試析機械加工精度的影響因素及強化措施

樊輝

摘 要：該篇文章主要對提升機械加工精度的重要性進行闡述，從工藝系統(tǒng)集合誤差、內應力重新分布引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差、定位誤差等多個方面入手，解析影響機械加工精度的因素，并在此基礎上，從直接減少誤差法、誤差補償法、誤差分組法、誤差轉移法4個方面，提出強化機械加工精度的措施。希望通過該文的闡述，可以給相關領域提供些許的參考。

關鍵詞：機械加工 精度 影響因素 強化措施

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（a）-0057-02

在這個經濟快速發(fā)展的背景下，我國各個企業(yè)為了得到穩(wěn)定的發(fā)展，開始對機械加工精度提出了嚴格的要求，從而達到提升企業(yè)生產率的目的。但是，根據(jù)目前的情況來看，在進行機械加工的過程中，機械加工精度還無法滿足企業(yè)的要求，這主要是因為影響機械加工精度的因素有很多，這些因素的存在，嚴重影響了機械加工的質量。正因如此，機械加工企業(yè)將大量的人力資源、物力資源以及財力資源投入提升機械加工精度中。文章就重點闡述機械加工精度的影響因素及強化措施。

1 提升機械加工精度的重要性分析

機械加工精度的好壞直接影響機械零件的質量。隨著我國企業(yè)在生產上開始追求高速化以及精準化的需求，各個企業(yè)開始對機械加工精度提出了嚴格的要求，如果機械零件加工的精度無法保障，就會導致加工出來的機械零件存在較大的誤差，這樣不但會導致機械在運行時無法得到安全保證，同時也影響機械設備的使用年限。因此，加強機械運行的效率，提升企業(yè)生產率，是目前我國各個企業(yè)通過努力和發(fā)展的目標。

2 影響機械加工精度的因素分析

2.1 工藝系統(tǒng)集合誤差

（1）機床的幾何誤差。在進行刀具等機械設備的加工時，一般都需要借助機床來完成，所以，機械加工精度的高低，主要和機床的精度有關。在機床加工中，會給機械加工精度造成影響的主要原因有3個：第一個是主軸回轉誤差；第二個是導軌誤差；第三個是傳動鏈誤差。所謂的主軸回轉誤差主要是指，機床主軸主要是以裝夾工件或者刀具為基準，并把運行中所產生的動力傳遞為裝夾工件或者刀具，一旦主軸在回轉的過程中存在失誤，就會導致機械加工精度受到影響。所謂的導軌誤差主要是指，導軌作為確定機床各個零部件位置關系的關鍵，同時也能保證機床順利運作的基準，除了導軌自身會出現(xiàn)制造失誤之外，如果導軌出現(xiàn)不均勻磨損或者安裝出現(xiàn)問題，就會導致導軌誤差出現(xiàn)。所謂傳動鏈誤差主要是指，傳動鏈始末兩端的傳送元件會存在誤差，通常情況下，傳動鏈末端元件的失誤主要來源于衡量。

（2）刀具的幾何誤差。和機床的幾何誤差進行比較，導致刀具的幾何誤差出現(xiàn)的因素有很多種。其中刀具的誤差，就會給機械加工精度帶來一定的影響。不管是對定尺寸刀具還是成形刀具或者展成刀具進行加工時，刀具的制造誤差會給機械加工精度造成直接的影響。而針對普通刀具來說，如車刀等，刀具的制造誤差不會給機械加工精度造成直接的影響。

（3）夾具的幾何誤差。夾具的主要作用就是借助工件對刀具以及機床的位置進行刮泥，因此，一旦夾具出現(xiàn)制造失誤，就會給工件的加工精度帶來影響，尤其是位置精度，會造成的影響更嚴重。

2.2 內應力重新分布引起的誤差

（1）基本概念。在沒有外力的作用下，在零件內部產生的一種應力，可以將其稱之為內應力。當工件中出現(xiàn)內應力以后，會導致工件金屬一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，它本能地將高能位逐漸向低能位轉化，但是在轉化的過程中會出現(xiàn)形變，進而導致工件喪失自身具備的加工精度。

