淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施

（山東科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院，山東 青島 266510）

淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施

劉坤華 王 慶 張 超 于洪緒

（山東科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院，山東 青島 266510）

機(jī)械加工的精度控制，對(duì)機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的作用。而在實(shí)際操作過(guò)程中，由于諸多因素的影響，加工精度并不能夠得到百分百的精確，一些誤差是不可避免的。如何使機(jī)械加工精度達(dá)到一個(gè)理想的程度，是目前機(jī)械加工企業(yè)所要考慮的一個(gè)重要問題。本文就對(duì)機(jī)械加工精度的一些影響因素加以分析，并提出合理的控制措施。

機(jī)械加工；精度控制；提高精度；措施

一、機(jī)械加工精度

機(jī)械加工精度是指工件在機(jī)械加工之后的實(shí)際集合參數(shù)與零件原設(shè)計(jì)圖紙所規(guī)定的理想值符合程度的一個(gè)指標(biāo)。通常情況下，加工精度包括位置精度、尺寸精度以及形狀精度。我國(guó)各行業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的催動(dòng)下，對(duì)機(jī)械零件的加工的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。機(jī)械零件的加工質(zhì)量，包括機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面的要求。通常設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)零件的具體使用要求來(lái)規(guī)定零部件的加工精度，并采取適當(dāng)?shù)墓に嚪椒▉?lái)對(duì)誤差范圍加以控制。通過(guò)精度的控制，一方面可以提高生產(chǎn)效率，另一方面也可以降低加工的成本，提高工件使用壽命。

1 影響加工精度的原始誤差

在零件加工過(guò)程中，刀具和工件安裝在機(jī)床和夾具上，工件、機(jī)床、道具和夾具共同組成了一個(gè)完整的工藝系統(tǒng)。原始誤差是由在工件與刀具切削過(guò)程中，其相互位置發(fā)生了一定的變動(dòng)造成的。工藝系統(tǒng)中的誤差也是造成零件加工誤差的原始根源。根據(jù)加工操作的順序，可將原始誤差分為以下三類：

（1）加工前的誤差：這類誤差主要是加工設(shè)計(jì)原理出現(xiàn)了誤差，以及后期的調(diào)整誤差、機(jī)床夾具、工件裝夾和道具制造出現(xiàn)的誤差。

（2）加工中的誤差：在加工過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，主要包括工藝系統(tǒng)受力和系統(tǒng)受熱產(chǎn)生變形對(duì)加工精度產(chǎn)生的誤差。

（3）加工后的誤差：主要是指殘余應(yīng)力所引起的變形。殘余應(yīng)力又稱作為內(nèi)應(yīng)力，是指當(dāng)外部的荷載去除后，仍然存在工件內(nèi)部的應(yīng)力。它是因?yàn)樵趯?duì)工件進(jìn)行熱加工或冷加工時(shí)，由于金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化所產(chǎn)生的。

2 機(jī)械加工誤差的分類

從誤差是否與切削的狀態(tài)有關(guān)系，可將加工誤差分為靜態(tài)誤差與切削狀態(tài)誤差。其次，凡是誤差的方向與大小都在掌握或知曉范圍內(nèi)統(tǒng)稱為系統(tǒng)誤差。不能夠完全掌握的誤差可歸為隨機(jī)誤差。

二、影響機(jī)械加工精度的因素

在實(shí)際操作中，影響機(jī)械加工精度的因素有很多種，具體來(lái)說(shuō)，可以總結(jié)分為以下幾個(gè)方面。

1 加工原理產(chǎn)生的誤差

加工原理出現(xiàn)的誤差，是指在使用近似的成型運(yùn)動(dòng)或切削刀輪廓時(shí)，對(duì)機(jī)械加工所產(chǎn)生的一定誤差。就以滾齒加工時(shí)所用的齒輪滾刀為例，一般情況下存在著兩種不同類型的誤差。第一，由于在制造時(shí)，存在一定的難度，通過(guò)阿基米德基本蝸桿來(lái)代替漸開線基本蝸桿，就很容易會(huì)出現(xiàn)切削刀齒廓類似造形的誤差。另一方面，由于滾刀的刀齒數(shù)量對(duì)加工也有一定的影響。而在實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)一條折線齒形，理論上來(lái)說(shuō)應(yīng)該是一條光滑的漸開線，因此在應(yīng)用過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)誤差。

