機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施

吳南壽 何家毅

摘要：自從我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷得到增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速，本文筆者首先進(jìn)行淺析影響機(jī)械加工精度的因素，進(jìn)而提出切實(shí)有效的改進(jìn)策略，望給同行們相關(guān)理論研究提供一個(gè)價(jià)值性參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工精度；誤差；改進(jìn)策略

一、引言

隨著21世紀(jì)地球村的到來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)獲得飛快發(fā)展，人們的工作條件與生活質(zhì)量不斷得到改善，同時(shí)提出了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量更高的要求，機(jī)械加工精度會(huì)使產(chǎn)品質(zhì)量直接受到影響。因此加強(qiáng)分析機(jī)械加工精度非常有必要。

二、影響機(jī)械加工精度的主要因素

1、工藝系統(tǒng)集合的誤差

1.1機(jī)床本身產(chǎn)生的幾何誤差。對(duì)于機(jī)械零件的成型， 在其加工過(guò)程中通常都是采取道具的一次性運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以，零件的加工精度和機(jī)床的精度兩者有著密切的關(guān)聯(lián)。機(jī)床的誤差對(duì)于零件加工出現(xiàn)的誤差而言，主要有三種誤差：分別是主軸回轉(zhuǎn)、導(dǎo)軌與傳動(dòng)鏈誤差。經(jīng)由長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)床出現(xiàn)的磨損會(huì)導(dǎo)致其加工精度有所下降，使生產(chǎn)誤差不斷出現(xiàn)。

①主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生誤差：零件加工的基準(zhǔn)來(lái)自于機(jī)床的主軸，若是主軸出現(xiàn)了誤差勢(shì)必導(dǎo)致零件加工精度受到一定的影響從而產(chǎn)生一些誤差。

②導(dǎo)軌產(chǎn)生誤差：導(dǎo)軌的主要用途是用來(lái)進(jìn)行確定零件的相對(duì)位置，同時(shí)在機(jī)床整體運(yùn)動(dòng)中所發(fā)揮的作用至關(guān)重要，導(dǎo)軌本身因生產(chǎn)制造的緣故會(huì)存在一些誤差，而且其安裝質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，這也是導(dǎo)致機(jī)床精度下降的主要原因。

③傳動(dòng)鏈產(chǎn)生誤差：傳動(dòng)鏈兩端的傳動(dòng)元件之間會(huì)出現(xiàn)一些誤差。

1.2夾具產(chǎn)生的幾何誤差，夾具的主要作用是確保機(jī)床與刀具自始至終處于正確的位置，若是機(jī)床而后刀具出現(xiàn)偏移，勢(shì)必對(duì)加工精度造成相當(dāng)大的影響，所以?shī)A具產(chǎn)生的誤差會(huì)在很大程度上影響到加工精度。

1.3刀具產(chǎn)生的幾何誤差。刀具的幾何誤差對(duì)零件加工精度也有著非常重要的影響，各種類型加工刀具其特點(diǎn)有所不同，在進(jìn)行加工使用特殊的刀具時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些誤差而使加工精度受到影響，對(duì)于普通的刀具而言，其制造誤差不會(huì)直接影響到加工精度。

2、工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差

在機(jī)械加工過(guò)程當(dāng)中，系統(tǒng)在受到外力作用下會(huì)出現(xiàn)各種不同程度的變形，致使刀具與零件之間的位置出現(xiàn)一些變化。導(dǎo)致工藝系統(tǒng)發(fā)生變形的因素主要有兩個(gè)，第一是零件的剛度，零件剛度在工藝系統(tǒng)中通常比機(jī)床與刀具都要低，所以在切削力的影響下，十分容易因缺乏零件的剛度發(fā)生變形，變形量通常按照材料力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算；第二是刀具的剛度，外圓車刀在加工表面法線方向上的剛度很大，可以忽略不計(jì)其變形。如果鏜內(nèi)孔直徑較小，則刀桿的剛度會(huì)相當(dāng)差，刀桿受力變形很大程度上會(huì)影響到孔加工的精度，而刀桿變形一樣能夠根據(jù)材料力學(xué)的公式進(jìn)行計(jì)算。

3、內(nèi)應(yīng)力重新分布發(fā)生的誤差

所謂內(nèi)應(yīng)力，主要是指沒(méi)有外力的作用下在機(jī)械內(nèi)部存在應(yīng)力，在機(jī)械加工當(dāng)中若是加工的零件有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，勢(shì)必使工件金屬出現(xiàn)的狀態(tài)不夠穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生一種向上或向下的變化，該變化會(huì)造成零件發(fā)生變形，對(duì)要求的精度將難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力的出現(xiàn)主要有：一是因加熱所致，在進(jìn)行零件熱處理時(shí)，零件的冷卻不均或厚度不均勻等都會(huì)導(dǎo)致零件出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力；二是大部分形狀細(xì)長(zhǎng)的零件長(zhǎng)軸在經(jīng)車削加工以后，在冷校直當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致零件發(fā)生彎曲。

