淺析機(jī)械加工精度

翟旭東

【摘 要】在機(jī)械加工過程中，有許多因素影響機(jī)械加工的精度，最終導(dǎo)致機(jī)械零件的質(zhì)量不高。因此，盡可能減少這些因素對(duì)加工精度的影響是在機(jī)械加工之前首先應(yīng)當(dāng)考慮的問題。文章就從影響機(jī)械加工精度的因素出發(fā)，就提高機(jī)械加工精度的有效措施進(jìn)行探討，以為實(shí)際加工提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工；精度；誤差

機(jī)械產(chǎn)品是各種不同的零件組合而成的，每個(gè)零件都對(duì)機(jī)械產(chǎn)品整體性能的發(fā)揮起著重要的作用。零件質(zhì)量的好壞是保證產(chǎn)品性能、使用壽命的關(guān)鍵。所以提高機(jī)械零件的加工質(zhì)量是保障機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。衡量機(jī)械加工質(zhì)量的指標(biāo)有兩個(gè)，即加工精度與表面質(zhì)量，在機(jī)械加工過程中，由于各種因素的影響，使刀具和工件間的正確位置發(fā)生偏移，因而加工出來的零件不可能與理想的要求完全符合，兩者的符合程度可用機(jī)械加工精度和加工誤差來表示。

加工精度是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)的符合程度。實(shí)際加工不可能做得與理想零件完全一致，總會(huì)有大小不同的偏差，零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)對(duì)理想幾何參數(shù)的偏離程度，稱為加工誤差。

一、機(jī)械加工產(chǎn)生誤差主要原因

1、工藝系統(tǒng)幾何精度的影響分析

工藝系統(tǒng)幾何精度的影響包括加工原料誤差、機(jī)床誤差、刀具幾何誤差、調(diào)整誤差四個(gè)方面。加工原理誤差指的是采用近似的切削刃輪廓或近似的成形運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工時(shí)所形成的誤差。此種誤差只要控制在精度的范圍之內(nèi)，仍可廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)；機(jī)床誤差總體來講可以歸納為機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)鏈誤差、機(jī)床主動(dòng)回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差；刀具幾何誤差包括刀具安裝誤差、刀具裝夾部制造誤差和刀具切削部誤差，可以表述為：刀具的尺寸精度會(huì)對(duì)工件尺寸的精度產(chǎn)生直接影響，刀具的形狀精度會(huì)對(duì)工件形狀的精度產(chǎn)生直接影響，刀刃的形狀精度會(huì)對(duì)元件加工的精度產(chǎn)生直接影響，刀具的制造精度不會(huì)直接作用于工件的加工精度；在調(diào)整供工序的工作當(dāng)中，加工的批量決定了每次加工的零件不可能完全相同，因調(diào)整而形成的為偶然性的誤差。

2、 刀具誤差

不管哪一種刀具在作業(yè)的時(shí)候，難以避免的會(huì)出現(xiàn)破損，這就會(huì)致使作業(yè)成果的大小與形態(tài)發(fā)生細(xì)微變化。準(zhǔn)確抉擇刀具原料，有效地確定刀具具體參數(shù)與作業(yè)量，確切的保護(hù)與維護(hù)刀具，適時(shí)的運(yùn)用冷凍液等，都可以在最可能的程度上降低刀具實(shí)際上的破損。如果覺得需要還應(yīng)運(yùn)用填補(bǔ)方法對(duì)刀具磨損的部位實(shí)施填補(bǔ)。

3、裝夾和夾具誤差

部件組裝在夾具上實(shí)施械器作業(yè)的時(shí)候，這個(gè)作業(yè)程序中導(dǎo)致作業(yè)準(zhǔn)確程度受損的元素具體有：定位不準(zhǔn)確、夾緊程度不準(zhǔn)確、對(duì)刀不準(zhǔn)確、夾具在械器上組裝和作業(yè)程序中的不準(zhǔn)確。

4、工藝系統(tǒng)受力變形的影響分析

在工藝系統(tǒng)的加工過程當(dāng)中，會(huì)受到重力、夾緊力、慣性力、傳動(dòng)力、切削力等一些力，而在這些力的作用下，工藝系統(tǒng)也將隨之發(fā)生相應(yīng)的形變。形變的產(chǎn)生破壞了工件同切削刃間已經(jīng)調(diào)整好的正確位置關(guān)系，進(jìn)而形成加工誤差。工藝系統(tǒng)剛度在影響加工精度方面可以歸結(jié)為以下形式：因受力點(diǎn)的位置改變而形成的工件形狀誤差；不均勻的毛坯材料硬度使切削力發(fā)生改變，進(jìn)而引起工藝系統(tǒng)受力形變而發(fā)生加工誤差；工藝系統(tǒng)當(dāng)中，某些環(huán)節(jié)因受其他作用力而發(fā)生形變所導(dǎo)致的加工誤差。

