加工精度的影響因素及改進措施探討

鄒志輝

廣州市增城區職業技術學校，廣東廣州 511300

在這個科技月新日異的時代，科學技術在各行各業發展中的體現也是非常明顯。其中，機械加工行業也得到廣泛的發展，機械產品的質量不斷提高。但在加工過程中依然存在設備、技術等一些因素制約了零件的精度，可以通過一些途徑來提高加工精度，如誤差預防、誤差補償等。

1 零件加工工藝及其概念

機械加工工藝是指利用傳統工具按照圖紙所給的數據比例對毛坯進行大小、尺寸、形狀等的加工和打磨，也就是說零件加工后的實際參數要與理想參數相符合[1]。其加工過程一般是粗加工—精加工—裝配—檢驗—包裝；在加工過程中必須使用精確的儀器按照規范去加工，不然就會出現較大的誤差和不合格的產品。機械零件加工的工藝流程是規定零件加工工藝過程與操作方法等的工藝，它是在具體的生產條件下，把較為合理的操作方法和工藝過程整理成可以使用的方案，并按照規定的形式書寫下來，最后通過相關技術部門審批之后成為用來指導零件生產的最終方案。機械加工工藝規程一般包括以下內容：各工序的具體內容、零件加工的操作流程及其所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及檢驗方法、切削用量、時間定額等。在制定的過程還要反復對前面步驟進行調整，直至完善制定方案，使加工出來的零件能達到質量要求。

2 影響機械加工精度的因素分析

在機械加工中難免存在一些誤差，由于這些誤差造成了機械加工的質量下降，使得零件加工效率低下，質量不好，造成經濟、人力、時間的浪費，給這些加工廠造成損失[2]。而主要存在機床幾何誤差、加工原理誤差和夾具、刀具制造的磨損誤差、定位誤差、工藝系統受熱變形引起的誤差、機器熱變形等對加工精度造成影響。

機床幾何誤差。首先造成這種誤差的主要原因有機床主軸回轉誤差，這種誤差主要是由于軸承本身存在的誤差及軸頸和軸承的距離誤差，以及主軸繞度等因素造成的，為了改變這種誤差，對軸承的選擇要求必須提高，并且還要提高主軸部件裝配的優質選擇，對滾動軸進行預緊，使其在運作時變得穩定，還要對高速主軸進行平衡調整，這些都可以提高主軸的回轉精度；其次是導軌誤差問題，導軌是機床位置運作的標準，也是機床運動的軌跡，機床對導軌的摩擦以及安裝對其都是有影響的，這也是造成機床誤差的重要因素，更是造成機床精度下降的主要原因之一；最后就是傳動鏈的誤差，而這種誤差主要由于裝配問題以及使用中的磨損問題造成的[3]。

加工原理誤差。其原因主要是采用了近似的加工運動造成的，在加工過程中，如工件或刀具的運動之間沒有聯系，那么機床與刀具之間的就會變得復雜，從而缺少加工的精確度，甚至有時候是不能完成。例如，磨削螺紋的時候由于導程公式t＝∩m中多了一個∩無理因子，若是換成配換齒輪來得到的公式就會有誤差。

刀具及夾具制造、磨損誤差。從物理因素方面分析，加工過程中刀具會對金屬產生擠壓，產生塑性變化，表面變得粗糙。也就是說，工件材料的韌性越好，它的變形可能就會越大，加工后表面的粗糙程度就越大，到精加工的時候，因為切削的深度小，以至于刀刃容易打滑，就會使表面變得粗糙[4]。而夾具方面，在制造夾具過程本身也存在尺寸誤差，在裝配過程中夾具各部分工作面之間的相對尺寸誤差是不可避免的，在使用過程中夾具和工件之間由于相互之間的作用力，加工過程中的振動等原因造成磨損。

定位誤差。造成這樣的問題是因為基準不重合。被加工的工件在其加工前的尺寸和加工后的尺寸位置所依據的基準就是工序基準，如果設計基準與定位基準不重合，就會造成工序基準誤差，其次就是夾具的位置也必須按尺寸制定的來制作，不能隨意定位。

