機械加工的精度提升的策略分析

摘 要： 零件的加工精度是決定機械產品的主要因素，因此，應該對零件加工精度的影響因素進行深入分析，并且提出相應的提高其機械加工精度的策略。首先，討論了影響零件機械加工精度的主要影響因素；其次，提出了提高零件加工精度的應對措施。最后，以楔子的加工為例，提出了提高其加工精度改進工藝。

關鍵詞： 機械加工；精度；質量

0 引言

機械產品通常情況是許多零件組合而成的，零件的質量對機械產品的整體性能有至關重要的影響，進而影響機械加工企業的經濟效益和社會效益。如果想提升機械產品的使用性能，就應該提高零件的加工精度，而加工精度的影響因素較多，因此，應該通過深入剖析零件機械加工精度的影響因素提升機械產品的質量，這也是目前機械加工企業的發展趨勢。

1 影響機械加工精度的因素

機械零件應該依據圖紙進行嚴格地加工，對于合格的零件，其加工誤差應該滿足允許的誤差限。此外，零件的加工精度存在許多影響因素，例如：加工設備的誤差、原理誤差、熱變形的誤差等，為了能夠避免零件的加工誤差，應該盡量避免這些加工誤差，從而能夠使其誤差處于誤差限內。

（1） 加工設備對零件加工誤差的影響

機械加工需要通過加工設備完成，因此，機械加工設備的精度決定另加加工精度主要因素。經過長期的使用，機械加工設備會產生磨損，同時不合理的日常維護都將導致零件的加工精度，因此，機械加工設備對零件的加工精度有著非常重要的影響。此外，機械加工設備通常是一個由多個設備構成的系統，在零件的加工過程中，多臺設備應該相互配合。當加工系統產生安裝缺陷時，將使零件的加工精度降低。通常情況下機械設備產生的加工誤差包括：主軸回轉誤差、傳動誤差和導軌誤差[1]。

（2） 加工原理誤差是由于計算方法導致的誤差，一般是無法避免的。在零件加工過程中，需要采用一些數值算法，例如，在加工模數蝸輪時，應該利用配換齒輪近似計算π。在零件加工精度要求不高時同時加工量也不大時，可以通過數值算法有效地使加工成本降低，可以采用一些精度不高的加工設備；當對零件加工精度要求較高時，則不能利用近似算法。

（3） 在零件的機械加工過程中，由于工件與刀具之間的摩擦產生大量熱，這將導致機床、工具和刀具的熱變形，進一步形成變形誤差，熱變形和加工系統的熱源分布息息相關。在加工的過程中，機床的不同位置溫度變化不一致，因此熱變形也不一致，因此，機床產生了幾何誤差，此時工件和刀具之間形成了相對位移，從而導致了幾何誤差。工件在加工過程中產生切削熱，冷卻后將導致幾何誤差，在冷卻后發生幾何誤差，機械加工通常為單面加工，因此工具的上下表面由于溫度差形成彎曲變形，冷卻后加工表面凹陷。刀具的熱變形也是導致零件表面的幾何誤差，尤其當加工時間較長時，刀具熱變形的影響更大[2]。

（4） 幾何誤差對零件加工誤差的影響

在零件的加工階段，加工設備、夾具和刀具都將產生幾何誤差，或大或小，隨著工作時間的增長，這些部件磨損加快，從而不利于零件加工精度的提升。集合誤差是加工設備、刀具和夾具自身固有的無法改變，因此，對零件質量產生一定的影響。加工設備的精度和零件的質量是密切相關的，加工設備在加工階段會產生相應的回轉誤差，導軌在運動過程中也將產生誤差，加工設備的傳動鏈在啟動階段也將產生一定的誤差，這些因素都是影響零件精度的主要因素。

（5） 內應力對零件加工精度的影響

在工件加工階段將受到許多作用力，從而在工件內部將產生參與內應力，內應力的存在將使工件材料的組織發生改變，所以，內應力的存在使零件加工誤差的隨機性增大。

2 提高機械加工精度的對策

針對機械加工精度的影響因素分析，可以提出如下的提高加工精度的措施，如下所示：

（1） 誤差直接降低法

對于失誤誤差，通過工藝措施降低該類誤差，例如，利用大主角反向切削法進行細長軸的切削能夠避免由于軸向切削力引起的幾何誤差，或當加工設備采用彈簧頂尖能夠避免誤差的產生等被得到論證，因此，通過優化加工工藝計劃也能夠有效地提高零件的加工精度。

（2） 誤差補償法

誤差補償法是控制零件加工誤差有效方法，能夠有效地補償系統的原始誤差，從而能夠提高零件的加工精度。應用誤差補償技術能夠利用計算機輔助技術，通過修正提高零件的加工精度。但應用誤差補償法必須事先全面的掌握零件對機械加工誤差，切不能過于盲目，否則，不能消除加工誤差[3]。

（3）提高加工設備的精度

機械加工企業應該采用性能優良的加工設備，確保加工設備具有較高的加工精度，同時提升夾具和量具的精度，來使零件的加工精度能夠滿足要求。同時，應該避免工藝系統的刀具磨損、機床、刀具和工件的熱變形，從而能夠使原始誤差降低。在成形工具的加工中，應該進行刀具準確地安裝，來降低安裝誤差，提高零件的加工精度。同時，應該采取合理的加工方法確保零件的加工精度。

（4）誤差轉移法

誤差轉移法能夠采用有效的措施將加工系統的幾何誤差轉移到對誤差不敏感的區域，從而能夠確保零件的加工精度。降低了加工誤差對零件加工精度的影響，從而能夠確保零件的質量[4]。

（5）采取先進的加工工藝

提升零件加工精度，應該對影響其加工精度的主要因素進行深入地剖析，同時，應該增加研發的經費，采取一些有針對性的提高零件加工精度的工藝和技術，從而能夠避免加工過程中產生的誤差，進而提高零件的加工精度。

（6）應該預防零件加工誤差的產生

預防零件加工誤差也是提高零件加工精度的有效措施，利用該方法能夠有效地減小誤差源，例如，提高加工設備的精度、消除殘余內應力等，對于零件加工精度要求較高的情況，利用該方法將增加成本，因此，在零件加工過程中合理使用。

3 結論

零件的加工階段，不可避免地存在各種誤差，因此，應該對使其產生誤差的因素進行綜合分析，并且有針對性地提出應對措施，從而能夠提高零件的加工精度。

參考文獻

[1] 張桂霞. 機床加工誤差及提高精度的措施探究[J]. 機電信息， 2016， （3）：76-77.

[2] 宋存， 吳孔明.大型非標機加工零件提高鏜孔精度及表面質量因素探析[J]. 裝備制造技術， 2016， （6）：246-247.

[3] 堯軍. 提高汽車模具零件加工精度與效率的方法[J]. 模具工業， 2016， （6）：67-70，74.

[4] 李興瑞.影響機械加工精度的因素及提高措施[J]. 現代制造技術與裝備， 2016， （11）：119-120.

作者簡介：杜紹輝（1970—），男（白族），云南人，江西有色地質測試研究院助理工程師，從事機械加工制造工作。endprint