機械加工的精度提升的策略分析

摘 要： 零件的加工精度是決定機械產(chǎn)品的主要因素，因此，應(yīng)該對零件加工精度的影響因素進(jìn)行深入分析，并且提出相應(yīng)的提高其機械加工精度的策略。首先，討論了影響零件機械加工精度的主要影響因素；其次，提出了提高零件加工精度的應(yīng)對措施。最后，以楔子的加工為例，提出了提高其加工精度改進(jìn)工藝。

關(guān)鍵詞： 機械加工；精度；質(zhì)量

0 引言

機械產(chǎn)品通常情況是許多零件組合而成的，零件的質(zhì)量對機械產(chǎn)品的整體性能有至關(guān)重要的影響，進(jìn)而影響機械加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。如果想提升機械產(chǎn)品的使用性能，就應(yīng)該提高零件的加工精度，而加工精度的影響因素較多，因此，應(yīng)該通過深入剖析零件機械加工精度的影響因素提升機械產(chǎn)品的質(zhì)量，這也是目前機械加工企業(yè)的發(fā)展趨勢。

1 影響機械加工精度的因素

機械零件應(yīng)該依據(jù)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格地加工，對于合格的零件，其加工誤差應(yīng)該滿足允許的誤差限。此外，零件的加工精度存在許多影響因素，例如：加工設(shè)備的誤差、原理誤差、熱變形的誤差等，為了能夠避免零件的加工誤差，應(yīng)該盡量避免這些加工誤差，從而能夠使其誤差處于誤差限內(nèi)。

（1） 加工設(shè)備對零件加工誤差的影響

機械加工需要通過加工設(shè)備完成，因此，機械加工設(shè)備的精度決定另加加工精度主要因素。經(jīng)過長期的使用，機械加工設(shè)備會產(chǎn)生磨損，同時不合理的日常維護(hù)都將導(dǎo)致零件的加工精度，因此，機械加工設(shè)備對零件的加工精度有著非常重要的影響。此外，機械加工設(shè)備通常是一個由多個設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)，在零件的加工過程中，多臺設(shè)備應(yīng)該相互配合。當(dāng)加工系統(tǒng)產(chǎn)生安裝缺陷時，將使零件的加工精度降低。通常情況下機械設(shè)備產(chǎn)生的加工誤差包括：主軸回轉(zhuǎn)誤差、傳動誤差和導(dǎo)軌誤差[1]。

（2） 加工原理誤差是由于計算方法導(dǎo)致的誤差，一般是無法避免的。在零件加工過程中，需要采用一些數(shù)值算法，例如，在加工模數(shù)蝸輪時，應(yīng)該利用配換齒輪近似計算π。在零件加工精度要求不高時同時加工量也不大時，可以通過數(shù)值算法有效地使加工成本降低，可以采用一些精度不高的加工設(shè)備；當(dāng)對零件加工精度要求較高時，則不能利用近似算法。

（3） 在零件的機械加工過程中，由于工件與刀具之間的摩擦產(chǎn)生大量熱，這將導(dǎo)致機床、工具和刀具的熱變形，進(jìn)一步形成變形誤差，熱變形和加工系統(tǒng)的熱源分布息息相關(guān)。在加工的過程中，機床的不同位置溫度變化不一致，因此熱變形也不一致，因此，機床產(chǎn)生了幾何誤差，此時工件和刀具之間形成了相對位移，從而導(dǎo)致了幾何誤差。工件在加工過程中產(chǎn)生切削熱，冷卻后將導(dǎo)致幾何誤差，在冷卻后發(fā)生幾何誤差，機械加工通常為單面加工，因此工具的上下表面由于溫度差形成彎曲變形，冷卻后加工表面凹陷。刀具的熱變形也是導(dǎo)致零件表面的幾何誤差，尤其當(dāng)加工時間較長時，刀具熱變形的影響更大[2]。

（4） 幾何誤差對零件加工誤差的影響

在零件的加工階段，加工設(shè)備、夾具和刀具都將產(chǎn)生幾何誤差，或大或小，隨著工作時間的增長，這些部件磨損加快，從而不利于零件加工精度的提升。集合誤差是加工設(shè)備、刀具和夾具自身固有的無法改變，因此，對零件質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。加工設(shè)備的精度和零件的質(zhì)量是密切相關(guān)的，加工設(shè)備在加工階段會產(chǎn)生相應(yīng)的回轉(zhuǎn)誤差，導(dǎo)軌在運動過程中也將產(chǎn)生誤差，加工設(shè)備的傳動鏈在啟動階段也將產(chǎn)生一定的誤差，這些因素都是影響零件精度的主要因素。

