機加工件質(zhì)量控制淺析

費云龍 祁林

摘 要：機械加工產(chǎn)品的質(zhì)量與零件的加工質(zhì)量、產(chǎn)品的裝配質(zhì)量密切相關(guān)，而零件的加工質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)，它包括零件的加工精度和表面質(zhì)量兩方面。

關(guān)鍵詞：機械加工；精度；幾何形狀；工藝系統(tǒng)；誤差

一、機械加工精度

1、機械加工精度的含義及內(nèi)容

在相同中的各種因?qū)蚀_和完足產(chǎn)品的工加工方法，的生產(chǎn)條件下所加工出來的一批零件，由于加工素的影響，其尺寸、形狀和表面相互位置不會絕全一致，總是存在一定的加工誤差。同時，從滿作要求的公差范圍的前提下，要采取合理的經(jīng)濟以提高機械加工的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。

加工精度是指零件經(jīng)過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數(shù)的實際值與理想值相符合的程度，而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數(shù)值上通過加工誤差的大小來表示。零件的幾何參數(shù)包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面，故加工精度包括：（1）尺寸精度。尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍。（2）幾何形狀精度。幾何形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。（3）相互位置精度。相互位置精度用來限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如平行度、垂直度、同軸度、位置度零件各差來表示的要求和允許用專門的符明。

2、機械加工誤差的分類

（1）系統(tǒng)誤差與隨機誤差。從誤差是否被人們掌握來分，誤差可分為系統(tǒng)誤差和隨機誤差（又稱偶然誤差）。凡是誤差的大小和方向均已被掌握的，則為系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差又分為常值系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。常值系統(tǒng)誤差的數(shù)值是不變的。如機床、夾具、刀具和量具的制造誤差都是常值誤差。變值系統(tǒng)誤差是誤差的大小和方向按一定規(guī)律變化，可按線性變化，也可按非線性變化。如刀具在正常磨損時，其磨損值與時間成線性正比關(guān)系，它是線性變值系統(tǒng)誤差；而刀具受熱伸長，其伸長量和時間就是非線性變值系統(tǒng)誤差。凡是沒有被掌握誤差規(guī)律的，則為隨機誤差。

（2）靜態(tài)誤差、切削狀態(tài)誤差與動態(tài)誤差。從誤差是否與切削狀態(tài)有關(guān)來分，可分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。工藝系統(tǒng)在不切削狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差，通常稱為靜態(tài)誤差，如機床的幾何精度和傳動精度等。工藝系統(tǒng)在切削狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差，通常稱為切削狀態(tài)誤差，如機房；在切削時的受力變形和受熱變形等。工藝系統(tǒng)在有振動的狀態(tài)下所出現(xiàn)的誤差，稱為動態(tài)誤差。

3、影響加工精度的原始誤差

機械加工中，多方面的因素都對工藝系統(tǒng)產(chǎn)生影響，從而造成各種各樣的原始誤差。這些原始誤差，一部分與工藝系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)，一部分與切削過程有關(guān)。按照這些誤差的性質(zhì)可歸納為以下四個方面：（1）工藝系統(tǒng)的幾何誤差。工藝系統(tǒng)的幾何誤差包括加工方法的原理誤差，機床的幾何誤差、調(diào)整誤差，刀具和夾具的制造誤差，工件的裝夾誤差以及工藝系統(tǒng)磨損所引起的誤差。（2）工藝系統(tǒng)受力變形所引起的誤差。（3）工藝系統(tǒng)熱變形所引起的誤差。（4）工件的殘余應(yīng)力引起的誤差。

二、工藝系統(tǒng)的幾何誤差

1、機床的幾何誤差

（1）主軸回轉(zhuǎn)運動誤差的概念。機床主軸的回轉(zhuǎn)精度，對工件的加工精度有直接影響。所謂主軸的回轉(zhuǎn)精度是指主軸的實際回轉(zhuǎn)軸線相對其平均回轉(zhuǎn)軸線的漂移。

