機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施

張猛

（天津機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津　300350）

機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施

張猛

（天津機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300350）

在機(jī)械加工當(dāng)中，會(huì)不可避免的出現(xiàn)一些誤差。如何保證機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)最大化的精度，已經(jīng)成為了機(jī)械加工企業(yè)必須要思考的關(guān)鍵問題。機(jī)械加工精度對機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)有重要作用，筆者在文章緊緊圍繞機(jī)械加工精度的涵義以及內(nèi)容，分別從工藝生產(chǎn)中的幾何精度、受力變形以及熱變形等方面進(jìn)行了闡述，分別列舉了其對機(jī)械加工精度的深遠(yuǎn)影響，并且分析影響因素，有針對性的提出解決辦法，將機(jī)械生產(chǎn)加工中的數(shù)值偏差降到最低，提升機(jī)械加工質(zhì)量，豐富參考價(jià)值，將各項(xiàng)措施落實(shí)于實(shí)踐之中。

機(jī)械加工精度；影響原因；解決措施

1 機(jī)械加工精度的涵義與內(nèi)容

機(jī)械加工精度指的是零部件經(jīng)過合理的處理工藝之后，所產(chǎn)生的幾何參數(shù)與加工前幾何參數(shù)之間的誤差大小，誤差大不利于產(chǎn)品質(zhì)量保證，適當(dāng)?shù)恼`差不會(huì)影響產(chǎn)品的使用。一般來說，機(jī)械加工精準(zhǔn)度越高，證明生產(chǎn)加工中的誤差越?。蝗粽`差較大，超出一定范圍，那么精準(zhǔn)度就會(huì)相應(yīng)降低。為了防止生產(chǎn)企業(yè)偷工減料，過于注重經(jīng)濟(jì)利益，國家對精度要求有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，只有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，才可批準(zhǔn)出廠。

機(jī)械零部件的加工精度更多的反映于以下幾個(gè)方面：尺寸、位置以及形狀的精度方面。尺寸的精度指的是零部件經(jīng)過加工之后基準(zhǔn)與實(shí)際尺寸之間的相契合程度，二者的誤差必須要按照國家標(biāo)準(zhǔn)控制在有限范圍之中；位置的精度指的是零部件經(jīng)過加工之后基準(zhǔn)面與加工面二者間的位置關(guān)系；形狀精度則是指加工后的零件表面實(shí)際測得的形狀和理想形狀的契合程度。機(jī)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(huì)因受到機(jī)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(jī)械加工的精度，將誤差控制在允許的范圍之內(nèi)。

2 機(jī)械加工精度受影響的原因

機(jī)械加工精度受影響的主要原因體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：工藝系統(tǒng)受力變形、工藝系統(tǒng)熱變形和工藝系統(tǒng)幾何精度。三者之間形成的原因是不一樣的，可是造成的后果卻是一樣的，都會(huì)影響機(jī)械零部件的整體質(zhì)量。

（1）工藝系統(tǒng)受力變形對機(jī)械加工精度的影響，主要是加工過程中零件在力作用下出現(xiàn)形變對加工精度的影響。工件殘余應(yīng)力主要是指工件如果未被外部力量所影響，另外就是去除外力的作用，其中殘留的應(yīng)力，經(jīng)過冷校與毛坯制造處理之后，就會(huì)造成殘余應(yīng)力。想要去除殘余應(yīng)力，可以通過以下幾種方式：首先調(diào)整程序，使得內(nèi)應(yīng)力得以消除；其次是根據(jù)實(shí)際情況，合理安排工藝過程；最后就是要對零部件結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)剛性，保持壁厚的均勻。

（2）工藝系統(tǒng)熱變形對機(jī)械加工精度的影響主要是零件在加工過程因?yàn)槭軣岫霈F(xiàn)的變形。例如機(jī)床在加工零件時(shí)自身熱變形引起的誤差；零件在加工時(shí)受熱產(chǎn)生的幾何形變；刀具在加工時(shí)受熱形變引起的誤差等，這些都會(huì)影響到機(jī)械加工精度。熱變形所產(chǎn)生的誤差一般會(huì)占工件加工總誤差的40%～70%。

（3）工藝系統(tǒng)幾何精度對機(jī)械加工精度的影響主要是加工誤差對加工精度的影響。例如加工原理產(chǎn)生的誤差、機(jī)床操作產(chǎn)生的誤差和加工刀具產(chǎn)生的誤差等。以機(jī)床操作產(chǎn)生的誤差為例， 其原因就包括：機(jī)床主軸的軸承自身就會(huì)有一定誤差出現(xiàn)，這會(huì)對機(jī)械精度產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，進(jìn)而降低機(jī)械精度；機(jī)床前后造成的平行度扭曲情況，也可能會(huì)導(dǎo)致誤差的發(fā)生，不但如此，加工工藝中的系統(tǒng)調(diào)整是不可避免的。由于精度的掌控具有不確定性，因此誤差就會(huì)產(chǎn)生。夾具的制造誤差以及磨損產(chǎn)生的主要原因是由于定位元件、 分度機(jī)構(gòu)、 刀具導(dǎo)向元件以及夾具體的制造誤差等、 在裝配夾具后各個(gè)元件之間存在的工作面尺寸誤差、 使用夾具中工作面磨損導(dǎo)致的誤差。

