提高機(jī)械加工精度的策略分析

卜祥彬

摘要：本文以機(jī)械加工精度的定義與內(nèi)容為切入點(diǎn)，從定位誤差、幾何誤差、工藝系統(tǒng)誤差三個(gè)方面論述影響機(jī)械加工精度的主要因素，進(jìn)而探究提高機(jī)械加工精度的相應(yīng)策略，筆者以直接與間接減少加工誤差的方法來(lái)分別論述，后者主要包括：補(bǔ)償誤差、轉(zhuǎn)移誤差、就地加工。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工精度；定位誤差；幾何誤差；補(bǔ)償誤差

前言

機(jī)械在進(jìn)行加工的過(guò)程中，會(huì)受到各種因素的影響，因此為了提高機(jī)械加工的精度，需要對(duì)影響機(jī)械加工精度的因素進(jìn)行有效的控制，從細(xì)小的環(huán)節(jié)入手，嚴(yán)格控制機(jī)械在加工過(guò)程中的誤差。機(jī)械加工是工業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，機(jī)械加工的精度直接影響著工業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

1.機(jī)械加工精度的內(nèi)涵

1.1機(jī)械加工精度的定義

機(jī)械加工精度，主要是指機(jī)械的零部件經(jīng)過(guò)加工之后，其實(shí)際的各項(xiàng)幾何參數(shù)與預(yù)期的幾何參數(shù)之間的偏離程度。偏離程度越小，機(jī)械加工的精度越高，反之，則其精度較低、

1.2機(jī)械加工精度的內(nèi)容

判斷機(jī)械加工精度的幾何參數(shù)主要有三個(gè)，分別是位置精度、形狀精度、尺寸精度。位置精度指的是零部件經(jīng)過(guò)加工處理后其表面與基準(zhǔn)之間的相對(duì)位置，形狀參數(shù)指的是機(jī)械零部件經(jīng)過(guò)加工后，其幾何形狀與預(yù)期設(shè)計(jì)中的幾何形狀的契合值，尺寸精度指的是零部件經(jīng)過(guò)加工后其實(shí)際尺寸與基準(zhǔn)尺寸之間的契合度[1]。

2.影響機(jī)械加工精度的因素

2.1定位誤差

導(dǎo)致定位誤差的原因主要是定位副制造不準(zhǔn)、基準(zhǔn)不重合，定位副是由夾具定位元件與工件定位面構(gòu)成的，在機(jī)械的加工過(guò)程中，這部分構(gòu)成都極易產(chǎn)生誤差，定位副制造誤差是由這兩部分的配合間隙的變動(dòng)造成的。機(jī)械零部件的加工基準(zhǔn)是在圖紙中表現(xiàn)的，在無(wú)誤差的情況下，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是相互吻合的，如若兩者不一致，就會(huì)導(dǎo)致基準(zhǔn)不重合，不一致的程度越大，誤差也就越大。

2.2幾何誤差

機(jī)械加工精度中的幾何誤差主要體現(xiàn)在機(jī)床、加工原理、調(diào)整、刀具這四個(gè)方面。導(dǎo)致機(jī)床誤差的影響因素有很多，比如機(jī)床主動(dòng)回轉(zhuǎn)誤差、機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)鏈誤差、機(jī)場(chǎng)導(dǎo)軌誤差等；加工原理誤差是在進(jìn)行類(lèi)似于切削刃輪廓加工的過(guò)程中形成的，該誤差屬于可控誤差，當(dāng)加工原理誤差在可接受范圍內(nèi)出現(xiàn)誤差時(shí)，還是可以用于機(jī)械加工的；調(diào)整誤差是指機(jī)械零部件在加工的過(guò)程中，由于工序的不同以及技術(shù)革新等原因，使得零部件的加工方式、加工時(shí)間以及加工工藝需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，在調(diào)整過(guò)程中避免不了的會(huì)出現(xiàn)誤差；刀具誤差主要表現(xiàn)在刀具切削、刀具裝夾部制造以及刀具安裝等環(huán)節(jié)中，當(dāng)機(jī)械加工的刀具自身不具備良好精準(zhǔn)度時(shí)，經(jīng)其加工的機(jī)械零部件必然會(huì)產(chǎn)生誤差[2]。

