淺談影響機械加工精度的常見因素及預防措施

呂曉晨 陳東阜

摘要：隨著現代社會經濟不斷發展，機械產品已經成為人類日常生活不可或缺的一部分。人們對機械產品質量的要求也隨著經濟水平的增長日益提高，其中機械加工精度作為影響產品質量的重要因素越來越受到企業的重視。本文對影響機械加工精度的部分因素進行分析，并提出一些建議性的意見幫助提高機械加工的精度。

關鍵詞：機械加工；零件精度

1.加工精度簡述

加工精度是指零件表面本身或表面之間的實際尺寸與理想幾何參數的符合程度。機械的加工精度主要包括三個方面：尺寸精度、形狀精度和位置精度等。在從事機械加工時，只有對這三者的誤差都進行嚴格控制，才能確保最終產品的加工精度滿足實際要求。

2.影響零件加工精度的因素

2.1 加工原理誤差

加工原理誤差直接影響零件加工精度。原理誤差實質上指的就是加工的過程中由于采用近似的刀具輪廓或者近似的成形運動而產生的誤差。從理論層面上來看，在加工的時候我們應該按照理想原理來處理，不過某些時候理想原理需要非常復雜的環節，因此，在具體處理的時候，我們會采用近似的原理，此時就會出現誤差。

2.2 機床自身誤差

機床自身的精度也會影響零件的加工精度。在機床的制造、安裝、使用過程中存在著主軸回轉的誤差、導軌的誤差和傳動的誤差等。主軸的徑向圓跳動、軸向竄動及角度擺動等誤差問題，會降低主軸回轉精度，進而對零件加工精度造成負影響；導軌生產制造時在水平面上直線度、垂直面內直線度、前后導軌的平行度等方面會存在一定誤差，加上安裝過程中的質量影響，最終將影響到工件精度；傳動鏈控制著機床主運動、進給運動等變速問題，若傳動元件發生制造誤差、裝配誤差、磨損等問題，則會影響零件的加工精度，尤其是加工齒輪、螺紋等對主運動和進給運動有嚴格傳動比的工件，傳動鏈誤差造成的精度影響就更大。

2.3 刀具和夾具誤差

實際生產中，刀具和夾具的誤差對零件加工精度也有重要影響。刀具主要是用來對零件毛坯進行減材切削，使產品外形和精度達到設計方案的要求。刀具因為其表面也存在誤差，所以對零件的表面精度會帶來影響。此外，刀具在加工過程中一般還會伴隨發生磨損，當磨損量累計到一定程度后，刀具的磨損會加劇，從而使機械零部件的加工精度受到嚴重影響。同時，刀具在切削過程中還會受熱膨脹，導致刀具發生變形，這也會對產品精度帶來影響。夾具主要是用于機械加工過程中的固定，使工件不會隨著機加操作的進行而隨意移動。它的裝夾精度也會直接影響到工件的加工質量。如果夾具的定位、安裝出現誤差，或者夾具受熱出現變形，則零件的相對位置與理想值出現偏差，則會導致產品出現加工誤差。

2.4 工藝系統受力變形和熱變形

機械加工過程涉及機床、工件、刀具、夾具這四部分的運轉，因此，零件加工會受到來自外界的各種作用力。加工系統在長期的運轉中，會受到不同程度的壓力使得加工系統出現變形，對系統的位置、形狀等都會產生影響，從而阻礙系統的正常運行，縮短加工系統的使用壽命，影響系統的精度。

零件加工過程中會產生大量熱量，這些多余熱量會導致機械加工系統出現熱變形，對零件加工精度產生直接的影響，具體表現為工件、刀具與機床本身的熱變形等方面。此種熱變形影響刀具和被加工零件之間精確的運動關系，影響零件的精度。

3. 提高機械加工精度的措施

3.1 優化工藝系統，減小原始誤差對加工精度的影響

原始誤差包括夾具誤差、量具誤差、機床的集合誤差等，針對不一樣的誤差必須使用不一樣的措施來應對。此方法，具體來講指的是在開始加工的時候發現誤差，便于我們提前采取應對方法，以此來避免影響，提升精確性。常見的方法有兩種，分別是轉移原始誤差法和補償原始誤差法。對于轉移原始誤差法來講，如果我們無法降低或是避免誤差帶來的負面影響，可以以全新的角度分析問題，即當誤差無法減小的時候，不繼續去尋找其減小方法，而是竭盡全力地將影響精度的要素轉化到對零件加工精確性規定不是很嚴格的地方。所謂的補償原始誤差法，指的是為了降低系統誤差的發生幾率，進而引進的一種全新的誤差，以此來抵消系統誤差，進而起到提升精確性的目的。運用此方法需要一個前提條件，即確保舊的誤差無法被直接消除，也不能對其進行控制，這樣才能采用補償誤差法來消除既有誤差。補償誤差的本質是一種通過制造新誤差抵消舊誤差的方式，他需要工藝人員對機械加工過程有足夠的了解，能找出誤差產生的原因，并及時采取措施消除誤差。

3.2 加強對加工溫度的控制

機械設備運行很容易受到溫度要素的影響，如果溫度適應性較差會直接影響機械設備運行的效果。尤其是在加工機械零件方面，過高的溫度會增加機械設備熱變形的幾率，進而影響零件加工的精度。所以，需要尋找合理的解決方法，增強對設備加工溫度的控制。通常情況下，會選擇冷水來降溫。特別是機械設備中刀具運行時，反復切割零件會提高刀具溫度，致使刀具和零件運動關系發生變化。在這種情況下，應采取物理降溫的方式確保刀具溫度的降低，進而規避變形因素對于零件加工精確度產生的負面影響。

3.3 降低外力因素的影響

機械加工過程中會受到許多外力變化的影響，而這種外力對零件精度影響較為明顯。所以在設備加工運行過程中，要指定專門的技術人員對加工運行情況定期檢查、監控。檢查各個部位位置等是否適中，保證正常運行；定期對機械表面進行打磨，防止機械老化對加工精度造成不良影響，有效控制在安全范圍內，提高加工質量。同時，構建合理的機構設計，提高設備連接表面的接觸剛度，采用合理的裝夾和定位方式，也能夠進一步改善加工系統，減少外力因素的影響。

4.結語

機械加工是一個復雜的系統工程，實際生產中除上述因素外，還有設備特點、操作者水平等因素都會對零件精度造成影響，因此我們還需要繼續加強這方面的研究與探討，采取科學合理的措施，最大限度地降低各相關因素產生的誤差，從而為實現我國機械加工工業的進一步發展增添助力。

參考文獻：

[1]亓文學.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].現代制造技術與裝備，2016，11：124-125.

[2]張紅銳，郭向飛等.影響機械加工精度的因素與優化方法[J]. 科技創新與應用，2014（20）：04.

[3]韋力.機械加工精度的影響因素及提高措施探討[J].機械化工， 2017，9，173.