（2）內應力的產生。①熱加工中內應力的產生：在進行熱處理的過程中，因為工件的壁厚存在不均勻、冷卻速度不均勻以及金相組織出現(xiàn)轉變等因素，使得工件出現(xiàn)內應力。②冷校直產生的內應力：對于絲杠這種比較細長的轉軸要經過車削處理之后，棒料在進行軋制的過程中，會產生一定的內應力，并且內應力對進行重新分布，并彎曲。③降低內應力變形誤差的途徑：要想實現(xiàn)降低內應力變形誤差，可以通過改變零件結構的方式得以實現(xiàn)，盡量選擇一些壁厚均勻、結構相等的工件，從而緩解內應力發(fā)生的幾率。

（3）工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差，一旦工藝系統(tǒng)出現(xiàn)熱變形，就會給機械加工精度造成一定的影響。尤其是在機械精密加工的過程中，由于熱變形而導致加工過程出現(xiàn)失誤的幾率占工件總誤差的55%以上。當機床或者刀具受到一定的熱作用后，自身所產生的溫度會逐漸上升，并且它們可以借助各種熱傳遞的方式向四周的物質以及空間釋放多余的熱量。當單位時間內傳進的熱量和傳出的熱量對等時，工藝系統(tǒng)就會達到熱平衡狀態(tài)。

（4）定位誤差。①基準不重合誤差，當定位基準和設計基準存在不重合時，就會導致不重合誤差出現(xiàn)。這種失誤只會在采取調整法的時候才會出現(xiàn)，在試切法加工中不會出現(xiàn)此現(xiàn)象。②定位副制造不準確誤差，夾具中的定位元件的主要作用就是確定工件在夾具中的準確位置。基準不重合誤差的方向與定位副制造不準確誤差的方向不會相同，定位誤差主要產生在基準不重合誤差與定位副制造不準確誤差之間的矢量和。

3 提高機械加工精度的措施探討

通過上文可以得知，要想提升機械加工的精度，采用的措施有4種：第一種是直接減少誤差法；第二種是誤差補償法；第三種是誤差分組法；第四種是誤差轉移法。下面將進一步對這4種措施進行全面的闡述。

3.1 直接減少誤差法

在找明工件出現(xiàn)失誤的因素以后，可以借助某種工藝措施來減少失誤誤差。例如，可以應用大主偏角反向切削法，對細長軸進行車削處理，這樣做的主要目的是防止軸向切削力產生的彎曲變形現(xiàn)象，如果機床的頂端應用的是彈簧頂尖，這樣可以有效地防止誤差的出現(xiàn)?？偠灾?，指定合理的工藝加工計劃，這樣不僅可以達到對工件失誤的控制目的，同時還能提升機械加工的精度。

3.2 補償誤差法

補償誤差主要是指借助人為因素而導致的一種新型的誤差，并借助這個誤差來消除工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的固有誤差，進而實現(xiàn)控制誤差的作用。該種處理方式只適合應用在原有誤差不能借助工藝改良的方式進行控制的情況下，利用制造誤差的方式來實現(xiàn)消除誤差的作用。該種處理方式的應用主要是對機械加工誤差進行全面掌握的根本上進行使用的，否則盲目地使用該種方式，只會加劇誤差的發(fā)生幾率，進而達不到消除誤差的作用。

3.3 誤差分組法

在進行工件加工時，上一個加工工序中如果產生誤差，就會給整個工序帶來一定的影響。例如，誤差復映導致成本工序的加工誤差逐漸增大、定位誤差導致成本工序的加工誤差逐漸增大。為了有效處理這方面的問題，在進行工件加工的過程中，可以應用誤差分組法，將加工工具進行分組，這樣可以減少誤差的發(fā)生范圍，并對各個小組中所產生的誤差進行調整，從而達到提升機械加工精度的目的。

3.4 誤差轉移法

所謂的誤差轉移法主要指，利用某種方式把工藝系統(tǒng)中存在的幾何誤差通過轉移的方式將其轉移到誤差非敏感的領域中，保證在進行加工時，出現(xiàn)的誤差不會給機械加工精度帶來任何的影響，從而提升機械加工精度。機械加工誤差主要是指其敏感方向的誤差，例如加工表面中的切線領域，只有把誤差轉移到誤差非敏感的領域中，才能達到提升機械加工精度的目的。

4 結語

在進行機械加工的過程中，總是會存在各種誤差，只要對這些產生誤差的因素進行全面分析，并采用相應的防護措施，就可以達到提升機械加工精度的目的。

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