的不均勻和機床機構的復雜性，會造成機床的各部件發生不同程度的熱變形，使機床原有的各部件之間的相互置關系被破壞，加工精度受到影響。不同類型的機床由于熱源不同，對加工精度影響也不同。因此在進行改進的時候，也要根據不同的熱源采取不同的方法，確保改進的有效性，緊促提升加工的質量。

2.3.2刀具熱變形對加工精度的影響

刀具的尺寸和熱熔量都較小，這使得切削加工過程中雖然摻入道具的熱量較小，故而對刀具來說，同樣會產生重要的影響，如刀具熱伸長，刀具熱變形等，導致加工精度受到影響。進行粗加工時加工精度受刀具熱變形的影響可以忽略不計，但對于某些高精度的零件，刀具的這種熱變形帶來的影響卻是巨大的，對加工表面造成形狀誤差。

3.提高機械加工精度的措施

3.1加大科技投入力度

在針對影響加工精度的各種原因進行充分分析的基礎之上，加大科技投入和研發資金，針對各個環節所造成的誤差，通過研究創造新工藝、新手段、新方法等措施，來努力提高加工精度。

3.2減少原始誤差

努力提高機床的幾何精度和量具、夾具的精度，進一步降低工藝的系統受力、磨損變形、以及內應力等方面，所造成的原始誤差。要具體問題具體分析，針對導致加工各項誤差的原因不同進行分析，有針對性的采取各種不同的具體措施解決主要的原始誤差，提高機械加工的精度。對于精密零件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形；對具有成形表面的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。

3.3誤差預防

是指減少誤差源或改變誤差源至加工誤差之間的數量轉變關系。常用的方法有：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。實踐與分析表明，精度要求高于某一程度后，利用誤差預防技術來提高加工精度所花費的成本將成指數增長。

結語：現代化機械加工的生產工藝，要有生產出高質量的的機械零部件，努力提高機械加工精度，盡量避免加工誤差，保障機械加工工件產量和質量?，F在我國機械加工生產領域還存在很多問題，我們必須地在工作實踐中通過不斷的努力發現問題解決問題，把我國機械加工精度提升到一個新的高度。

參考文獻：

[1] 雷長貴，李冠效. 機械加工精度的影響因素及提高措施[J]. 科技傳播. 2014（05）

[2] 吳春其. 影響機械加工精度的不利因素及改善途徑[J]. 科技與企業. 2013（03）

[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）