（5） 內(nèi)應(yīng)力對零件加工精度的影響

在工件加工階段將受到許多作用力，從而在工件內(nèi)部將產(chǎn)生參與內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的存在將使工件材料的組織發(fā)生改變，所以，內(nèi)應(yīng)力的存在使零件加工誤差的隨機性增大。

2 提高機械加工精度的對策

針對機械加工精度的影響因素分析，可以提出如下的提高加工精度的措施，如下所示：

（1） 誤差直接降低法

對于失誤誤差，通過工藝措施降低該類誤差，例如，利用大主角反向切削法進(jìn)行細(xì)長軸的切削能夠避免由于軸向切削力引起的幾何誤差，或當(dāng)加工設(shè)備采用彈簧頂尖能夠避免誤差的產(chǎn)生等被得到論證，因此，通過優(yōu)化加工工藝計劃也能夠有效地提高零件的加工精度。

（2） 誤差補償法

誤差補償法是控制零件加工誤差有效方法，能夠有效地補償系統(tǒng)的原始誤差，從而能夠提高零件的加工精度。應(yīng)用誤差補償技術(shù)能夠利用計算機輔助技術(shù)，通過修正提高零件的加工精度。但應(yīng)用誤差補償法必須事先全面的掌握零件對機械加工誤差，切不能過于盲目，否則，不能消除加工誤差[3]。

（3）提高加工設(shè)備的精度

機械加工企業(yè)應(yīng)該采用性能優(yōu)良的加工設(shè)備，確保加工設(shè)備具有較高的加工精度，同時提升夾具和量具的精度，來使零件的加工精度能夠滿足要求。同時，應(yīng)該避免工藝系統(tǒng)的刀具磨損、機床、刀具和工件的熱變形，從而能夠使原始誤差降低。在成形工具的加工中，應(yīng)該進(jìn)行刀具準(zhǔn)確地安裝，來降低安裝誤差，提高零件的加工精度。同時，應(yīng)該采取合理的加工方法確保零件的加工精度。

（4）誤差轉(zhuǎn)移法

誤差轉(zhuǎn)移法能夠采用有效的措施將加工系統(tǒng)的幾何誤差轉(zhuǎn)移到對誤差不敏感的區(qū)域，從而能夠確保零件的加工精度。降低了加工誤差對零件加工精度的影響，從而能夠確保零件的質(zhì)量[4]。

（5）采取先進(jìn)的加工工藝

提升零件加工精度，應(yīng)該對影響其加工精度的主要因素進(jìn)行深入地剖析，同時，應(yīng)該增加研發(fā)的經(jīng)費，采取一些有針對性的提高零件加工精度的工藝和技術(shù)，從而能夠避免加工過程中產(chǎn)生的誤差，進(jìn)而提高零件的加工精度。

（6）應(yīng)該預(yù)防零件加工誤差的產(chǎn)生

預(yù)防零件加工誤差也是提高零件加工精度的有效措施，利用該方法能夠有效地減小誤差源，例如，提高加工設(shè)備的精度、消除殘余內(nèi)應(yīng)力等，對于零件加工精度要求較高的情況，利用該方法將增加成本，因此，在零件加工過程中合理使用。

3 結(jié)論

零件的加工階段，不可避免地存在各種誤差，因此，應(yīng)該對使其產(chǎn)生誤差的因素進(jìn)行綜合分析，并且有針對性地提出應(yīng)對措施，從而能夠提高零件的加工精度。

參考文獻(xiàn)

[1] 張桂霞. 機床加工誤差及提高精度的措施探究[J]. 機電信息， 2016， （3）：76-77.

[2] 宋存， 吳孔明.大型非標(biāo)機加工零件提高鏜孔精度及表面質(zhì)量因素探析[J]. 裝備制造技術(shù)， 2016， （6）：246-247.

[3] 堯軍. 提高汽車模具零件加工精度與效率的方法[J]. 模具工業(yè)， 2016， （6）：67-70，74.

[4] 李興瑞.影響機械加工精度的因素及提高措施[J]. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備， 2016， （11）：119-120.

作者簡介：杜紹輝（1970—），男（白族），云南人，江西有色地質(zhì)測試研究院助理工程師，從事機械加工制造工作。endprint