淺析影響機械加工精度因素與提高措施

摘要：如何使工件的加工達到質量要求，如何減少各種因素對加工精度的影響，就成為加工前必須考慮的事情，也就是要對影響機械加工精度的因素進行分析。本文結合自己多年的工作實踐經驗，就影響機械加工精度的因素做一闡述。

關鍵詞：加工精度；誤差；提高

加工精度是指零件加工后的實際幾何參數（尺寸、形狀和位置）與理想幾何參數的符合程度。在機械加工中，誤差是不可避免的，但誤差必須在允許的范圍內。通過誤差分析，掌握其變化的基本規律，從而采取相應的措施減少加工誤差，提高加工精度。

1、機械加工產生誤差的主要原因

（1）主軸回轉誤差。主軸回轉誤差是指主軸各瞬間的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的變動量。產生主軸徑向回轉誤差的主要原因有：主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承本身的各種誤差、軸承之間的同軸度誤差、主軸撓度等。

（2）導軌誤差。導軌是機床上確定各機床部件相對位置關系的基準，也是機床運動的基準。導軌的不均勻磨損和安裝質量，也是造成導軌誤差的重要因素。

（3）傳動鏈誤差。傳動誤差是指內聯系的傳動鏈中首末兩端傳動元件之間相對運動的誤差。傳動誤差是由傳動鏈中各組成環節的制造和裝配誤差以及使用過程中的磨損所引起。

（4）刀具的幾何誤差。任何刀具在切削過程中，都不可避免要產生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀的改變。

（5）定位誤差。一是基準不重合誤差。在零件圖上用來確定某一表面尺寸、位置所依據的基準稱為設計基準。在工序圖上用來確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據的基準稱為工序基準。在機床上對工件進行加工時，需選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。二是定位副制造不準確誤差。

（6）工藝系統受力變形產生的誤差。一是工件剛度，工件由于剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大。二是刀具剛度。外圓車刀在加工表面法線方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計。三是機床部件剛度。目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。

（7）工藝系統受熱變形引起的誤差。在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時可占工件總誤差的50%。

（8）調整誤差。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加工精度起到決定性的作用。

（9）測量誤差。由于測量方法、量具精度以及工件和主客觀因素都直接影響測量精度。

2、提高加工精度的工藝措施

保證和提高加工精度的方法，大致可概括為以下幾種：

（1）減少原始誤差。提高零件加工所使用機床的幾何精度，提高夾具、量具及工具本身精度，控制工藝系統受力、受熱變形、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬于直接減少原始誤差。為了提高機械加工精度，需對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析，根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取不同的措施解決。對于精密零件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形：對具有成形表面的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。

（2）補償原始誤差。誤差補償法，是人為地造出一種新的誤差，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。

（3）轉移原始誤差。誤差轉移法實質上是轉移工藝系統的幾何誤差、受力變形和熱變形等。

（4）均分原始誤差。在加工中，由于毛坯或上道工序誤差的存在，往往造成本工序的加工誤差，或者由于工件材料性能改變，或者上道工序的工藝改變（如毛坯精化后，把原來的切削加工工序取消），引起原始誤差發生較大的變化。解決這個問題，最好是采用分組調整均分誤差的辦法。這種辦法的實質就是把原始誤差按其大小均分為n組，每組毛坯誤差范圍就縮小為原來的1/n，然后按各組分別調整加工。

（5）均化原始誤差。對配合精度要求很高的軸和孔，常采用研磨工藝。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件做相對運動過程中對工件進行微量切削，高點逐漸被磨掉（當然，模具也被工件磨去一部分），最終使工件達到很高的精度。這種表面間的摩擦和磨損的過程，就是誤差不斷減少的過程，這就是誤差均化法。它的實質就是利用有密切聯系的表面相互比較，相互檢查從對比中找出差異，然后進行相互修正或互為基準加工，使工件被加工表面的誤差不斷縮小和均化。在生產中，許多精密基準件（如平板、直尺等）都是利用誤差均化法加工出來的。

（6）就地加工法。在加工和裝配中，有些精度問題牽涉到零件或部件間的相互關系，相當復雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法（也稱自身加工修配法），就可能很方便地解決看起來非常困難的精度問題。就地加工法在機械零件加工中常用來作為保證零件加工精度的有效措施。

3、結束語

在機械加工中，誤差是不可避免的，只有對誤差產生的原因進行詳細的分析，才能采取相應的預防措施減少加工誤差，提高機械加工精度。