試論機械加工中銑削加工精度的影響因素

母國妹

摘要：工業制造是國家發展中的基礎性產業，而作為工業制造的主要環節之一，機械加工制造有多種加工方式，如銑削、磨削、車削等。數控銑床是現代化機械加工的重要手段，因精度控制成效關乎機械加工的質量及效率，為此，銑削加工中應將加工精度的控制作為重點。由于多種因素會導致銑削加工精度下降，因而文章將圍繞機械加工中數控銑削加工精度影響因素及補償措施展開探討，并探尋保障機械加工精度的有效舉措。

關鍵詞：機械制造;數控銑削加工;精度控制

數控銑床加工時需要以加工要求為依據編制加工程序，而后由數字控制系統發出指令，從而實現對工件的自動加工?？刹扇底只绞奖磉_主軸起停與變速、刀具進退以及工件位移等各項操作，加工穩定性更高且更為精準。然而由于數控銑床自身精度、加工過程易出現控制偏差，因而會降低數銑加工精度。因此，需要加強數控銑床加工精度控制，從而提高數控銑床加工水平。

1.機械加工中影響銑削加工精度的影響因素

1.1數控銑床系統誤差因素及補償措施

1.1.1幾何誤差

若是數控銑床系統中部分結構的幾何參數不精準，或是位置定位不準確，會引起加工偏差。如絲杠是定位數控銑床精度的主要部件，若應用的是精度較高的滾珠線杠，會導致螺距誤差出現?？赏ㄟ^螺距誤差補償方式降低此種幾何誤差，通過記錄坐標軸中某一軸的運行位置，利用高精度測量系統進行測量，結合測量結果對比偏差值，從而在軸運行時由數控系統對出現偏差的位置給予自動補償。數銑工件的加工精度等級取決于數控銑床重要結構的加工精度，如簡易型數控銑床的運動分辨率是0.01mm，其運動及加工的精度均不足0.03mm，而超精密型數銑則可應用于高精密加工當中，精度可控制在0.001mm之內。

通過表1分析得知，單軸定位精度及重復定位精度是機械加工中軸的運行能否保持穩定的關鍵。

1.1.2受力變形

數銑工藝系統運行時，切削、裝夾時會產生作用力，加之受到重力及慣力影響，會使工藝系統間的位置關系發生變化，會導致加工精度下降，或使加工過程出現不穩定問題。通過把握機床零件接觸面的品質可增強接觸剛度，從而化解此問題，如可通過刮研機床導軌或裝配面實現剛度補償。另一種補償方式是加強支撐輔助，從而達到局部剛度增加的效果。如在加工細長軸工件時，可設置跟刀架，從而使銑削時的剛度有所提升。此外，也可采用補償或轉移等方式消除變形因素。

1.1.3受熱變形

銑削過程中會產生切削熱、摩擦熱，或是因工作場地周邊存在熱源等因素，導致銑削工藝系統的溫度異常升高。在熱作用影響下，工藝系統會出現變形，會會引發工件、刀具位移，或是使之出現相對運動，從而降低加工精度。解決受熱引起的變形問題，可選用對稱式結構的機床，可應用主動控制方式對重要結構件的溫度進行控制，且可采用切削液輔助降低系統溫度，或是于加工前預熱機床，空轉直至熱量均衡再正式進行零件加工。也可通過刀具及切削參數的調整降低系統溫度，加工體積較大或較長的工件時，應確保工件夾緊后末端具有一定的伸縮空間。

1.2數控編程工藝因素及補償措施

1.2.1刀具進退方式及加工方式選擇

刀具進退方式是機械加工中與工件輪廓精度關聯較大的因素，若是刀具直徑發生改變，機床進給速度變化均會導致加工精度下降，因此，機械加工時進退刀應選用圓弧方式。數控銑削加工有兩種加工方式，一為順銑，二為逆銑，加工方式的選擇也會影響加工精度。為保障加工表面品質，延長刀具使用壽命，應盡可能選用順銑加工方式。加工表面硬化或夾砂工件時，為避免刀具受損則必須應用逆銑加工方式。含纖維材料等不屬于金屬材料的加工過程中，也需利用逆銑方式以切斷纖維，從而保障加工不出現精度偏差。

1.2.2數銑孔加工路線選擇

數控銑削時，若是加工位置精度要求不嚴格，可采用圖1所示的加工路線（a）進行加工，此路線運行長度最短，但Y向上易出現誤差是其弊端所在。若是加工時對位置精度有較高要求，則需采用路線相對較長的（b）圖的加工路線，可對Y向誤差進行有效規避。

