關(guān)于機(jī)械加工精度的影響因素分析及提高措施探討

摘 要：機(jī)械加工精度是確保機(jī)械設(shè)備性能的因素之一，但是在機(jī)械加工制作中，由于各方面因素會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工精度降低，出現(xiàn)偏差，降低機(jī)械設(shè)備的使用性能。文章主要針對(duì)機(jī)械設(shè)備加工精度的影響因素和提高措施作簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；精度；影響因素；措施

1 機(jī)械加工精度的重要性

眾所周知，機(jī)械加工質(zhì)量取決于加工精度，是確保機(jī)械設(shè)備良好性能重要保障，但是隨著生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)需求，各行業(yè)都對(duì)機(jī)械零部件的精度提出了要求，要求在機(jī)械加工中要達(dá)到一定的精度，確保機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

2 機(jī)械加工精度影響因素分析

2.1 機(jī)械加工原理誤差

隨著機(jī)械加工業(yè)的蓬勃發(fā)展，原理相似的或相近的加工方法被廣泛應(yīng)用，加工精度也因加工原理的近似運(yùn)作或加工工具的近似運(yùn)動(dòng)而降低。主要可分為近似機(jī)械加工工具誤差和近似加工運(yùn)動(dòng)兩種。

2.1.1 近似機(jī)械加工工具影響精度

在曲面加工時(shí)，為使加工精度滿(mǎn)足要求需要使刀具的刃口與加工曲線(xiàn)輪廓完全吻合，即需要滿(mǎn)足刀具的唯一性與符合性。實(shí)際加工操作時(shí)往往使用成形工具，當(dāng)加工復(fù)雜曲面時(shí)一般將曲線(xiàn)分解成圓弧、直線(xiàn)等容易處理的簡(jiǎn)單線(xiàn)性，從而產(chǎn)生了不可避免的原理性加工誤差。例如，用阿基米德基本蝸桿代替漸開(kāi)線(xiàn)，用于切割漸開(kāi)線(xiàn)齒輪。

2.1.2 近似加工運(yùn)動(dòng)影響精度

機(jī)械加工過(guò)程中加工工件和刀具之間需要建立某種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系，為達(dá)到一定的加工精度就要求這種聯(lián)系必須是準(zhǔn)確的、吻合的。但是由于機(jī)床和工件之間、工件和刀具之間的接觸較復(fù)雜，很難起到理想的綁定狀態(tài)，從而避免不了對(duì)加工精度的影響。

2.2 加工機(jī)床磨損及幾何誤差對(duì)機(jī)加工精度的影響

加工機(jī)床是防止工件的重要部位，機(jī)加工過(guò)程中工件在機(jī)床上與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生滿(mǎn)足要求的機(jī)加工圖形。所以機(jī)加機(jī)床的精度高低直接影響加工成品的精度。機(jī)床制造誤差中對(duì)加工工件誤差的影響較大的主要有以下三點(diǎn)。

2.2.1 導(dǎo)軌誤差

導(dǎo)軌主要用于機(jī)床的承重和導(dǎo)向作用，此外機(jī)床各主要零構(gòu)件的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)也是由導(dǎo)軌控制。加工工件的形狀受導(dǎo)軌誤差的影響體現(xiàn)最為明顯。導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)工件的法線(xiàn)方向、垂直方向均有影響，其中以法線(xiàn)方向影響最為嚴(yán)重。導(dǎo)軌在水平面上的運(yùn)動(dòng)誤差可在工件法線(xiàn)方向直接反映，同時(shí)這也是最不被接受的嚴(yán)重誤差。而導(dǎo)軌在垂直方向上的運(yùn)動(dòng)誤差雖然也會(huì)在工件上反映出來(lái)，但是由于影響較小一般忽略不計(jì)。

2.2.2 主軸回轉(zhuǎn)誤差

主軸回轉(zhuǎn)誤差主要影響工件的位置和形狀精度，主軸回轉(zhuǎn)誤差可分解為軸向跳動(dòng)、徑向跳動(dòng)和角度擺動(dòng)。由于不同工件的加工厚度、形狀不同，導(dǎo)致誤差敏感方向也不同，加工誤差隨著軸向跳躍而不同。例如，機(jī)加工形狀為圓形或圓孔形時(shí)主軸的回轉(zhuǎn)誤差主要體現(xiàn)在影響工件的圓度，但對(duì)縱向的車(chē)端面加工精度不會(huì)有明顯影響；當(dāng)加工形狀為螺紋狀時(shí)，主軸回轉(zhuǎn)誤差會(huì)造成螺距誤差?？傊鬏S的軸向回轉(zhuǎn)跳躍誤差對(duì)孔圓的影響不大，主軸的角度擺動(dòng)與徑向回轉(zhuǎn)跳動(dòng)對(duì)加工誤差影響較大。

