提高加工精度與機加工誤差成因探析

摘要：為達到加工過程穩定地加工出符合設計精度要求的零件這一機械加工追求的目標。我們在了解加工精度的影響因素后，在掌握降低加工誤差方法的同時，并選用合適的切削參數進行加工，均能使加工精度得到較大幅度的提高，從而降低加工誤差，保證零件的加工質量。

關鍵詞：機械加工 加工精度 數控機床

對于高精度薄壁類零件，實現高效、高精度加工的關鍵有兩點:一是采用高速切削加工技術，高速切削加工具有低切削力、低切削溫度、高效率的特點，縮短加工周期的關鍵;二是選用合適的防變形裝夾技術，減少或避免由于裝夾變形產生的尺寸精度誤差和表面質量損失。同時，根據零件的具體結構，采取不同的工藝措施及手段，如工序安排、走刀路線、切削參數優化、裝夾方式等，基本上可以滿足現有同類零件的設計制造需求。

1 薄臂套類零件的介紹 

套類零件是用來支承旋轉軸及軸上零件或用來導向的，該類零件的主要表面是內孔和外圓，其主要的技術要求是內孔及外圓的尺寸以及圓度要求，內外圓之間的同軸度要求，孔軸線與端面的垂直度要求。而薄壁套類零件壁厚很薄，徑向剛度很弱，且該類零件材料去除率高，生產特點是品種多、批量小，甚至是單件生產。同時零件的一個顯著結構特點和生產模式決定了其制造技術一直處于不穩定狀態，加工制造一直存在加工周期長、加工成本高、加工精度不易控制等難點。加工中需要解決的主要問題是控制和減小變形，在此基礎上，希望盡可能提高切削效率、縮短加工周期。

2 機械加工精度分析 

理想的零件參數和零件經過加工之后的參數相差程度就是通常所說的加工精度，往往在加工過程中因為機械加工設備以及其他條件的制約，在這些幾何參數之間總會出現一些加工誤差。誤差的大小直接表明了整個加工過程中的精度的高低。一般情況下，都是把加工精度劃分成3個方面的內容來研究，首先是尺寸的精度，它只局限于零部件表面和基準之間的尺寸誤差；其次是幾何形狀的精度，它只局限于零部件表面幾何形狀的誤差；第三是相互位置的精度，它只局限于零部件表面與其基準之間的具體位置的誤差。其實無論是用什么器具去加工，誤差是不可避免的，只是我們能夠通過精密的儀器將這種生產誤差減少到的最低，讓所加工的產品靠近理想的幾何參數，也就是時平常所說的可容許的生產誤差之內。 

實踐告訴我們，只要操作者能夠認真、仔細的依照生產器具去生產，很多誤差都是可以避免的，精準度的高低并不完全是機器的精密與否就能達到的，在傳統的機械加工行業，很多精密的儀器都是通過生產者的細心調整和精密設置，才生產出一系列的精密產品，在機械加工過程中，影響整個加工精度的因素有很多。所以我們必須在生產之前對材料和需要加工的零件的形狀、尺寸以及表面之間具體位置都要經過嚴格的分析和研究，才能在整個加工的過程中提高精度而降低加工誤差。

3 機械加工精度的影響因素 

3.1 加工原理誤差。加工原理誤差通常都是指在使用了近似的切削刃輪廓或近似的成形運動之后，在加工中所產生和引發的一系列誤差，比如，在滾齒的加工過程中齒輪滾刀都會出現以下兩種誤差；其一，切削刃齒廓近似極易造成造型上的誤差，加上制造上的一些難度，在選用法向直廓基本蝸桿或阿基米德基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿；其二，因為滾刀刃齒數是有限，所以在實際加工中容易出現一條折線的齒形，這在理論上的光滑漸開線是有著天壤之別的。通過選用近似的切削刃輪廓或近似的成形運動，很多時候都會給加工帶來原理上的誤差，不過這樣可以簡化整個機床和刀具的具體結構，所以他可以大幅度地提高加工生產的效率，在一些經驗比較豐富的技術人員手中甚至還能出現較高的機械加工的精度。

3.2 主軸回轉誤差。機床主軸是刀具或裝夾工件的基準，同時主軸還能把動力和運動傳給所有需要加工的工件和刀具，因此主軸回轉的誤差往往會直接導致和影響整個被加工零部件的精度。主軸回轉誤差通常都是指主軸每一個瞬間的真實回轉軸線相對其平均回轉軸線的一個變動量。它通常都是分為軸向竄動、角度擺動和徑向圓跳動三種形式進行研究和分析的。引發和產生主軸徑向回轉誤差原因主要有：軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸幾段軸頸的同軸度誤差、主軸繞度等。不過它們對主軸徑向回轉精度的影響大小，一般情況下都是隨具體的加工方式而改變的。軸承承載端面和主軸軸肩端面對主軸回轉軸線，就極易產生軸向竄動，所以就會產生垂直度的誤差。加工方法的不同，所引起的主軸回轉誤差的加工誤差也不一樣。在車床加工內孔和外圓的時候，主軸徑向回轉誤差通產還能引起工件的圓柱度和圓度誤差，不過一般情況下是對加工工件的端面不會產生影響的。主軸軸向回轉誤差通常對加工內孔和外圓的影響起不到太大的作用，不過對于加工端面的平面度和垂直度則有著至關重要的影響。在車螺紋的時候，主軸向回轉誤差還能導致被加工螺紋的導程產生相應周期性的誤差。 

4 提高機械加工精度的措施 

4.1 直接減少誤差法。直接減少誤差方式在實際生產中應用最為廣泛，是存查明產生加工誤差的主要因素直進行減少或消除的方法。例如：細長軸的車削，由于受力和熱的影響而使工件產生彎曲變形，現采用“大進給反向切削法”，再輔之以彈簧后頂尖，可進一步消除熱伸長的危害。 

4.2 誤差補償法。誤差補償法，是人為地造成的一種新誤差，去抵消原來工藝系統中的原始誤差。當原始誤差是負值時人為的誤差就取正值，反之，取負值，并盡量使兩者大小相等；或者利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等，方向相反，從而達到減少加工誤差，提高加工精度的目的。就是人為地造出一種新的原始誤差．去抵消原來工藝系統中同有的原始誤差，從而減少加工誤差，提高加工精度。

當今國際上機械產品的競爭歸根結底是工藝技術的競爭。為了盡快提高我國機械加工技術水平，增強競爭力，筆者針對我國機械加工技術的現狀，對今后機械加工發展提出了相應對策與建議。以利于使我國機械加工技術盡快趕上工業發達國家的先進水平。

參考文獻

[1] 張亮峰，趙建樹.機械加工工藝基礎與實習[M].北京：高等教育出版社，2009

[2] 席子杰.數控機床加工工藝編程與維修[M].長春：吉林電子出版社，2010