如何確保機械加工中的加工精度

袁玉福

（中國第一重型機械股份公司重型裝備事業(yè)部中型裝備制造分廠，黑龍江 齊齊哈爾 161042）

工件是組成現(xiàn)代機械設備的基礎部件，而其加工精度直接決定了機械設備的質量和精度能否符合生產(chǎn)需要。因而很多工件在加工過程中都要求具有足夠的加工精度，這里的加工精度主要指，在加工過程中零件的尺寸以及形狀和表面得到的位置燈是否符合設計圖紙中的相關參數(shù)，若得到的為理想集合參數(shù)，那么針對零件尺寸即平均尺寸；針對零件形狀，即絕對的平面或者圓、圓柱、錐面或者直線等形狀；而從零件的表面之間進行分析，則得到的為絕對的垂直、平行或者對稱以及同軸等。而在加工過程中會出現(xiàn)加工誤差，即實際的參數(shù)同設計理想?yún)?shù)之間存在的偏差。而如何才能夠在加工過程中減少類似誤差，使得所加工工件能夠符合設計標準要求是當前我們需要進行進一步研究的。

一、工件的加工精度

加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品程度的評價，對于工件加工后的評定主要是指加工精度和加工誤差。加工精度通常是通過使用公差等級進行衡量，而加工誤差則是指加工后的工件的尺寸和實際圖紙上設計尺寸的相差值。現(xiàn)今，不管使用何種加工方法得到的實際加工數(shù)據(jù)都無法得到所希望的數(shù)值，因此，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，能過滿足生產(chǎn)所需，我們就認為零件時符合要求的。在零件的尺寸、幾何形狀和相互位置精度這三項是既相關又有聯(lián)系，通常情況下，工件的尺寸精度高，其幾何形狀和相互位置精度也高。然而在特殊的情況下還是存在一定的特例。

二、零件的加工經(jīng)濟精度

零件在加工過程中會遇到很多加工精度有影響的因素，例如，刀具的磨損，使用同一把刀具先后加工一件工件都會存在一定的誤差。零件的加工工經(jīng)濟精度是指不采用特別的加工方式，而是采用一般規(guī)范下的加工條件下能夠達到的加工精度，在一定的時間段內(nèi)，采用不同的加工方法所能達到的加工經(jīng)濟精度是在動態(tài)變動的，加工經(jīng)濟精度將隨著科技的進步、生產(chǎn)設備的更新?lián)Q代不同以及生產(chǎn)工藝的改進而逐漸提升。

三、影響機械加工精度的因素

機械加工誤差的影響原因是多方面的，下面將就影響機械加工精度的影響因素進行闡述：（1）加工原理性誤差主要是指在加工過程中使用近似的刀刃輪廓或近似的傳動關系進行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復雜曲面加工中。（2）調(diào)整誤差是指在加工過程中由于對于工件的調(diào)整不到位而產(chǎn)生的誤差。（3）機床的誤差是指機床由于其在制造過程中安裝不到位或者是在使用過程中由于機床的磨損等而造成的加工誤差。

機床的導軌導向誤差是指機床的移動軸沿著軸線方向的誤差，這種導軌導向精度主要影響到刀具沿著導軌方向與工件在誤差敏感方向的相對位移。其中的機床回轉軸誤差回轉軸沿著中心軸線的方向引起的徑跳等誤差，會對加工工件在徑向方向的誤差，機床傳動鏈的傳動誤差是機床運動從電機傳動到移動軸上的傳動比之間的誤差。夾具的誤差主要指：（1）定位元件、刀具導向元件、分度機構、夾具體等的制造誤差；（2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對尺寸誤差；（3）夾具在使用過程中工作表面的磨損。（4）工藝誤差是指工件在加工過程中由于切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下產(chǎn)生的工件變形，如果在加工過程中未能考慮到這些變形，將影響到已經(jīng)調(diào)整好的工藝系統(tǒng)中的工件坐標系，如果按照這一坐標系進行加工，將會產(chǎn)生很大的偏差。

同時，不同的測量方法也可能會帶來一定誤差。

四、如何提高機械加工精度的方法

1 對工藝系統(tǒng)進行調(diào)整。通過試切—測量尺寸—調(diào)整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復直至達到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。通過預先調(diào)整好機床、夾具、工件和刀具的相對位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高，主要用于大批大量生產(chǎn)。

2 減小機床誤差：（1）提高主軸部件的制造精度。應提高軸承的回轉精度，應提高與軸承相配件的精度。（2）對滾動軸承適當預緊：①可消除間隙；②增加軸承剛度；③均化滾動體誤差。（3）使主軸回轉精度不反映到工件上。

3 減少傳動鏈傳動誤差。傳動件數(shù)少，傳動鏈短，傳動精度高；

4 減小刀具磨損。在刀具尺寸磨損達到急劇磨損階段前就必須重新磨刀

5 減小工藝系統(tǒng)的受力變形主要從：（1）提高系統(tǒng)的剛度，特別是提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度；（2）減小持刀量，根據(jù)工件的材料選用合理的吃刀量。

6 如果要提高系統(tǒng)剛度需要：（1）在設計過程中需要對工件的結構進行分析，保證工件的結構合理：①盡量將工件設計為一個整體，減少中間連接的薄弱環(huán)節(jié)。②在加工過程中要對工件的整體性的溫度進行分析，避免局部受熱。③應合理選擇基礎件、支撐件的結構和截面形狀。

（2）提高連接表面的接觸剛度：①選用合理的機床連接件的質量。②給機床部件以預加載荷；③提高工件定位基準面的精度和減小它的表面粗糙度值。（3）采用合理的裝夾和定位方式

7 減小載荷及其變化需要：（1）合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量，以減小切削力；（2）毛胚分組，盡量使調(diào)整中毛胚加工余量均勻。

8 減小工藝系統(tǒng)熱變形：（1）減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源：①采用較小的切削用量；②零件精度要求高時，將粗精加工工序分開；③盡可能將熱源從機床分離出去，減少機床熱變形；④對主軸軸承、絲桿螺母副、高速運動的導軌副等不能分離的熱源，從結構、潤滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱或用隔熱材料；⑤采用強制式風冷、水冷等散熱措施。

（2）均衡溫度場。（3）采用合理的機床部件結構及裝配基準：①采用熱對稱結構；②合理選擇機床零部件的裝配基準。（4）加速達到傳熱平衡。（5）控制環(huán)境溫度。

9 減少殘余應力：（1）增加消除內(nèi)應力的熱處理工序；（2）合理安排工藝過程。

結語

本文對加工精度產(chǎn)生的原因與如何減小機械加工誤差的方法進行了介紹。

[1].林艷華.機械制造技術基礎[M].化學工業(yè)出版社.2010.