3 機(jī)械加工精度的解決辦法

（1）縮減誤差之直接法。生產(chǎn)工藝中的直接減少誤差法適用于機(jī)床控制或是刀具的由于受熱受力而發(fā)生的變形方面的誤差，選擇刀具時(shí)，用精度較高的刀具可將機(jī)床的精度有效提高，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)將誤差縮減的目的。舉例來說，比如在細(xì)長軸車削生產(chǎn)時(shí)，零部件可能會(huì)受到外部力量，或者受熱不均，從而造成彎曲變形情況的發(fā)生，生產(chǎn)人員在此環(huán)節(jié)中，可以采用反向切削方式，再加裝彈簧，以此減弱零部件因?yàn)樵馐軣崃?dǎo)致的伸長變形。

（2）縮減誤差之補(bǔ)償轉(zhuǎn)移法。生產(chǎn)加工中的誤差補(bǔ)償指的是生產(chǎn)操作人員實(shí)施機(jī)械加工時(shí)，采取引入新誤差的方式，對原有的誤差進(jìn)行彌補(bǔ)。比如說，若在生產(chǎn)加工時(shí)，原有誤差就是負(fù)值，那么生產(chǎn)操作人員進(jìn)行加工制作時(shí)，可以人為的創(chuàng)造出與原始誤差等值的正值，以此來抵消原始誤差，通過這種方法，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)械加工精度的目的。轉(zhuǎn)移誤差的方法指的是操作人員可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，把生產(chǎn)過程中可能會(huì)因?yàn)闊嶙冃我蛩亍⑼獠苛α恳蛩匾约皫缀握`差因素引起的精度影響進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將其引至與機(jī)械加工精度無關(guān)的方面，同樣可以起到提升精度的作用。比如說，多工位或者轉(zhuǎn)位刀架等加工工序，其分度和轉(zhuǎn)位的誤差會(huì)影響到零件表面加工精度，操作人員可以將刀具進(jìn)行垂直安裝，這樣刀架轉(zhuǎn)位產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差將會(huì)被轉(zhuǎn)移到加工零件內(nèi)孔的表面誤差，從而不會(huì)對機(jī)械加工的精度產(chǎn)生影響。

（3）原始誤差分化法。若生產(chǎn)加工企業(yè)僅僅采取將零部件與上道工序加工提升精度的方法，對于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升雖然有一定幫助，但是無法實(shí)現(xiàn)最大化。如果能夠?qū)⒚靼凑粘叽缯`差的大小分成n組，這樣每組毛坯誤差僅為原來1/ n，然后按照各組平均尺寸調(diào)整刀具與夾具位置，這樣就可以縮小整組零件尺寸的分散范圍，提高零件加工的精度。

（4）零部件就地加工法。一般來說，機(jī)械零部件在進(jìn)行加工的過程中，可能會(huì)因?yàn)橹骺陀^因素的制約，精度無法達(dá)到相關(guān)規(guī)定和要求，為了有效解決此類情況的發(fā)生，生產(chǎn)人員可以采用就地加工的辦法，經(jīng)過生產(chǎn)人員的再次加工，可以將誤差有效降低，將其提升至規(guī)定要求之內(nèi)。同樣舉例說明，生產(chǎn)人員在進(jìn)行機(jī)床裝配時(shí)，能夠把牛頭刨與龍門刨安裝到機(jī)床上面，對機(jī)械零件采用“自刨自”的方法，達(dá)到精確加工的目的，使得滑枕與橫梁能夠維持平衡；在進(jìn)行加工機(jī)場加工放米娜，對卡盤的平面直度與好卡爪的軸度采取有效的修正措施。因?yàn)楫a(chǎn)品在進(jìn)行加工和裝配環(huán)節(jié)時(shí)，其中的利害關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，與零部件的關(guān)系息息相關(guān)，操作人員更是可以完成零部件的工作任務(wù)之后，再次進(jìn)行精度加工制作，將零部件的整體精確度得以降低。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)械加工精確度的提升對于產(chǎn)品的質(zhì)量提升起到了關(guān)鍵作用，并且會(huì)影響到企業(yè)在業(yè)內(nèi)的聲譽(yù)與長久發(fā)展。盡管機(jī)械加工中存在產(chǎn)生誤差的可能，可是這就需要生產(chǎn)人員合理分析實(shí)際情況，掌握誤差產(chǎn)生的原因與個(gè)中規(guī)律，必要時(shí)應(yīng)用相應(yīng)措施，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行改善與改進(jìn)。

因此，筆者在文中提出采用直接縮減誤差、補(bǔ)償或轉(zhuǎn)移誤差辦法以及就地加工等方式，以助生產(chǎn)人員能夠在允許的范圍之內(nèi)，把握機(jī)械加工精度的準(zhǔn)確性，有效提升機(jī)械質(zhì)量。

［1］ 關(guān)宏鐸. 淺析機(jī)械加工精度的影響因素和提高措施［J］. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（20）:93.

［2］ 林志沖. 數(shù)控車床加工精度的影響因素及提高方法分析［J］. 裝備制造技術(shù)，2012（10）:107～109.

［3］ 于陽. 機(jī)械加工精度的影響因素及提高加工精度的途徑［J］. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2014（02）:30～31.

［4］ 汪堯. 工藝系統(tǒng)幾何誤差對加工精度的影響分析［J］. 黑龍江科技信息，2003，11（12）:108～109.

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Infl uencing factors and improving measures of machining precision

TH161

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10.13520/j.cnki.rpte.2016.10.024

張猛（1987-），男， 學(xué)士學(xué)位，助教，數(shù)控機(jī)床加工方向。

2016-04-08