理論上，主軸回轉(zhuǎn)時，其回轉(zhuǎn)軸線的空間位置是固定不變的，即瞬時速度為零。實際上，由于主軸部件在加工、裝配過程中的各種誤差和回轉(zhuǎn)時的受力、受熱等因素，使主軸在每一瞬時回轉(zhuǎn)軸心線的空間位置處于變動狀態(tài)，造成軸線漂移，也就是存在著回轉(zhuǎn)誤差。

（2）主軸回轉(zhuǎn)運動誤差的影響因素。影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素是主軸軸頸的誤差、軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差及主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度和熱變形等。主軸采用滑動軸承時，主軸軸頸和軸承孔的圓度誤差和波度對主軸回轉(zhuǎn)精度有直接影響，但對不同類型的機床其影響的因素也各不相同。

加工原理誤差

加工原理誤差是由于采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工所產(chǎn)生的誤差。通常，為了獲得規(guī)定的加工表面，刀具和工件之間必須實現(xiàn)準確的成形運動，機械加工中稱為加工原理。理論上應(yīng)采用理想的加工原理和完全準確的成形運動以獲得精確的零件表面。但在實踐中，完全精確的加工原理常常很難實現(xiàn)，有時加工效率很低；有時會使機床或刀具的結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，制造困難；有時由于結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)多，造成機床傳動中的誤差增加，或使機床剛度和制造精度很難保證。因此，采用近似的加工原理以獲得較高的加工精度是保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率以及經(jīng)濟性的有效工藝措施。

例如，齒輪滾齒加工用的滾刀有兩種原理誤差，一是近似造型原理誤差，即由于制造上的困難，采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿；二是由于滾刀刀刃數(shù)有限，所切出的齒形實際上是一條折線而不是光滑的漸開線，但由此造成的齒形誤差遠比由滾刀制造和刃磨誤差引起的齒形誤差小得多，故忽略不計。又如模數(shù)銑刀成形銑削齒輪，模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪，齒形參數(shù)是不同的。理論上，同一模數(shù)，不同齒數(shù)的齒輪就要用相應(yīng)的一把齒形刀具加工。實際上，為精簡刀具數(shù)量，常用一把模數(shù)銑刀加工某一齒數(shù)范圍的齒輪，也采用了近似刀刃輪廓。

三 提高機床精度的幾點建議

3.1 操作工人必須熟悉設(shè)備的使用性能操作人員必須對所轄設(shè)備性能熟悉掌握，如果操作者對設(shè)備性能了解不夠，使用不當，則會造成機床零件磨損急劇加快，甚至發(fā)生研傷和機構(gòu)損壞，這樣就需要很多的修理費用和很長的維修周期，才能使設(shè)備恢復(fù)原來的精度，所以操作者要了解和掌握機床使用說明書及其操作注意事項，工作中，作到文明生產(chǎn)，安全加工。

3.2 作好機床的保養(yǎng)工作機床保養(yǎng)的好壞，直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，為了保證機床的工作精度和延長它的使用壽命，必須對機床進行合理的保養(yǎng)，一般機床運轉(zhuǎn)500小時以后，需進行一級保養(yǎng)，以操作工人為主，維修工人配合進行。保養(yǎng)時，作好機床外保養(yǎng)及主軸箱、溜板掛齒箱的清潔，潤滑系統(tǒng)油質(zhì)必須合格，油路清潔暢通。

3.3 作好機床的潤滑工作要使機床保持正常運轉(zhuǎn)和減少磨損，必須經(jīng)常對機床的所有摩擦部分進行潤滑，以減少機床各部的磨損量，操作人員必須注意每班加油。定期更換機床床頭箱和拖板箱內(nèi)的潤滑油，換油時將箱內(nèi)用煤油清洗，然后加油。所用潤滑油應(yīng)根據(jù)季節(jié)的變化而不同，一般冬季用20號機油，夏季用30號機油，以保證機床獲得良好的潤滑性。

參考文獻

[1]鄭渝.機械結(jié)構(gòu)損傷檢測方法研究 [D]；太原理工大學(xué)；2004年

[2]楊春雷，尹國會.淺談機械加工影響配合表面的原因及對策 [N].中華建筑報；2005年

[3]高原.不銹鋼表面復(fù)合處理提高耐磨性的研究

（作者單位：陜西通運專用汽車集團有限公司）