精密機(jī)械的加工精度控制探究

于洋

摘要：在忙碌的加工車間中，一件件產(chǎn)品會(huì)隨著機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)順利出爐，但是如果想要成為一件有價(jià)值的產(chǎn)品，僅僅生產(chǎn)出來是不夠的，特別是對(duì)于精密機(jī)械行業(yè)來說，還需要符合設(shè)計(jì)尺寸要求，這才能算是一件合格的產(chǎn)品。改革開放以來，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)飛速發(fā)展，但是距離國(guó)際頂尖機(jī)械加工水平還有很長(zhǎng)的一段路要走，本文會(huì)針對(duì)加工生產(chǎn)中的產(chǎn)品生產(chǎn)精度的控制進(jìn)行說明與探究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：精密機(jī)械加工;價(jià)值;設(shè)計(jì)要求;產(chǎn)品精度

一、機(jī)械加工精度的概述

1、精密機(jī)械加工精度的定義

所謂加工精度，就是指零部件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)（即尺寸、形狀和表面間的相互位置）與設(shè)計(jì)狀態(tài)的幾何參數(shù)的符合程度。這里需要說明的一點(diǎn)就是，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于種種因素影響，實(shí)際加工的產(chǎn)品不可能完全符合設(shè)計(jì)狀態(tài)的尺寸參數(shù)，這里就會(huì)出現(xiàn)加工誤差這個(gè)名詞。

加工誤差，就是指在加工后，零部件的實(shí)際幾何參數(shù)（即尺寸、形狀和表面間的相互位置）與設(shè)計(jì)狀態(tài)的幾何參數(shù)的偏離程度。在我們的實(shí)際生產(chǎn)加工過程中，在保證產(chǎn)品的使用性能的前提下，是允許加工的零部件有一定的加工誤差的，至于這個(gè)誤差允許量有多大，這個(gè)還要看實(shí)際產(chǎn)品的性能要求。

因此，這篇文章我們要討論的如何提高產(chǎn)品加工精度的問題，實(shí)際上也可以理解為如何降低產(chǎn)品實(shí)際加工誤差的問題。

2、精密機(jī)械加工精度的內(nèi)容

加工精度的內(nèi)容大致包含三個(gè)方面，即尺寸精度、形狀精度與位置精度。

尺寸精度是指用來限制加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過一定的范圍;形狀精度是指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;而位置精度則是指產(chǎn)品零部件的相對(duì)位置的要求。

二、影響機(jī)械加工精度的因素

1、工藝系統(tǒng)的原始誤差

什么是機(jī)械加工行業(yè)中的工藝系統(tǒng)的原始誤差？在機(jī)械加工生產(chǎn)過程中，零部件的尺寸、外形和表面相對(duì)位置的形成，都是取決于生產(chǎn)工件和所用刀具在切削運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)位置。而使用的工件與刀具，又分別安裝在夾具和機(jī)床本體上，并受到主體的約束。所以，加工精度問題牽涉到整個(gè)工藝系統(tǒng)的精度問題，而我們把工藝系統(tǒng)的誤差稱之為原始誤差。下文會(huì)從夾具、刀具以及機(jī)床本體三個(gè)方面進(jìn)行論述他們的影響效果。

（1） 夾具的誤差

所謂夾具，就是將工件固定在我們想要的位置，從而保證工件與刀具以及機(jī)床主體處于正確的相對(duì)位置上。從這點(diǎn)上看，如果夾具在制造過程中本身就存在加工誤差，那么它將會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的加工精度產(chǎn)生很大的影響。

（2）刀具的誤差

刀具在機(jī)械加工中對(duì)于加工精度的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在刀具本身的制造誤差對(duì)于生產(chǎn)加工所帶來的偏差，另外不同種類的刀具對(duì)于加工精度所帶來的影響也是不一樣的。

（3）機(jī)床主體的誤差

由于機(jī)床主體本身就是一個(gè)復(fù)雜的裝配總成，所以機(jī)床的誤差會(huì)存在于本身 零部件的加工誤差、安裝過程中的零部件裝配誤差以及在后面使用過程中的磨損誤差。

