如何確保機(jī)械加工中的加工精度

袁玉福

（中國第一重型機(jī)械股份公司重型裝備事業(yè)部中型裝備制造分廠，黑龍江 齊齊哈爾 161042）

工件是組成現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的基礎(chǔ)部件，而其加工精度直接決定了機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量和精度能否符合生產(chǎn)需要。因而很多工件在加工過程中都要求具有足夠的加工精度，這里的加工精度主要指，在加工過程中零件的尺寸以及形狀和表面得到的位置燈是否符合設(shè)計(jì)圖紙中的相關(guān)參數(shù)，若得到的為理想集合參數(shù)，那么針對(duì)零件尺寸即平均尺寸；針對(duì)零件形狀，即絕對(duì)的平面或者圓、圓柱、錐面或者直線等形狀；而從零件的表面之間進(jìn)行分析，則得到的為絕對(duì)的垂直、平行或者對(duì)稱以及同軸等。而在加工過程中會(huì)出現(xiàn)加工誤差，即實(shí)際的參數(shù)同設(shè)計(jì)理想?yún)?shù)之間存在的偏差。而如何才能夠在加工過程中減少類似誤差，使得所加工工件能夠符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求是當(dāng)前我們需要進(jìn)行進(jìn)一步研究的。

一、工件的加工精度

加工精度主要用于生產(chǎn)產(chǎn)品程度的評(píng)價(jià)，對(duì)于工件加工后的評(píng)定主要是指加工精度和加工誤差。加工精度通常是通過使用公差等級(jí)進(jìn)行衡量，而加工誤差則是指加工后的工件的尺寸和實(shí)際圖紙上設(shè)計(jì)尺寸的相差值。現(xiàn)今，不管使用何種加工方法得到的實(shí)際加工數(shù)據(jù)都無法得到所希望的數(shù)值，因此，只要加工誤差在零件圖要求的公差范圍內(nèi)，能過滿足生產(chǎn)所需，我們就認(rèn)為零件時(shí)符合要求的。在零件的尺寸、幾何形狀和相互位置精度這三項(xiàng)是既相關(guān)又有聯(lián)系，通常情況下，工件的尺寸精度高，其幾何形狀和相互位置精度也高。然而在特殊的情況下還是存在一定的特例。

二、零件的加工經(jīng)濟(jì)精度

零件在加工過程中會(huì)遇到很多加工精度有影響的因素，例如，刀具的磨損，使用同一把刀具先后加工一件工件都會(huì)存在一定的誤差。零件的加工工經(jīng)濟(jì)精度是指不采用特別的加工方式，而是采用一般規(guī)范下的加工條件下能夠達(dá)到的加工精度，在一定的時(shí)間段內(nèi)，采用不同的加工方法所能達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度是在動(dòng)態(tài)變動(dòng)的，加工經(jīng)濟(jì)精度將隨著科技的進(jìn)步、生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代不同以及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)而逐漸提升。

三、影響機(jī)械加工精度的因素

機(jī)械加工誤差的影響原因是多方面的，下面將就影響機(jī)械加工精度的影響因素進(jìn)行闡述：（1）加工原理性誤差主要是指在加工過程中使用近似的刀刃輪廓或近似的傳動(dòng)關(guān)系進(jìn)行加工而產(chǎn)生的誤差。加工原理誤差多出現(xiàn)于螺紋、齒輪、復(fù)雜曲面加工中。（2）調(diào)整誤差是指在加工過程中由于對(duì)于工件的調(diào)整不到位而產(chǎn)生的誤差。（3）機(jī)床的誤差是指機(jī)床由于其在制造過程中安裝不到位或者是在使用過程中由于機(jī)床的磨損等而造成的加工誤差。

