淺析機械加工精度的影響因素及提高措施

王炳瑞

[摘 要]在機械加工的過程中，最為重要的一個環(huán)節(jié)就是對精度的控制，它對整個機械的正常運行都有著十分關(guān)鍵的作用，但是在加工的過程中會受到諸多因素的影響，所以在這樣的情況下，其加工的精度很難得到有效的控制，所以采取有效的措施來不斷的提高加工的精度也成為了當前工作中十分關(guān)鍵的一個內(nèi)容。本文主要分析了機械加工精度的影響因素及提高措施。

[關(guān)鍵詞]加工精度；誤差；提高措施

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0023-01

1 機械加工精度和加工誤差

1.1 加工精度

零件加工后的實際幾何參數(shù)（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數(shù)相符合的程度。符合程度越高則加工精度就越高。加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。

1.2 加工誤差

零件加工后的實際幾何參數(shù)對理想幾何參數(shù)的偏離程度稱為加工誤差。加工誤差的大小表示了加工精度的高低，加工誤差是加工精度的度量。在實際生產(chǎn)中，加工精度的高低是以加工誤差的大小來衡量的。

2 加工精度的影響因素

零件加工的誤差是由于工件與刀具在切削過程中相互位置發(fā)生變動而造成。加工誤差包括加工原理誤差、機床幾何誤差、夾具誤差、刀具制造誤差、工藝系統(tǒng)受力變形、工藝系統(tǒng)熱變形、刀具磨損、殘余應力引起變形、測量誤差等。

2.1 加工原理誤差

加工原理誤差是指由于采用了近似的加工方法、近似的成形運動或近似的刀具輪廓而產(chǎn)生的誤差。例如滾齒用的齒輪滾刀，就有兩種誤差，一是為了制造方便，采用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿而產(chǎn)生的刀刃齒廓近似造形誤差；二是由于滾刀切削刃數(shù)有限，切削是不連續(xù)的，因而滾切出的齒輪齒形不是光滑的漸開線，而是折線。

2.2 機床幾何誤差

機床幾何誤差的來源主要指機床制造、 磨損或安裝帶來的誤差。 機床幾何誤差主要有：

（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差：即主軸回轉(zhuǎn)時實際回轉(zhuǎn)軸線與理想回轉(zhuǎn)軸線的偏移量。包括軸向竄動、徑向跳動、角度擺動三種基本形式。主軸的軸向竄動對內(nèi)、外圓的加工精度沒有影響， 但加工端面時，會使加工的端面與內(nèi)外圓軸線產(chǎn)生垂直度誤差。主軸每轉(zhuǎn)一周，要沿軸向竄動一次，使得切出的端面產(chǎn)生平面度誤差。當加工螺紋時，會產(chǎn)生螺距誤差。主軸的純徑向跳動會使鏜削加工時鏜出的孔為橢圓形。主軸角度擺動會造成車削外圓或內(nèi)孔的錐度誤差； 在鏜孔時，若工件進給會使鏜出的孔為橢圓形。

（2）導軌誤差：導軌誤差包括水平面內(nèi)直線度、垂直面內(nèi)直線度、前后導軌的平行度，對于臥式車床床身導軌在水平面內(nèi)如果有直線度誤差，使工件在縱向截面和橫向截面內(nèi)分別產(chǎn)生形狀誤差和尺寸誤差（誤差敏感方向）。而在垂直面內(nèi)的直線度誤差對工件的尺寸精度和形狀精度影響很?。ㄕ`差非敏感方向），可忽略不計。但對于平面磨床，龍門刨床及銑床等，導軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差會引起工件相對于砂輪（刀具）產(chǎn)生法向位移，其誤差將直接反映到被加工工件上，造成形狀誤差。

（3）傳動鏈誤差：指機床內(nèi)傳動鏈始末兩端的傳動元件間相對運動的誤差，一般用傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來衡量。產(chǎn)生的原因是傳動鏈中各傳動元件的制造誤差、裝配誤差及磨損等。