2、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的受力變形

工藝系統(tǒng)的受力變形，主要指的是本身的系統(tǒng)在受到外力的作用下，產(chǎn)生變形以及出現(xiàn)位移，從而對(duì)工藝系統(tǒng)內(nèi)部的產(chǎn)品加工精度造成影響。對(duì)于外力的影響造成的工藝系統(tǒng)的變形，我們主要考慮到機(jī)床的變形以及工件的變形。無論是機(jī)床還是工件，一旦在外力作用下出現(xiàn)變形，那么之前已經(jīng)調(diào)整好的工件與刀具的相對(duì)位置就會(huì)改變，這樣就不可避免的出現(xiàn)不可控的加工誤差，從而使加工后的產(chǎn)品出現(xiàn)不同程度的尺寸偏差以及形狀誤差，嚴(yán)重影響產(chǎn)品加工精度的保證。

3、生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的熱變形

工藝系統(tǒng)的熱變形包括系統(tǒng)內(nèi)部的熱源，如切削熱、摩擦熱等，引起的工藝系統(tǒng)的熱變形，還包括外部熱源，如環(huán)境溫度，熱輻射等引起的熱變形。一旦工藝系統(tǒng)受熱出現(xiàn)變形，那么機(jī)床，刀具與工件之間的相對(duì)位置就會(huì)發(fā)生偏差，那么機(jī)床按照指令程序進(jìn)行加工時(shí)，就不可避免產(chǎn)生加工偏差，所以熱變形對(duì)于生產(chǎn)加工工藝系統(tǒng)的加工精度影響還是很大的。

三、提高機(jī)械加工精度的有效途徑

1、減少工藝系統(tǒng)的原始誤差

如果想要從根本上提高工藝系統(tǒng)的加工精度，就要從工藝系統(tǒng)的原始誤差入手。那么什么是原始誤差呢？機(jī)床主體本身的產(chǎn)品精度、工藝系統(tǒng)中的夾具，量具以及刀具本身的制造精度以及工藝系統(tǒng)中的變形均屬于原始誤差。我們?cè)谡{(diào)整機(jī)床上的夾具、工件以及刀具的相對(duì)位置以保證產(chǎn)品的加工精度的時(shí)候，是有一個(gè)大前提的，那就是我們默認(rèn)機(jī)床主體以及夾具、刀具本身的制造精度是準(zhǔn)確的，是符合我們的設(shè)計(jì)精度需求的，如果機(jī)床主體還有夾具、刀具本身的制造精度就不足，就存在很大的加工誤差，那么后續(xù)的工作都將變得毫無意義，這也是為什么說工藝系統(tǒng)的原始誤差對(duì)于加工精度的提升有這很重要的地位。

2、工藝系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償

所謂的補(bǔ)償誤差，就是指我們?nèi)藶榈闹圃煲环N誤差，從而去抵消已經(jīng)存在的一種原始誤差，如果原始誤差為正，那么我們的補(bǔ)償誤差就為負(fù)，反之亦然。通過這種辦法，可以有效地提高整個(gè)工藝系統(tǒng)的加工精度。

3、工藝系統(tǒng)的分化誤差

分化誤差的有效使用體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面，當(dāng)我們已經(jīng)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品誤差過大或者說在有效成本控制下無法一次完成所需精度的產(chǎn)品加工，那么我們就會(huì)采用誤差分化的方式，分多次加工，將誤差進(jìn)行逐級(jí)減弱，從而實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品精度的目的;另一方面，我們?cè)趯?duì)之前產(chǎn)品的誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從宏觀上對(duì)誤差的范圍做一個(gè)定位和分類，這樣在之后的生產(chǎn)中可以有效的改善生產(chǎn)中的誤差，從而實(shí)現(xiàn)提高加工精度的目標(biāo)。

結(jié)論

在我們的實(shí)際生產(chǎn)過程中，我們最終的目標(biāo)就是用最高的效率生產(chǎn)出盡可能多的精度符合要求的產(chǎn)品，這也是我們研究如何提高產(chǎn)品加工精度的意義所在。而在實(shí)際生產(chǎn)加工的過程中，生產(chǎn)精度的影響因素是復(fù)雜多變的，我們只有盡可能多的了解影響加工精度的因素之后，才能夠在實(shí)踐過程中通過不斷努力盡量消除或者減少加工誤差，對(duì)于那些無法根本消除的誤差，要想方設(shè)法的將其控制在不影響產(chǎn)品最終性能的合適公差范圍內(nèi)，以確保生產(chǎn)加工的零部件的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

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