2.2.3 傳動(dòng)鏈誤差

傳動(dòng)鏈誤差是影響機(jī)加工精度的重要原因之一。傳動(dòng)鏈?zhǔn)菣C(jī)加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)工件與刀具相對(duì)運(yùn)動(dòng)的主要構(gòu)件之一，主動(dòng)機(jī)構(gòu)的常見(jiàn)組成有蝸桿、齒輪、渦輪、絲桿、螺母等。在加工機(jī)床長(zhǎng)期使用后這些基礎(chǔ)元件難免出現(xiàn)磨損，從而產(chǎn)生傳動(dòng)誤差。此外傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)冗長(zhǎng)，傳動(dòng)線(xiàn)路復(fù)雜也是誤差產(chǎn)生的主要原因之一。

2.3 機(jī)加工系統(tǒng)熱變影響加工精度

機(jī)加工過(guò)程刀具、機(jī)床與工件之間劇烈接觸摩擦，產(chǎn)生大量的熱，并且機(jī)床動(dòng)力部分在加工過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生熱量，在各熱源的共同作用下，整個(gè)機(jī)加工系統(tǒng)易受熱變形。尤其是加工工件與刀具接觸部分。這些熱變必然引起一定量的形變，從而導(dǎo)致加工精度下降。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示熱變形引起的加工精度降低占總加工精度影響的4%以上。

2.3.1 機(jī)床熱變形對(duì)加工精度的影響

機(jī)床與機(jī)加工系統(tǒng)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)接觸緊密，在機(jī)加過(guò)程中機(jī)床各部分的溫度會(huì)明顯上升，散熱不均勻加上機(jī)床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使得機(jī)床各部分會(huì)發(fā)生一定程度的形變，機(jī)床與工件之間的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，加工精度受影響。對(duì)于不同材質(zhì)的機(jī)床受熱影響程度不同，對(duì)加工結(jié)果精度的影響也略有差異。

2.3.2 刀具熱變形對(duì)加工精度的影響

刀具一般為金屬材質(zhì)，對(duì)熱敏感性好。在機(jī)加工過(guò)程中刀具與工件的劇烈摩擦導(dǎo)致刀具溫度上升明顯，極易產(chǎn)生熱伸長(zhǎng)、熱變形等問(wèn)題導(dǎo)致加工精度降低。一般情況下可通過(guò)灑水降溫等方式來(lái)改善刀具熱變形問(wèn)題。

2.3.3 工件熱變形對(duì)加工精度的影響

工件熱變形同樣會(huì)導(dǎo)致加工精度偏差，工件受熱膨脹時(shí)會(huì)導(dǎo)致刀具的切割線(xiàn)偏差，水平面加工角度偏差，直接影響加工結(jié)果精度。

3 提高機(jī)加工精度的有效措施

3.1 加大技術(shù)投資，降低原理誤差

機(jī)加工原理誤差是造成精度誤差難以克服的問(wèn)題，隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)加大機(jī)加工行業(yè)技術(shù)投資，鼓勵(lì)創(chuàng)新，針對(duì)各種影響機(jī)加工精度的問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行各個(gè)擊破，通過(guò)研創(chuàng)新工藝、新手段，例如，將機(jī)加與電子圖紙等相結(jié)合，尋找更精確的加工原理，從根本上解決加工原理誤差。

3.2 加大設(shè)備投資，降低工具誤差

應(yīng)注意提高機(jī)加工工具的精度，改善機(jī)加工量具、夾具的精度，降低工具誤差導(dǎo)致的加工結(jié)果誤差。對(duì)于需緊密加工的工件要采用滿(mǎn)足其加工要求的精密機(jī)床控制其剛度、精度并有效控制機(jī)加工熱變形穩(wěn)定性。

3.3 誤差預(yù)防

機(jī)械加工的誤差預(yù)防主要是減少機(jī)械加工中的誤差源，或是減少或者降低誤差源至加工誤差之間的數(shù)量轉(zhuǎn)變關(guān)系。在機(jī)械加工中經(jīng)常采用的方法有：直接減少原始誤差法、誤差轉(zhuǎn)移法、采用先進(jìn)工藝和設(shè)備法、誤差分組法、就地加工法和誤差平均法等。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)械加工中，由于各方面因素，導(dǎo)致機(jī)械加工存在一定程度的偏差，影響機(jī)械零部件加工精度，需要采取一定的措施確保加工精度，如提高機(jī)床的精度、實(shí)施預(yù)防措施，提高機(jī)械零部件的加工精度。

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作者簡(jiǎn)介：陳峰（1973-），男，漢族，籍貫：新鄉(xiāng)，學(xué)歷：本科，畢業(yè)院校：河南科技學(xué)院，職稱(chēng)：講師，研究方向：機(jī)械。