機械加工精度的影響因素及提高措施

李彬 王皓

【摘 要】誤差會影響機器的正常運轉(zhuǎn)，最終會影響生產(chǎn)的效率。在現(xiàn)代化機械加工的過程中，我們要努力提高機械加工的精度，盡量避免加工誤差，生產(chǎn)出高質(zhì)量的機械零部件，保障機械加工工件產(chǎn)量和質(zhì)量。本文就主要對機械加工精度的影響因素及提高措施進行了簡要分析。

【關(guān)鍵詞】機械加工；精度；措施

引言

零件加工是機械生產(chǎn)制造的重要環(huán)節(jié)，機械加工過程中零件質(zhì)量自身對機械產(chǎn)品的總體性能和產(chǎn)品壽命有直接影響。零件質(zhì)量不過關(guān)最終會影響到機械的正常運行。加工精度受諸多因素的影響，在實際加工過程中如果加工精度得不到有效控制，那么零件質(zhì)量以及機械的質(zhì)量最終會受到影響。所謂加工精度指的是在經(jīng)過加工之后的零件實際幾何參數(shù)同理想幾何參數(shù)之間的符合程度。加工誤差則指的是兩者的偏離程度，通常情況下當(dāng)加工精度越高的時候，加工誤差也就越小。加強對加工精度的研究有重要意義。

一、機械加工精度的概念和內(nèi)容

機械加工精度主要指零件經(jīng)過加工處理以后，其實際的幾何參數(shù)（如零件的位置、形狀和尺寸等）和理想的幾何參數(shù)之間偏離的程度。機械加工的精度越高，表示加工過程中產(chǎn)生的誤差越小，反之則表示誤差較大，而國家對加工精度高低有詳細嚴(yán)格的公差標(biāo)準(zhǔn)。

機械零件加工精度主要體現(xiàn)在三個方面：尺寸精度、形狀精度和位置精度。尺寸精度是指零件加工后實際尺寸和基準(zhǔn)尺寸相契合程度，兩者之間誤差需要控制在一定的范圍之內(nèi)；形狀精度是指加工后零件幾何形狀與設(shè)計要求的幾何形狀之間的契合度，如加工零件的圓度與直線度等；位置精度是指零件加工后的表面和基準(zhǔn)之間的相對位置。

機械零件在加工的過程中，即使生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程一樣，也會因受到機械設(shè)備變化和環(huán)境變化等因素影響，使得零件的幾何參數(shù)出現(xiàn)誤差，但是操作人員只要掌握誤差變化規(guī)律，采取合理的解決措施，就可以提高機械加工的精度，將誤差控制在允許的范圍之內(nèi)。

二、機械加工精度的影響因素

1、工藝系統(tǒng)受力變形因素

在機械加工的過程當(dāng)中，受到傳動作用力，慣力，以及重力作用力等因素的影響，會導(dǎo)致其出現(xiàn)變形，并致使工件與道具之間的位置發(fā)生偏移，造成加工精度的降低。進一步分析可知，影響工藝系統(tǒng)受力變形問題的因素有以下幾個方面：第一，刀具剛度的影響：即外圓車刀在加工表面法線方向上往往表現(xiàn)有較高的剛度，其變形可以忽略。但對于鏜直徑較小的內(nèi)孔而言，由于其所對應(yīng)的刀桿剛度較低，故而加工精度會直接受到刀桿受力變形因素的影響；第二，機床部件剛度的影響：機械加工過程當(dāng)中所使用的機床部件是由多個領(lǐng)不安靜共同構(gòu)成的。受到接觸面接觸變形因素，摩擦作用力因素，以及零件低剛度等因素的影響，造成機床部件的剛度無法達到要求，最終對機械加工精度產(chǎn)生不良影響；第三，工藝系統(tǒng)剛度的影響：例如，在對工件進行裝夾作業(yè)的過程當(dāng)中，所選擇的作用力施加點或者是夾緊方向不正確，則會導(dǎo)致所加工工件發(fā)生一定程度上的變形問題，誘發(fā)比較嚴(yán)重的加工誤差。

2、工藝系統(tǒng)熱變形因素

在機械加工過程當(dāng)中，整個加工作業(yè)全過程當(dāng)中會受到多個熱源的影響，導(dǎo)致工藝系統(tǒng)出現(xiàn)比較復(fù)雜的形變問題，最終誘發(fā)誤差問題的產(chǎn)生。特別是對于精密產(chǎn)品以及大件產(chǎn)品而言，在加工過程當(dāng)中由熱變形因素所引起的加工誤差占到了所有加工誤差的70%比例左右。特別是在機床，道具長期投入使用的背景條件下，溫度的升高使其會通過多種傳熱的方式與途徑向周邊物質(zhì)以及空間散發(fā)熱量，由此導(dǎo)致變形的影響范圍進一步擴大。

