機械加工對精度加工制造的影響

張凱 楊勇 王家斌 王帥 田德棚 徐善明

摘 要：零部件是機械設備的基礎組成部分，是影響設備運行安全性與穩定性的重要因素，并且決定了設備的使用性能，因此提高零件質量是十分必要的，但在加工零件時受到機床、工藝、刀具等各類因素的影響，導致誤差難以避免，進而使得零件精度達不到生產標準，因此當前最重要的是了解影響零件加工精度的具體原因，并進行針對性處理，同時還可采用誤差補償等方法加以處理，將誤差控制在合理的范圍內，本文就對此問題進行了詳細探討。

關鍵詞：機械加工；精度加工制造；影響

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.010

0 引言

機械加工是一項較為復雜的工作，原因在于加工過程中存在許多較難控制的因素，一旦機床、刀具或工藝任一方面出現偏差，都會影響零件精度，進而影響機械設備的使用性能，因此企業應不斷總結經驗，分析誤差的特點及成因，提前制定好預防措施，并對整個加工過程加大控制力度。本文就對此問題進行了具體分析。

1 影響因素

（1）機床自身因素。如果機床本身就存在誤差，必然會影響零件加工的精度，具體來說，機床方面的誤差主要包括以下幾種。第一是主軸回轉誤差。加工零件必須以主軸為準，其屬于機床加工的核心部件，因此一旦出現偏差，必然會影響零件精度。第二是導軌誤差，其是機床在運行過程中的一項較為基礎的條件，對于零件各部分位置的確定具有重要作用[1]。但此類誤差較為常見，安裝質量也處于極不穩定的狀態，進而導致機床整體產生偏差，無法滿足零件的加工要求。第三是傳動鏈誤差，傳動鏈元件會隨機床運行時間的增加逐漸被磨損，進而影響加工精度。

（2）加工工具因素。在加工過程中通常會根據零件的特點選擇合適的刀具，必要時還需要采用一些特殊道具，而這類道具最容易形成誤差，普通道具的誤差相對較小，甚至可根據零件的精度要求直接忽略。另外，夾具的影響較為明顯，其主要作用是固定機床與刀具，避免兩者偏移，但夾具出現誤差的現象也較為常見，最終導致零件的精準度無法滿足生產要求，因此需要嚴加控制。

（3）內應力因素。內應力會影響機械設備的穩定性，進而導致零件變形。內應力的產生與以下兩項因素有關。第一，在熱處理時零件的尺寸控制難度較大，容易導致尺寸不夠均勻，冷卻過程中也會出現同樣的狀況，最終都會產生內應力[2]。第二，如果零件為細長狀，車銷后會因內應力而彎曲，進而影響零件的加工精度。

（4）工藝系統因素。工藝系統一旦受熱，必然會導致零件變形，在具體加工時誤差最高可達70%。機床與刀具數受熱時同樣會出現此種情況，并且變形更為明顯。另外，工藝系統在加工過程中通常會受到外力的影響，進而導致加工誤差較大，其中的原因主要包括以下兩個方面。第一是零件剛度。相對刀具而言，工件剛度較低，在切削力的共同作用下，必然會導致零件剛度不足，進而引發變形問題。第二是刀具剛度。采用外圓車刀加工時盡管因剛度過大會產生一定程度的形變，但通常情況下均能控制在合理的范圍內，因此可直接忽略，但如果刀桿剛度較小，則會導致孔加工的精度無法滿足生產要求，鏜的直徑過小也會引發同樣的狀況。

2 提高加工精度策略

（1）分析誤差性質。誤差可分為系統與隨機兩種類型，前者主要指的是批量加工零件時所產生的規律性誤差，可分為原理、制造等多種不同的類型[3]。后者主要是由于刀具受損或系統受熱所引起的。隨機誤差具有規律性，包括定位、內應力等多種類型。為了提高零件精度，必須區分誤差性質，在具體解決的過程中首先需要了解誤差的大小與方向，明確其中的變化規律，而后進行針對性處理。隨機誤差較難控制且無法徹底消除，因此需要了解誤差根源，盡可能地將誤差所造成的影響降低至最小。

（2）誤差補償法。誤差補償法應用范圍較廣，能夠消除誤差，主要操作方式是制造新的誤差，實現新舊誤差的結合，這樣便能抵消原本所產生的誤差，遵循的是正負相消的原理，只要兩個誤差一正一負且絕對值相等，就能夠互相抵消，對于提高加工精度具有重要作用。

（3）均化原始誤差。誤差均化法主要應用于工件表面或者軸、孔的高精度加工，需要采用研磨工藝均化工件表面，實現兩個表面的磨合，進而逐步消除誤差[4]，在此過程中也能檢查與修正工件，進而達到高精度加工的目的，此種方法尤其適用于精密基準件，對于控制分度轉位誤差具有重要作用。

（4）優化加工工藝。加工工藝與最終的加工精度密切相關，因此應做好工藝的優化處理，實現加工設備的更新換代，了解老舊設備的現狀，明確設備各部件的磨損狀況，如果修補后仍無法滿足加工要求，則需要及時替換，代之以新的設備。同時還需要做好機械設備的養護工作，定期進行檢查，及時處理故障，確保設備性能較為穩定，這樣也有助于延長設備的使用期限，進而幫助企業縮減投資成本。另外，企業還應在工藝方面不斷進行探索，在實踐過程中研究新的加工方法，創造出符合企業生產要求的新工藝。

（5）提高人員技術水平。除了優化工藝、分析并消除誤差外，加工人員也是一項較為重要的影響因素，因此需要通過培訓幫助人員了解影響加工質量的因素，豐富人員的經驗，促使人員在操作過程中能夠結合理論知識加以處理，并且還可將實踐經驗轉化為理論知識點，進而不斷總結加工經驗，合理控制零件誤差。

3 結語

總而言之，零件誤差較為常見，原因在于加工過程較為繁瑣，刀具、溫度等各類因素都會影響原本的加工計劃，導致出現許多不可控因素，嚴重影響零件精度，因此企業需要將此問題重視起來，加大研究力度，制定好規避措施，通過誤差補償等方法及時糾正誤差，并將零誤差作為加工目標，這樣才能保障零件質量，促使企業實現長遠發展。本文就對此問題進行了深入探究。

參考文獻：

[1]劉帥.機械加工中對精度加工制造造成影響的因素[J].內燃機與配件，2018（16）：111-112.

[2]宋建.試析機械加工對精度加工制造造成的影響[J].科技資訊，2016，14（10）：50-51.

[3]簡慶龍.塑料模具制造過程中生產成本分析與研究[D].華南理工大學，2014.

[4]盧碧紅.虛擬數控車削加工精度預測系統研究[D].大連鐵道學院，2013.