機(jī)床的導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差是指機(jī)床的移動(dòng)軸沿著軸線方向的誤差，這種導(dǎo)軌導(dǎo)向精度主要影響到刀具沿著導(dǎo)軌方向與工件在誤差敏感方向的相對(duì)位移。其中的機(jī)床回轉(zhuǎn)軸誤差回轉(zhuǎn)軸沿著中心軸線的方向引起的徑跳等誤差，會(huì)對(duì)加工工件在徑向方向的誤差，機(jī)床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差是機(jī)床運(yùn)動(dòng)從電機(jī)傳動(dòng)到移動(dòng)軸上的傳動(dòng)比之間的誤差。夾具的誤差主要指：（1）定位元件、刀具導(dǎo)向元件、分度機(jī)構(gòu)、夾具體等的制造誤差；（2）夾具裝配后，以上各種元件工作面間的相對(duì)尺寸誤差；（3）夾具在使用過程中工作表面的磨損。（4）工藝誤差是指工件在加工過程中由于切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下產(chǎn)生的工件變形，如果在加工過程中未能考慮到這些變形，將影響到已經(jīng)調(diào)整好的工藝系統(tǒng)中的工件坐標(biāo)系，如果按照這一坐標(biāo)系進(jìn)行加工，將會(huì)產(chǎn)生很大的偏差。

同時(shí)，不同的測(cè)量方法也可能會(huì)帶來一定誤差。

四、如何提高機(jī)械加工精度的方法

1 對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。通過試切—測(cè)量尺寸—調(diào)整刀具的吃刀量—走刀切削—再試切，如此反復(fù)直至達(dá)到所需尺寸。此法生產(chǎn)效率低，主要用于單件小批生產(chǎn)。通過預(yù)先調(diào)整好機(jī)床、夾具、工件和刀具的相對(duì)位置獲得所需尺寸。此法生產(chǎn)率高，主要用于大批大量生產(chǎn)。

2 減小機(jī)床誤差：（1）提高主軸部件的制造精度。應(yīng)提高軸承的回轉(zhuǎn)精度，應(yīng)提高與軸承相配件的精度。（2）對(duì)滾動(dòng)軸承適當(dāng)預(yù)緊：①可消除間隙；②增加軸承剛度；③均化滾動(dòng)體誤差。（3）使主軸回轉(zhuǎn)精度不反映到工件上。

3 減少傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差。傳動(dòng)件數(shù)少，傳動(dòng)鏈短，傳動(dòng)精度高；

4 減小刀具磨損。在刀具尺寸磨損達(dá)到急劇磨損階段前就必須重新磨刀

5 減小工藝系統(tǒng)的受力變形主要從：（1）提高系統(tǒng)的剛度，特別是提高工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度；（2）減小持刀量，根據(jù)工件的材料選用合理的吃刀量。

6 如果要提高系統(tǒng)剛度需要：（1）在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)工件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，保證工件的結(jié)構(gòu)合理：①盡量將工件設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，減少中間連接的薄弱環(huán)節(jié)。②在加工過程中要對(duì)工件的整體性的溫度進(jìn)行分析，避免局部受熱。③應(yīng)合理選擇基礎(chǔ)件、支撐件的結(jié)構(gòu)和截面形狀。

（2）提高連接表面的接觸剛度：①選用合理的機(jī)床連接件的質(zhì)量。②給機(jī)床部件以預(yù)加載荷；③提高工件定位基準(zhǔn)面的精度和減小它的表面粗糙度值。（3）采用合理的裝夾和定位方式

7 減小載荷及其變化需要：（1）合理選擇刀具幾何參數(shù)和切削用量，以減小切削力；（2）毛胚分組，盡量使調(diào)整中毛胚加工余量均勻。

8 減小工藝系統(tǒng)熱變形：（1）減少熱源的發(fā)熱和隔離熱源：①采用較小的切削用量；②零件精度要求高時(shí)，將粗精加工工序分開；③盡可能將熱源從機(jī)床分離出去，減少機(jī)床熱變形；④對(duì)主軸軸承、絲桿螺母副、高速運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌副等不能分離的熱源，從結(jié)構(gòu)、潤滑等方面改善其摩擦特性，減少發(fā)熱或用隔熱材料；⑤采用強(qiáng)制式風(fēng)冷、水冷等散熱措施。

（2）均衡溫度場(chǎng)。（3）采用合理的機(jī)床部件結(jié)構(gòu)及裝配基準(zhǔn)：①采用熱對(duì)稱結(jié)構(gòu)；②合理選擇機(jī)床零部件的裝配基準(zhǔn)。（4）加速達(dá)到傳熱平衡。（5）控制環(huán)境溫度。

9 減少殘余應(yīng)力：（1）增加消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序；（2）合理安排工藝過程。

結(jié)語

本文對(duì)加工精度產(chǎn)生的原因與如何減小機(jī)械加工誤差的方法進(jìn)行了介紹。

[1].林艷華.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2010.