4、工藝系統(tǒng)受到熱變形產(chǎn)生誤差

工藝系統(tǒng)熱變形也會(huì)影響到加工精度，尤其是在大件加工與精密加工和中。熱變形產(chǎn)生的加工誤差可占到工件總誤差的50%左右。各種熱源的作用將會(huì)影響到機(jī)床、刀具與工件，它們的溫度會(huì)不斷升高，并且也經(jīng)由各種傳熱方式向周圍的空間與物質(zhì)散發(fā)出一定的熱量。當(dāng)傳送的熱量和其散出的熱量于單位時(shí)間相等時(shí)，工藝系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)熱平衡狀態(tài)。

三、機(jī)械加工精度的改進(jìn)策略

1、盡可能減少出現(xiàn)原始誤差

影響零件加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素來(lái)自于機(jī)床的精度，所以使機(jī)床的幾何精度得到提高，有效提升其本身的夾具與工具的精度，進(jìn)行有效控制加工工藝與刀具磨損等，以此方可實(shí)現(xiàn)減少原始誤差。為了讓機(jī)械加工精度得以提高，應(yīng)進(jìn)行全面分析可能出現(xiàn)的各種原始誤差，同時(shí)按照不同的原始誤差采取不同的應(yīng)對(duì)策略。因此在零件加工過(guò)程中應(yīng)盡量使機(jī)床的幾何精度得到提高，不斷加強(qiáng)機(jī)床的加工熱變形控制與安裝質(zhì)量控制，同時(shí)要進(jìn)行全面控制刀具的安裝誤差與形狀誤差，從而使原始誤差得到有效減少。

2、均化原始誤差法

若是對(duì)加工零件表面的要求比較高，在加工的過(guò)程中可以考慮進(jìn)行逐步的分化原始誤差。這種方法主要是采取加工使被加工的零件表面產(chǎn)生的誤差逐步平均化，繼而逐漸得到縮小。該方法是按照有密切關(guān)聯(lián)的零件表面進(jìn)行互相對(duì)比與檢查，再?gòu)闹姓页鏊鼈兙哂械母鞣N差異，最后進(jìn)行有效修正，如此方可讓原始誤差得以均化。

3、分化原始誤差法

為了不斷提升零件的加工精度，通?？刹扇∵M(jìn)行分化原始誤差的方法。按照誤差反映規(guī)律，在機(jī)械加工當(dāng)中，進(jìn)行測(cè)量上一道工序的零件尺寸，同時(shí)按不同的尺寸進(jìn)行分組，每組零件的尺寸范圍盡可極大的縮小，最后按照每個(gè)分組設(shè)置的誤差范圍，進(jìn)行調(diào)整刀具的準(zhǔn)確位置，保證每個(gè)小組內(nèi)的零件尺寸均可符合有關(guān)要求，如此方可讓原始誤差獲得有效的分散，從而能夠提高加工的精度。

4、轉(zhuǎn)移原始誤差法

轉(zhuǎn)移原始誤差法是把原始誤差由敏感的方向轉(zhuǎn)移至沒(méi)有敏感的方向，在機(jī)械零件加工的過(guò)程中，不同的原始誤差會(huì)有不同的反應(yīng)，因?yàn)槠浞磻?yīng)的敏感方向上有所差異，而敏感方向在一定程度上會(huì)影響到機(jī)械加工的精度，若是可以在加工當(dāng)中把敏感方向的誤差轉(zhuǎn)移至沒(méi)有敏感方向，則能夠使加工精度得到有效的提高。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，機(jī)械加工的生產(chǎn)工藝已逐漸向現(xiàn)代化方向發(fā)展，這樣要求具有生產(chǎn)出高品質(zhì)的機(jī)械零件，使機(jī)械加工精度得到提升，盡可能防止加工中發(fā)生誤差，讓機(jī)械加工工件產(chǎn)量與質(zhì)量得到有效保證。我國(guó)目前機(jī)械加工生產(chǎn)領(lǐng)域仍然存在諸多問(wèn)題，因此我們一定要在工作實(shí)踐中，不斷積極探索發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題，努力將國(guó)內(nèi)機(jī)械加工精度提高到一個(gè)嶄新的水平。

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