改進機械加工精度的方法研究

王娟

摘 要：機械加工精度指的是零件在加工之后的實際的尺寸、位置、形狀等參數和理想的尺寸、位置和形狀之間的差距。本文對機械加工工藝流程進行了闡述，還對機械加工的精度進行了分析，進而提出了能夠改進機械加工精度的措施，這對于工程的實踐有積極的指導作用。

關鍵詞：機械加工 措施 精度

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（c）-0082-01

1 對機械加工精度和誤差的分析

1.1 機械加工精度的內容

（1）尺寸精度。主要是表示零件經過機械加工之后的長度、直徑等的真實尺寸和理想尺寸之間的相符合程度。

（2）位置精度。零件經過機械加工后的真實幾何位置和理想的幾何位置之間的相符程度。位置的誤差必須要小于零件的尺寸公差。

（3）形狀精度。零件經過機械加工之后的真實的幾何形狀和理想的幾何形狀之間的相符程度。

1.2 機械加工工藝流程

機械加工工藝流程是工件或零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等。為保障生產的均衡和合理，必須要以工藝實驗和工藝原理為基礎，根據實際的機械零件的生產需要來制定明確的工藝流程，避免生產出質量低、效率低的零件。對于工藝過程的擬定，要多角度、全方位的對其進行分析，比如對于圖紙的技術需要、零件形狀和位置以及加工過程的熱處理、輔助的程序等等的設計進行全面的衡量，最后制定出一個最合適的加工工藝流程。

1.3 機械加工的誤差分析

首先，在零件加工之前，可能存在（1）機床的調整誤差。比如模版的制造中的誤差以及元件的位置誤差。（2）加工原理存在的誤差。比如采取輪廓相似的刀具進行加工引起的形狀誤差。（3）機床的幾何誤差。主要包括：機床主軸回轉誤差、導軌導向誤差、傳動鏈傳動誤差等。

其次，零件在加工過程中由于受力變形和受熱變形也會產生一些誤差。當工件剛度低于機床、刀具和夾具的剛度時，其在夾緊力、切削力和慣性力的作用下會產生變形，該變形又導致加工的穩定性不足，進而產生相對位置變動，加大誤差。另外，由于切削熱、摩擦熱以及工作環境中熱源的影響，工藝系統會發生變形，進而導致加工誤差的產生。

再次，要保證加工表面的尺寸、形狀以及位置等符合一定的精度，就需要對零件的加工工藝系統進行調整，但是調整的誤差又會對加工的精度帶來一定影響。零件加工之后，測量零件時用的測量方法和測量工具、測量力等都會產生誤差，工件使用之后的殘余力有時候也會帶來誤差。

2 影響機械加工精度的因素

2.1 工藝系統的制造精度和磨損程度的影響

不同的構成對機械加工精度有不同的影響，產生的誤差主要包括導軌的制造誤差以及導軌的磨損和質量誤差、軸承本身的誤差以及主軸的繞度等產生的回轉誤差、由于各個環節的裝配誤差引起的傳動鏈誤差、制造的誤差、夾具的定位不準確產生的誤差等等。導軌誤差，因為導軌是機床中的確定部件位置的基準，其各項誤差會對被加工物件的精度。在車床上，如果導軌向前突出的時候會產生鼓形的加工誤差，如果導軌向后突出的時候，會產生鞍形的加工誤差。導軌誤差還會導致傳動鏈的兩端的相對運動誤差。要保證精度，就必須減少傳動件的數量，縮短工件傳動的路線。

2.2 工藝過程中的測量和調整誤差產生的影響

機械工件在加工的過程中需要對其進行檢驗，但是量具在測量時候的各個因素會產生誤差。其次，為了獲得零件加工之后的尺寸、形狀和位置等要素，要對其進行多次定位，定位基準的調整也會產生誤差。

2.3 加工工藝的受熱變形產生的影響

加工工藝系統會受到摩擦、切削熱和日光等熱源影響。這種受熱影響可以分為以下三種，（1）機床因為受熱變形，使得機床的幾何精度發生改變。（2）刀具因為高溫受熱變形，進而影響被加工件的精度。如果刀具連續工作時間過長，會產生圓柱度以及平面度的誤差。（3）某些工件因為切削產生的熱源而變形，熱變形之后的工件會產生各類誤差。如果受熱變形比較均勻，會使得尺寸發生變化。如果受熱不均勻，會引起部分形狀變化。

3 改進機械加工精度的措施

3.1 誤差抵消法

誤差抵消法，就是人為地制造一種新誤差，去抵消或補償原來工藝系統中的原始誤差。當原始誤差是負值時，產生的人工誤差就取正值，反之，如果原始誤差是負值，則人工誤差就取正值，并盡量使兩者大小相等。除此之外，可以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，提高機械加工精度的目的。

3.2 原始誤差的改進

（1）平均原始誤差。有些精度要求很高的零件，可以通過加工使得零件加工表面的原始誤差均勻化。通過有密切聯系的工件和工具表面的相互比較和檢查，從中找出它們的差異，進而再對零件進行修正或者按照基準進行加工。在實際的生產過程中，直尺、端齒分度盤和平板等都是采用將原始誤差平均化的原理來加工的。

（2）轉移原始誤差。將機械零件的原始誤差從敏感方向轉移到非敏感方向，進而達到將機械工藝的受力變形、幾何誤差以及熱變形等原始誤差轉移的目的。原始誤差能否直接在加工誤差上反映出來，是否能夠提高零件的精度，決定于其是否在誤差的敏感方向上。比如，機床的主軸和工件之間采取浮動聯接之后，就會將機床主軸上的原始誤差轉移。

（3）減少原始的誤差。通過提高量具和夾具的本身精度，減少加工工藝系統的受熱、受力和刀具的磨損以及測量誤差，都能實現減少原始的誤差的目的。如果想要提高機械的加工精度，就要對各個原始誤差都進行研究，對于不同的誤差采用不同的方式進行解決。對于有固定形狀的零件的加工，要減少刀具安裝和刀具的具體形狀的誤差，對于一些很精密的零件的加工，要提高所用的精密機床的剛度以及精度。

（4）分化原始誤差法。采取一些分化原始誤差的方法，能夠提高零件的加工精度。該方法依據誤差的反映規律，將毛坯或工序上的具體工件尺寸分成n個組，每個組的尺寸范圍被縮小為原來的1/n。，然后依據具體的誤差范圍分別調整刀具相對工件的正確位置，從而縮小整批工件的分散范圍。

4 結語

從理論和實踐上來看，加工誤差具有必然性，且不可避免。為了將誤差控制在合理的可接受范圍內，并提高加工精度，必須對產生誤差的具體原因進行分析研究，采取相應的措施，多管其下，最大限度的減少誤差，提高機械加工精度。研究機械加工精度的提高措施，對于機械制造業的發展以及目前的市場需要具有重要意義。

參考文獻

[1] 熊梁山.機械制造技術基礎[M].武漢：華中科技大學出版社，2005.

[2] 汪堯.工藝系統幾何誤差對加工精度的影響分析[J].黑龍江科技信息，2004，18（3）：88-92.

[3] 朱正欣.機械制造技術[M].北京：機械工業出版社，1999.

[4] 楊曉娟.機械加工誤差產生原因及解決措施[J].淮北職業技術學院學報，2010，9（5）：81-82.

[5] 黃安樂.淺析機械加工誤差產生原因及消除措施[J].中國新技術新產品，2011（2）.endprint