機械加工精度的影響因素及提高措施

王興剛

（大連海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116000）

機械加工精度的影響因素及提高措施

王興剛

（大連海洋大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116000）

本文從機械加工精度的概念及內(nèi)容入手，從工藝系統(tǒng)的幾何精度、受力變形和熱變形三方面，分析了其對機械加工精度的影響，并針對影響機械加工精度的因素，闡述了提高機械加工精度的方法和措施，以期為減少機械加工誤差，提高機械加工質(zhì)量提供參考價值。

機械加工精度；影響因素；提高措施

機械產(chǎn)品由不同零件有機組合而構(gòu)成，每個零件的質(zhì)量不僅在機械產(chǎn)品發(fā)揮其性能過程中起著至關(guān)重要的作用，而且對延長機械產(chǎn)品的使用年限有著直接的影響。因此，機械加工企業(yè)需要采取合理的措施來提高機械加工的精度，在保障機械產(chǎn)品質(zhì)量的同時，維護企業(yè)的良好形象。

1 機械加工精度的概念和內(nèi)容

機械加工精度主要指零件經(jīng)過加工處理以后，其實際的幾何參數(shù)（如零件的位置、形狀和尺寸等）和理想的幾何參數(shù)之間偏離的程度。機械加工的精度越高，表示加工過程中產(chǎn)生的誤差越小，反之則表示誤差較大，而國家對加工精度高低有詳細嚴格的公差標(biāo)準。

機械零件加工精度主要體現(xiàn)在三個方面：尺寸精度、形狀精度和位置精度。尺寸精度是指零件加工后實際尺寸和基準尺寸相契合程度，兩者之間誤差需要控制在一定的范圍之內(nèi)；形狀精度是指加工后零件幾何形狀與設(shè)計要求的幾何形狀之間的契合度，如加工零件的圓度與直線度等；位置精度是指零件加工后的表面和基準之間的相對位置。

機械零件在加工的過程中，即使生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程一樣，也會因受到機械設(shè)備變化和環(huán)境變化等因素影響，使得零件的幾何參數(shù)出現(xiàn)誤差，但是操作人員只要掌握誤差變化規(guī)律，采取合理的解決措施，就可以提高機械加工的精度，將誤差控制在允許的范圍之內(nèi)。

2 機械加工精度的主要影響因素

機械加工精度的主要影響因素主要體現(xiàn)在三個方面：工藝系統(tǒng)幾何精度、工藝系統(tǒng)受力變形和工藝系統(tǒng)熱變形。這三個方面雖然影響的原因不同，但是其結(jié)果卻是一致的，對機械零件的質(zhì)量造成不利影響。

2.1 工藝系統(tǒng)幾何精度對機械加工精度的影響主要是加工誤差對加工精度的影響。例如加工原理產(chǎn)生的誤差、機床操作產(chǎn)生的誤差和加工刀具產(chǎn)生的誤差等。以機床操作產(chǎn)生的誤差為例，其原因就包括：機床主軸軸承本身存在誤差，影響到其回轉(zhuǎn)的精度，從而產(chǎn)生誤差；機床的前后導(dǎo)軌平行度出現(xiàn)扭曲，也會產(chǎn)生誤差等。

2.2 工藝系統(tǒng)受力變形對機械加工精度的影響主要是加工過程中零件在力作用出現(xiàn)形變對加工精度的影響。例如零件加工受力點的位置變化出現(xiàn)的形狀誤差；毛坯材料的硬度不均從而使受力不均出現(xiàn)的加工誤差；在加工環(huán)節(jié)中受力變形出現(xiàn)的形變誤差等。

2.3 工藝系統(tǒng)熱變形對機械加工精度的影響主要是零件在加工過程會因為受熱而出現(xiàn)的變形。例如機床加工零件時熱變形引起的誤差；零件在加工時受熱產(chǎn)生的幾何形變；刀具在加工時受熱形變引起的誤差等。這些都會影響到機械加工精度。

3 提高機械加工精度的方法和措施

3.1 直接減少加工誤差的方法。直接減少加工誤差主要是應(yīng)用在控制機床或者刀具因受熱受力變形等方面產(chǎn)生的誤差，通過采用高精度刀具或者夾具來提高控制機床的精度，從而達到消除或者減少誤差的目的。例如在細長軸車削的操作過程中，零件很容易因受力不均或者發(fā)熱等不良影響出現(xiàn)彎曲變形的情況，操作人員可以在反向切削方法的基礎(chǔ)上加裝彈簧后頂尖，這樣零件因受熱伸長的影響就會得到有效消除。

3.2 補償和轉(zhuǎn)移加工誤差的方法。誤差補償是指操作人員在機械加工的過程中引入新誤差用來彌補原有誤差的方法。例如，如果機械加工的原始誤差是負值，操作人員就在加工操作的過程中故意制造出與原始誤差絕對值相等的正值，從而對原始誤差進行有效抵消，起到提高機械加工精度的作用。誤差轉(zhuǎn)移是指操作人員采取合理的措施，將工藝系統(tǒng)的熱變形、受力變形與幾何誤差等轉(zhuǎn)移到對機械加工精度沒有影響的方向。例如在多工位或者轉(zhuǎn)位刀架等加工工序，其分度和轉(zhuǎn)位的誤差會影響到零件表面加工精度，操作人員可以將刀具進行垂直安裝，這樣刀架轉(zhuǎn)位產(chǎn)生的重復(fù)定位誤差將會被轉(zhuǎn)移到加工零件內(nèi)孔的表面誤差，從而不會對機械加工的精度產(chǎn)生影響。

3.3 分化原始誤差的方法。如果加工企業(yè)只是采取提高零件毛坯的精度或者上道工序加工精度的措施，并不能實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。機械加工企業(yè)可以將毛坯按照尺寸誤差的大小分成n組，這樣每組毛坯誤差僅為原來1/n，然后按照各組平均尺寸調(diào)整刀具與夾具位置，這樣就可以縮小整組零件尺寸的分散范圍，提高零件加工的精度。

3.4 機械零件就地加工的方法。如果機械零件在第一次加工的時候，其精度不能達到規(guī)定要求，操作人員可以采取就地加工的方法，對機械零件進行再次加工，以確保消除其存在的誤差，使其符合使用的要求。例如操作人員可以將牛頭刨和龍門刨等工作臺面裝配在機床上，對機械零件采取“自刨自”方式的精加工，確保滑枕和橫梁平衡度；在加工機床上面修正卡盤平面平直度和卡爪同軸度等。由于工件在加工與裝配的過程中，需要涉及到零部件之間復(fù)雜的關(guān)系，如果提高機械零件的加工精度較為困難，操作人員也可以在零件安裝完成后，再對其采取精加工措施，從零件整體上減少加工誤差。

結(jié)語

總之，機械加工精度不僅影響到產(chǎn)品質(zhì)量，而且對加工企業(yè)的信譽和形象有著直接的影響。雖然機械加工過程中不可避免地會產(chǎn)生加工誤差，但是只要操作人員依據(jù)具體的情況，準確分析加工誤差產(chǎn)生的原因和規(guī)律，并采取合適的預(yù)防和改進措施，如直接減少誤差法、轉(zhuǎn)移和補償誤差法、分化原始誤差法和就地加工法等，將誤差控制在國家規(guī)定允許的范圍之內(nèi)，就可以真正地提高機械加工的精度，確保機械零件加工的質(zhì)量。

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