3、內(nèi)應(yīng)力重新分布因素

研究顯示，在機械加工過程當(dāng)中，一旦所加工工件上出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，則勢必會導(dǎo)致所加工工件處于一種高能位失穩(wěn)狀態(tài)下。為了能夠完成加工作業(yè)的任務(wù)，就需要工件自高能位自發(fā)的向地能位轉(zhuǎn)變，自不穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)。在以上過程當(dāng)中，變形問題是不可避免的，且也會對工件自身的加工精度造成不可逆的影響。以熱加工環(huán)節(jié)操作為例，在熱處理工序當(dāng)中，由于所加工工件的壁厚并不完全一致，受到金相組織轉(zhuǎn)變以及受力不均勻等問題的影響，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；而從冷校直環(huán)節(jié)上來說，對于細長軸類零件加工而言，在經(jīng)過車削處理后，棒料在軋制期間所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力需要重新分布，重分布過程當(dāng)中產(chǎn)生彎曲變形的問題。

三、提升零件質(zhì)量的措施

1、均分原始誤差法

這種方法主要是根據(jù)尺寸誤差的大小把毛坯分成n組，之后再按照各組平均尺寸來調(diào)整道具和工件之間的相對位置，通過這種方式不僅能夠吧原來每組毛坯的誤差縮小成原來的1/n，同時還能夠大大縮小整批工件的尺寸分散范圍。這是一種提升精度的有效方法，但是在實際施工過程中也要注意到由于毛坯加工半成品精度太低，加工精度也很難得以保證。

2、直接減少誤差

這種方法在實際加工應(yīng)用非常廣泛。所謂直接減少誤差指的是在實際加工過程中在查明原因之后直接減少或消除的方法，對于細長軸車削的彎曲變形主要是采用大進給反向切削法以及彈簧后頂尖來進行專業(yè)性處理。

3、誤差轉(zhuǎn)移法

誤差轉(zhuǎn)移法實際上就是把影響加工精度的因素轉(zhuǎn)移到那些不影響加工精度的方向上。具體而言就是要把工藝系統(tǒng)的幾何誤差、熱變形以及受力變形等轉(zhuǎn)移到其他方向上。在實際加工過程中對于那些具有分度或轉(zhuǎn)位的多工位加工工序或者是轉(zhuǎn)位刀架加工的工序，這些工序的分度和轉(zhuǎn)位誤差都會影響到加工精度，此時就可以把轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位是產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差轉(zhuǎn)移到零件內(nèi)孔加工表面非靈敏的地方，通過這樣的一種方式能夠有效提升加工精度。

4、就地加工

就地加工指的是機床零件在裝到工作位置之后進行精加工。通過這種方式能夠有效消除誤差影響。在實際工作過程中當(dāng)把龍門刨工作臺面或者是牛頭刨工作臺面裝配到自身機床之后就能夠?qū)崿F(xiàn)“自刨自”精加工，通過這樣的方式能夠有效保證衡梁以及滑枕的平行度。此外還可以通過把平面磨床工作臺面裝配搭配機床上從而來實現(xiàn)“自磨自”精加工。最后就是來修正卡盤平面平直度以及卡爪的同軸度。

5、誤差補償法

誤差補償法就是人為地創(chuàng)造出一種新的原始誤差來低效原有原始誤差，從而來減少加工誤差，最終達到提升加工精度的目的。

機械加工是工業(yè)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，機械加工過程中一旦產(chǎn)生誤差就會對零件加工精度產(chǎn)生影響，最終也會影響到機械加工的精度。在人們對機械加工精度的重視程度越來越高的背景下深入分析影響加工精度的因素，不斷減小誤差是提升制造工藝的必然選擇。在實際加工中工程人員應(yīng)該高度重視這方面。

6、預(yù)防和轉(zhuǎn)移誤差

將原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到誤差非敏感方向上去，各種原始誤差反映到零件加工誤差上的程度與其是否在誤差敏感方向有關(guān)系。在加工中設(shè)法使其轉(zhuǎn)移到加工誤差的非敏感方向可提高加工精度。如對具有分度或轉(zhuǎn)位的多工位加工工序由于分度轉(zhuǎn)位的誤差將影響零件有關(guān)表面。減少誤差源或改變誤差源至加工誤差之間的數(shù)量轉(zhuǎn)變關(guān)系常用的方法有：直接減少原始誤差法、誤差轉(zhuǎn)移法、采用先進工藝和設(shè)備法、誤差分組法、就地加工法和誤差平均法等。實踐與分析表明，精度要求高于某一程度后，利用誤差預(yù)防技術(shù)來提高加工精度所花費的成本將成指數(shù)增長。平時機床導(dǎo)軌的保養(yǎng)工作要一絲不茍的完成。當(dāng)加工結(jié)束以后，必須把床身清理干凈，然后再用干凈抹布拭擦導(dǎo)軌面直至無污物，最后加上機油，以避免銹蝕，機床的正確安裝和在加工時速度的合理控制都能減小加工誤差。

結(jié)束語

誤差是機械加工過程當(dāng)中無從避免的問題之一，工作人員需要正確認識在整個機械加工過程當(dāng)中，可能影響加工質(zhì)量的誤差因素，找準(zhǔn)造成誤差的主要因素，然后通過控制原始誤差，補償誤差以及轉(zhuǎn)移誤差等多種手段，對誤差因素進行最大限度的控制，從而使零部件的整體加工質(zhì)量更加的理想，以達到確保零件加工質(zhì)量的重要目的。

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