工藝系統受熱變形引起的誤差。在一些機械加工中加熱是必要的，但是加工過程中的溫度上升也可能是產生誤差的因素。加工過程中，機床受熱會使部分零件變得受熱不均，甚至影響機床的主軸發生位置變化，造成一系列的誤差，特別是對一些精密的加工造成較大的誤差，對加工的精度造成影響。此外，還有刀具受熱變形對加工精度有影響，刀具切削部分的溫度很高，這也正是影響零件加工精度的原因之一，刀具受熱會使刀桿變長，比如當工件均勻受熱如車、外圈磨、鏜等加工就會影響尺寸；另外，當它受熱不均勻，如銑、磨等工具，就會使表面上下之間形成溫差從而產生變形，就影響了形狀的變化。

3 改進措施

為減少加工零件中出現的誤差，首要條件必須使用專業設備按制定的加工方案規范的進行加工。減少誤差可通過一些工藝的加工方法，在拿到了零件加工圖的時候，先理解零件結構的材質、特點、精度以及熱處理等技術要求，注意加工過程的工序不能亂，基準的正確選擇等。所以說，工藝規程制定的合理與否是可以直接影響到工件的質量、生產率和經濟效益。因此，在制定工藝規程時必須按實際出發，根據現實的設備條件，以及先進的技術，制定出最完美的工藝規程。可采用以下措施減少誤差，提高加工精度：

（1）減小工藝系統受力變形。為了減小工藝系統的變形就要提高工藝系統的剛度，減小切削力的變化，主要是要對工件進行一定程度的熱處理來改善材料的質地，以便于用刀具加工時可以精準，受力均勻。

（2）誤差預防和誤差補償。首先，誤差預防是指較少原始誤差或是減小原始誤差對之后加工帶來的影響，也就是減少誤差源；誤差補償則是在工藝系統中人為的加入一個附加的誤差源，讓它與系統中的誤差相抵消，從而減小或消除零件加工的誤差。加工零件的本質就是要精準，提高加工零件機床的幾何精度、控制刀具、夾具、工件的受熱的變化，從而提高其本身的精度。因此可以通過采用先進的工藝和設備來預防和補償的方式保證零件加工精度。

（3）補償原始誤差。雖然加工過程中，存在的誤差不能完全的被消除，但是可以利用人為的另一些誤差進行抵消，在運用這種方法的時候必須注意的是，如果誤差值是負數，那么用來抵消的值就必須是正數，也就是說要保持兩個誤差大小相等方向相反。

（4）轉移誤差。也就是說在機械加工過程中，受力變形、熱變形等可以轉移工藝系統的幾何誤差等，比如說機械加工中工藝系統中機床的精確度不夠，這時就可以利用優化工件或是工藝系統調整，轉移這種誤差。

（5）均分原始誤差。就是把存在的誤差平均分割掉，例如，在第一次工序里產生了誤差，就會延續到下一步當中，以至于使誤差變得越來越大，所以就得采用均分法，對誤差進行消除，也就是把誤差等量劃分，然后逐漸優化工藝系統，所得到的最終成果就是減小了誤差之后的成品。

4 結語

本文就零件加工所存在的一些加工誤差進行了分析，并對其提出部分解決措施，在加工過程中不僅僅是設備存在誤差，加工方法、方式也有影響，所以在加工中要有技巧，利用設備、方法使誤差最小化，通過不斷實踐活動得出加工零件的更多經驗，并有效地利用這些方法在以后的加工中減少誤差。當然，人無完人，事物也不可能完美，誤差的存在是正常的。當誤差出現時，對它合理分析并制定出解決問題的措施，從而提高零件加工的精度和質量，為工業發展提供動力，促進零件加工的技術發展。

綜上所述，零件加工是專業的技術工作，不但要有專業的設備，還要高素質的加工人員耐心細致地完成，這些都是必不可少的條件。在零件加工的過程中，零件出現誤差也是不可避免的情況，只有我們對所存在的誤差進行分析后，可以采取得出解決這些誤差的措施，減少加工時存在的誤差，從而提高機械加工的精確度、提高加工產品的性能和質量，這也是當前機械生產企業中用來提高市場競爭力的重要手段。到目前為止，機械加工領域還存在著一些零件加工的問題，尤其是在加工零件的技術上還需提高。所以，我們必須通過不斷的反復實踐，從中得出經驗并發現機械加工工藝系統中存在的問題，不斷提高零件加工的精確度，不斷提高市場競爭力以及加強技術創新，制造出更高精度的工件。