2.3工藝系統(tǒng)誤差

工藝系統(tǒng)造成誤差的原因主要有兩點(diǎn)，一是熱變形，二是受力變形。熱變形對(duì)機(jī)械加工精度的主要影響指的是零部件在加工的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)槭軣岫冃?，出現(xiàn)熱變形的主要原因有三種：刀具的熱量極容易集中于切削部位，被加工的零件因?yàn)橥饨缁蜃陨淼脑蜃儫?，機(jī)床由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作形成了熱源；受力變形指的是在加工過(guò)程中，機(jī)械零部件在力作用下發(fā)生的形變導(dǎo)致的誤差。

3.提高機(jī)械加工精度的策略分析

3.1直接減少加工誤差的方法

該方法是提高機(jī)械加工精度最原始的方法，可以通過(guò)直接的方式控制或者減少的誤差是原始誤差，主要途徑是提高機(jī)械加工所用機(jī)床的幾何精度、以及夾具、高量具自身的精度，以期可以達(dá)到減少誤差甚至消除誤差的目的，在具體的工作實(shí)踐中，操作人員需要及時(shí)檢查加工工具的精度，并對(duì)其進(jìn)行更換或維修，以保持經(jīng)其加工的機(jī)械零件的精準(zhǔn)度。

3.2間接減少加工誤差的方法

3.2.1補(bǔ)償誤差

該種方法實(shí)施的前提是存在的誤差時(shí)無(wú)法通過(guò)直接控制誤差的方法來(lái)減少的，進(jìn)而通過(guò)補(bǔ)償誤差的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械加工誤差的控制。補(bǔ)償誤差的主要原理是通過(guò)人為的方式來(lái)創(chuàng)造出新的原始誤差，通過(guò)新誤差對(duì)先前無(wú)法解決的誤差進(jìn)行“補(bǔ)償”，借以正負(fù)相抵的思路來(lái)控制原始誤差。實(shí)施補(bǔ)償誤差時(shí)，需要先對(duì)原始誤差進(jìn)行深入的了解，這樣才能保證設(shè)計(jì)出能夠“補(bǔ)償”原始誤差的新誤差，達(dá)到誤差相互抵消的效果。

3.2.2轉(zhuǎn)移誤差

轉(zhuǎn)移誤差是指將影響機(jī)械加工精度的誤差的敏感度方向進(jìn)行轉(zhuǎn)移，使得原本影響誤差的因素轉(zhuǎn)向?qū)φ`差沒(méi)有影響的方向，這樣可以有效的防止誤差對(duì)機(jī)械加工精度造成影響，比如：大型機(jī)床的衡量支撐力較差，在受到重力作用后很容易發(fā)生扭曲，為了減少受力誤差，可以在機(jī)床的機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上添加一根承重的附和梁，這根附和梁能夠有效減少機(jī)床加工產(chǎn)生的誤差[3]。

3.2.3就地加工

就地加工采取的方案是對(duì)組裝后的機(jī)械進(jìn)行精加工，而非傳統(tǒng)的每個(gè)零部件單獨(dú)加工后再進(jìn)行組裝，每一個(gè)零部件單獨(dú)加工完進(jìn)行重組的誤差是各個(gè)零部件加工誤差的疊加，但是對(duì)組裝后的機(jī)械再進(jìn)行加工則可以從整體上控制誤差，使得整體的誤差水平保持在最小的范圍，從而提高機(jī)械加工的精度。在機(jī)械的加工與組裝的過(guò)程中，零部件之間的關(guān)系十分復(fù)雜，如果只是局限性的關(guān)注零部件的精度水平，是沒(méi)有辦法控制整體的誤差值的，所以采取就地加工的方法不僅可以提高裝配后機(jī)械加工的精度，還能夠降低機(jī)械加工的操作難度。

4.總結(jié)

對(duì)于機(jī)械加工來(lái)說(shuō)，提高其精度一直是機(jī)械加工企業(yè)的追求目標(biāo)，影響機(jī)械加工精度的因素有很多，除了本文總結(jié)的幾點(diǎn)主要因素，還有很多其他不可控制的影響因素，在機(jī)械加工的過(guò)程中，想要保持零誤差幾乎是一件不可能的事情，但是必須要使得誤差控制在一定的范圍內(nèi)，這樣才能保證機(jī)械加工的精度水平。對(duì)于機(jī)械加工精度的提高需要從細(xì)小環(huán)節(jié)做起，通過(guò)方法的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的全面控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]張桂文.論提高機(jī)械加工精度的措施[J].硅谷，2011，09（02）：140+135.

[2]朱必有.提高機(jī)械加工精度的有效措施[J].科技資訊，2011，22（04）：111.

[3]李錦濤.淺談提高機(jī)械加工精度的方法[J].裝備制造技術(shù)，2012，06（01）：169-171.