2.3 工藝系統(tǒng)的彈性變形

在外力作用下，工藝系統(tǒng)抵抗變形的能力稱為工藝系統(tǒng)的剛度。機床結(jié)構(gòu)復雜，組成的零部件多，各零部件之間有不同的聯(lián)接和運動方式，因而機床部件的剛度問題就比較復雜。例如，配合零件的接觸剛度；薄弱零件自身的變形；連接表面間的間隙、接觸表面間的摩擦等。它的計算至今還沒有合適的方法，需要通過實驗來測定。工藝系統(tǒng)受力變形不但影響工件的加工精度， 而且還影響表面質(zhì)量，限制切削用量和生產(chǎn)率的提高。

2.4 工藝系統(tǒng)中傳動力、慣性力、加緊力和重力引起的變形

2.4.1 傳動力的影響

在車床或磨床類機床上加工軸類零件時，常用單爪撥盤帶動工件旋轉(zhuǎn)，此時車削出來的工件是沒有圓度誤差，但產(chǎn)生圓柱度誤差。

2.4.2 慣性力的影響

在高速切削時，如果工藝系統(tǒng)中有不平衡的高速旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件存在，就會產(chǎn)生離心力。它和傳動力一樣，在工件的每一轉(zhuǎn)中不斷變更方向，引起工件幾何軸線作上述相同形式的擺角運動，故理論上講也不會造成工件園度誤差。但是要注意的是當不平衡質(zhì)量的離心力大于切削力時，車床主軸軸頸和軸承內(nèi)孔表面的接觸點就會不斷地變化，軸承孔的圓度誤差將傳給工件地回轉(zhuǎn)軸心。

3 提高機械加工精度的措施

3.1 直接縮小誤差法

在是對誤差進行控制的過程中，直接縮小和控制是非常常見的一種方法，它主要是首先對誤差的產(chǎn)生原因進行檢查和分析，然后根據(jù)原因去尋找解決這種問題的最佳辦法。舉例來說，在細長軸的切削加工中，因為在很長的時間內(nèi)都受到了熱力和外力的不良作用，通常在加工的時候都會使得工件出現(xiàn)變形的問題，針對這種情況，在對工件進行加工的時候，可以使用反向切削的方式，這樣就使得熱伸長問題發(fā)生的幾率減小到最佳的水平。

3.2 誤差補償法

誤差補償法主要針對的是人為誤差，這種方式主要要通過人工的方式來實現(xiàn)，也就是說，加工人員要對整個過程中出現(xiàn)的誤差進行有效的處理，這樣就可以將原來已經(jīng)產(chǎn)生的誤差降低到最小。比如在原始誤差出現(xiàn)很大變動甚至出現(xiàn)了負值的時候，就可以采用這種方式對誤差進行控制，保證加工的精確程度。

3.3 轉(zhuǎn)移原始誤差法

具體來說，轉(zhuǎn)移誤差法的原理是將工藝系統(tǒng)中的幾何誤差、受力變形或熱變形進行轉(zhuǎn)移。 轉(zhuǎn)移的方法也有很多種，具體根據(jù)實際操作中的情況加以采用。

3.4 就地加工法

就地加工法通常也被人們稱為自身加工修配法，通常就是說在對工件進行加工和制作的過程中對一些比較重要的工件不要進行深度的加工，裝配之后再對其進行仔細的加工，但是再這一過程中產(chǎn)生誤差就會使得零件之間的配合受到一定的影響，這其中并不是一個簡單的聯(lián)系，只是對精度進行控制，是很難解決的，采用這種方式就可以很好的對其進行控制。

4 結(jié)束語

萬事萬物都不能確保沒有一絲錯誤的存在，產(chǎn)品的加工更是這樣。實際的機械生產(chǎn)加工中都允許有一定的損耗，但是若要生產(chǎn)出高質(zhì)量的機械加工零件，就要在機械加工的誤差原因上多下功夫，爭取從根源解決機械加工產(chǎn)品的誤差問題，加工中采用有效的相應措施對機件精準度進行保障。

參考文獻

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