2 刀具與夾具所存在的誤差

刀具和夾具是實(shí)際加工過(guò)程中所涉及到的尤為重要的加工工具。因此對(duì)機(jī)械加工的質(zhì)量和精度都會(huì)有很大的影響。通常情況下，刀具與夾具的不同，所帶來(lái)的精度影響也有所不同。例如，定尺寸的刀具會(huì)對(duì)加工零件的尺寸帶來(lái)直接的影響，成形刀具會(huì)對(duì)零件的加工面帶來(lái)影響。如果刀具出現(xiàn)磨損，也會(huì)將被加工面的位置發(fā)生改變。除此之外，刀具的尺寸和熱容量如果較小，在實(shí)際操作中就會(huì)產(chǎn)生巨大的溫升，進(jìn)而造成加工誤差。

夾具對(duì)機(jī)械加工精度的影響，主要是夾具的位置是否正確。如果夾具的定位、安裝以及分度出現(xiàn)誤差，那么也會(huì)對(duì)工件的定位造成一定的影響。部件較容易發(fā)生形變。

3 主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差

當(dāng)主軸幾段軸頸的同軸度或軸承之間的同軸度等出現(xiàn)了誤差，就很容易讓主軸產(chǎn)生徑向回轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致誤差的發(fā)生。當(dāng)主軸的軸肩端面和軸承的承載端面在主軸的回轉(zhuǎn)軸線有垂直度誤差時(shí)，就會(huì)發(fā)生軸向竄動(dòng)的情況。這種誤差會(huì)對(duì)加工零件的垂直度以及平面度等方面造成巨大的影響。

三、提高機(jī)械加工精度的措施

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，產(chǎn)生誤差的因素分析，改善機(jī)械工件加工質(zhì)量的方法有很多種，筆者結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)以及文獻(xiàn)參考提出以下幾點(diǎn)行之有效的建議。

1 直接縮小誤差法

對(duì)誤差的直接縮小與控制是現(xiàn)實(shí)中采用最為普遍的方法，它通過(guò)查出出現(xiàn)誤差的原因，再去積極的尋找解決這一問題的辦法。就以細(xì)長(zhǎng)軸的車削來(lái)說(shuō)，由于長(zhǎng)期收到熱與外力的影響，往往在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)彎曲變形的現(xiàn)象。根據(jù)這一原因，在加工過(guò)程中可以使用反向切削法，并在銷刀的頂尖處加上彈簧，就可以降低熱伸長(zhǎng)的發(fā)生概率。

2 誤差補(bǔ)償法

誤差補(bǔ)償法，也可以說(shuō)是一種人為的誤差。通過(guò)人為誤差對(duì)加工過(guò)程中已經(jīng)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行矯正，從而達(dá)到抵消消除原始誤差的目的。例如，在原始誤差變現(xiàn)為負(fù)值時(shí)，我們可以將人為誤差取值為正值。通過(guò)這兩種誤差的綜合，便可以有效的提高加工精度。

3 轉(zhuǎn)移原始誤差法

通俗來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)移誤差法的原理是將工藝系統(tǒng)中的幾何誤差、受力變形或熱變形進(jìn)行轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移的方法也有很多種，具體根據(jù)實(shí)際操作中的情況加以采用。

4 就地加工法

就地加工法，也可稱作為自身加工修配法。是指在機(jī)械加工過(guò)程中，對(duì)某些重要表面在裝配之前不進(jìn)行精加工，待裝配之后，再在自身機(jī)床上對(duì)這些表面作精加工。在加工和裝配過(guò)程中，產(chǎn)生的誤差往往會(huì)牽扯到零件或者部件之間的相互關(guān)系，這種影響關(guān)系非常復(fù)雜，如果只是盲目的提高零部件本身的精度，非常困難。而利用這種方法便可以行之有效的解決。

結(jié)語(yǔ)

隨著各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，對(duì)機(jī)械加工精度的控制越來(lái)越嚴(yán)格。我國(guó)企業(yè)的工作人員以及管理者只有不斷的加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高機(jī)械加工的精度，才能夠在日后的競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。現(xiàn)代化的機(jī)械加工生產(chǎn)工藝，只有努力提高加工精度，避免誤差，才能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的機(jī)械零部件。

[1]任妙芳．淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施[J]．機(jī)械研究與應(yīng)用,2010（02）．

[2]王國(guó)敏．淺析機(jī)械加工精度的影響因素及對(duì)策[J]．經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊,2010（26）．

[3]佟曉飛．機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施初探[J]．黑龍江科技信息,2009．

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