5、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差

機(jī)械加工中，在各種熱源的共同作用下，工藝系統(tǒng)容易產(chǎn)生一定的熱變形。工藝系統(tǒng)各部分的變形產(chǎn)生差異主要是由各個(gè)環(huán)節(jié)的材料和結(jié)構(gòu)有所不同，工藝系統(tǒng)熱源分布的不均勻性所導(dǎo)致的。其中熱變形引起的加工誤差中精密加工占總加工誤差的十分之四到十分之七左右。

（1）機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響

由于熱源的影響，機(jī)床各部分的溫度會(huì)有所變化，熱源分布的不均勻和機(jī)床機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，機(jī)床的各部件發(fā)生不同程度的熱變形，機(jī)床原有的各部件之間的相互位置關(guān)系被破壞，加工精度受到影響。不同類型的機(jī)床由于熱源不同，對(duì)加[精度影響也不同。

（2）刀具熱變形對(duì)加工精度的影響

刀具的尺寸和熱熔量都較小，這使得切削加工過程中雖然摻人道具的熱量較小，故而對(duì)刀具來說，同樣會(huì)產(chǎn)生重要的影響，如刀具熱伸長，刀具熱變形等，導(dǎo)致加工精度受到影響。進(jìn)行粗加工時(shí)加工精度受刀具熱變形的影響可以忽略不計(jì)，但對(duì)于某些高精度的零件，刀具的這種熱變形帶來的影響卻是巨大的，對(duì)加工表面造成形狀誤差。

二、提高機(jī)械加工精度的措施

1、減少原始誤差

這種方法是生產(chǎn)中應(yīng)用較廣的一種基本方法。它是在查明產(chǎn)生加工誤差的主要因素之后，設(shè)法消除或減少這些因素。例如細(xì)長軸的車削，現(xiàn)在采用了大走刀反向車削法，基本消除了軸向切削力引起的彎曲變形。若輔之以彈簧頂尖，則可進(jìn)一步消除熱變形引起的熱伸長的影響。

2、補(bǔ)償原始誤差

誤差補(bǔ)償法，是人為地造出一種新的誤差，去抵消原來工藝系統(tǒng)中的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負(fù)值時(shí)人為的誤差就取正值，反之，取負(fù)值，并盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。

3、均分原始誤差法

對(duì)配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)工件進(jìn)行微量切削，高點(diǎn)逐漸被磨掉最終使工件達(dá)到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程。這就是誤差均化法。它的實(shí)質(zhì)就是利用有密切聯(lián)系的表面相互比較，相互檢查從對(duì)比中找出差異，然后進(jìn)行相互修正或互為基準(zhǔn)加工，使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均。在生產(chǎn)中，許多精密基準(zhǔn)件都是利用誤差均化法加工出來的。

4.、誤差轉(zhuǎn)移法

在加工的過程當(dāng)中，采取一定的措施將加工誤差轉(zhuǎn)移到非敏感的方向，即加工表面切線方向，便可使得加工精度大大提升。在大型機(jī)床中，因橫梁較差，在重力作用下易發(fā)生變形和扭曲，進(jìn)而形成加工誤差。為了消除這一誤差，可在機(jī)床的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再添加一根用于承受重力的附加梁，以承受來自橫梁自身重力的作用，達(dá)到提高機(jī)械加工精度的目的。

5、就地加工法

機(jī)床零件裝到工作位置上再精加工，消除誤差影響。如牛頭刨、龍門刨工作臺(tái)面裝配在自身機(jī)床上進(jìn)行“自刨自”精加工，以保證對(duì)滑枕、橫梁的平行度；平面磨床工作臺(tái)面在裝配后作“自磨自”精加工；在機(jī)床上修正卡盤平面的平直度，卡爪的同軸度。

6、加大科技投入力度

在針對(duì)影響加工精度的各種原因進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)之上，加大科技投入和研發(fā)資金，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)所造成的誤差。通過研究創(chuàng)造新工藝、新手段、新方法等措施，來努力提高加工精度。

結(jié)語：

在機(jī)械加工的過程當(dāng)中，會(huì)由于一些因素的影響，導(dǎo)致工件和刀具間位置發(fā)生偏移，直接導(dǎo)致生產(chǎn)出來的零件不理想。加工精度指的是實(shí)際的零件加工參數(shù)同理想?yún)?shù)的相符程度，因此，提高機(jī)械加工精度成為擺在機(jī)械加工企業(yè)面前的重要課題，直接決定著其未來的長足發(fā)展。

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