1.2.3編程原點確定誤差

數控編程中，原點的尺寸公差換算過程中易導致誤差出現，因此，確定編程原點時零件加工精度會受到影響。為避免這一誤差出現，應選擇換算簡便的點作為編程原點，且不可采用尺寸鏈換算方式進行計算。確保所選工件表面精度較高，且要以工作設計基準為依據，或是遵循工藝標準確定編程原點。

1.3工件自身因素、人為因素及補償措施

1.3.1工件內應力

加工過程中，冷熱變化會導致工件形成內應力，加工普通工件時，內應力會保持平衡，而若是所加工工件自身具備一定內應力，則會出現內應力失衡現象，便會引起工件變形問題。解決這一問題，主要方式是簡化零件設計結構，或是做好工藝流程的重新梳理，將精加工及粗加工分開進行，以便粗加工完成后，留有充足時間重新分布內應力，確保工件充分變形，而后再進行精加工，可有效降低因變形誤差所導致的加工精度下降問題。

1.3.2人工測量誤差

工件加工或工序調整過程中，涉及工件測量，常會因測量結果不精準而導致加工誤差，解決這些測量誤差，有效辦法是選擇適合的測量方法，控制好量具精度，精準測量加工件，并把控好加工環境的溫度。

2.保障機械加工精度的有效舉措

2.1確保銑削加工方案的科學制定

銑削加工時，要加強影響加工精度的因素分析，確保銑削加工方案的科學制定。可采用階梯銑削法加工平面工件。如加工齒輪類工件時，應選用立式銑刀，并采用展成加工方式?？蛇\用光學手段，或利用電測試等方式控制工件的加工余量，以使之加工尺寸的精度控制更加精準。

2.2適當應用刀具補償

若是銑削過程中刀具行走軌跡與切削形狀存在偏差，則需要以實際加工形狀為依據，測算出刀具位置處的軌跡坐標，并對其實施補償。刀具補償方法有兩種，一為長度補充，是對刀具長度變化給予補償。二為半徑補償，是通過刀具半徑補償以免加工時影響工件輪廓尺寸。刀具補償既可采取人工補償方式，由人工在編輯程序中錄入刀具半徑，也應采取自動補償方法，即應用數控機床的刀具補償功能實現。刀具補償的應用，可對切削中因刀具磨損后出現讓刀現象所導致的切削線路偏離問題進行有效規避，從而確保將加工精度控制工預定范圍內。

2.3科學把控加工工藝

機械加工過程中，應了解加工產品圖，明確加工產品的具體加工要求，詳細分析質量檢驗標準，確定產品適用范圍，并對產品表面的熱處理情況進行了解，從而判斷關鍵性產品要求。同時，要重視零件裝夾環節，既要控制好零件尺寸精度，也要盡量降低裝夾次數。應控制好加工順序，遵循先粗加工、后精加工的原則，明確面、孔加工順序?？刹捎梅謱蛹庸し绞?，以便降低精加工時的切削量，并減少刀具或工件變形率，也可降低零件尺寸精度控制難度。

2.4選用適合的切削液

金屬零件銑削加工時需要應用切削液，其可冷卻刀具，也可起到潤滑作用。切削液是由多種不同成分的功能型助劑配制而成，根據油品的化學成分不同，可將之分成兩個類別，一是油基類切削液，二是水基類切削液。粗加工過程中，刀具切削工件時切削量較大，并且刀具旋轉速度不快，易因溫度升高而使工件出現脹縮現象，且刀具退火及淬火過程中會導致工件或刀具硬度變化，或改變其強度值，此時，可采用水基切削液冷卻切削部位，從而消除因熱作用所導致的變形問題，以此提高工件的加工精度。精加工過程中，刀具切削量并不高，但刀具轉速及進給速度均較快，因而工件表面易出現毛刺，此時，可利用油基切削液潤滑切削部位，從而避免出現毛刺，加工出高精度工件。

結語：機械加工中，銑削加工精度控制需要以影響因素的精準把控與及時消除為重點，以保證機械制造加工產業的平穩發展。應加強數銑機床自身系統誤差控制、消除編程工藝誤差，并做好工件自身因素、人為因素所導致的加工誤差的有效控制，還應對其他方面的因素進行把控，立足加工實際，通過綜合分析與全面控制消除這些因素對加工精度產生的影響，通過銑削加工精度的提升，確保發揮出工業制造產業在社會經濟發展中的重要作用。

參考文獻：

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