機械加工精度的影響因素及提高措施

吳南壽 何家毅

摘要：自從我國改革開放以來，國民經濟不斷得到增強，國內機械制造業的發展也相當迅速，本文筆者首先進行淺析影響機械加工精度的因素，進而提出切實有效的改進策略，望給同行們相關理論研究提供一個價值性參考。

關鍵詞：機械加工精度；誤差；改進策略

一、引言

隨著21世紀地球村的到來，我國的經濟獲得飛快發展，人們的工作條件與生活質量不斷得到改善，同時提出了對產品質量更高的要求，機械加工精度會使產品質量直接受到影響。因此加強分析機械加工精度非常有必要。

二、影響機械加工精度的主要因素

1、工藝系統集合的誤差

1.1機床本身產生的幾何誤差。對于機械零件的成型， 在其加工過程中通常都是采取道具的一次性運行來實現。所以，零件的加工精度和機床的精度兩者有著密切的關聯。機床的誤差對于零件加工出現的誤差而言，主要有三種誤差：分別是主軸回轉、導軌與傳動鏈誤差。經由長時間的運轉，機床出現的磨損會導致其加工精度有所下降，使生產誤差不斷出現。

①主軸回轉產生誤差：零件加工的基準來自于機床的主軸，若是主軸出現了誤差勢必導致零件加工精度受到一定的影響從而產生一些誤差。

②導軌產生誤差：導軌的主要用途是用來進行確定零件的相對位置，同時在機床整體運動中所發揮的作用至關重要，導軌本身因生產制造的緣故會存在一些誤差，而且其安裝質量也會產生一定的影響，這也是導致機床精度下降的主要原因。

③傳動鏈產生誤差：傳動鏈兩端的傳動元件之間會出現一些誤差。

1.2夾具產生的幾何誤差，夾具的主要作用是確保機床與刀具自始至終處于正確的位置，若是機床而后刀具出現偏移，勢必對加工精度造成相當大的影響，所以夾具產生的誤差會在很大程度上影響到加工精度。

1.3刀具產生的幾何誤差。刀具的幾何誤差對零件加工精度也有著非常重要的影響，各種類型加工刀具其特點有所不同，在進行加工使用特殊的刀具時，會出現一些誤差而使加工精度受到影響，對于普通的刀具而言，其制造誤差不會直接影響到加工精度。

2、工藝系統受力變形產生的誤差

在機械加工過程當中，系統在受到外力作用下會出現各種不同程度的變形，致使刀具與零件之間的位置出現一些變化。導致工藝系統發生變形的因素主要有兩個，第一是零件的剛度，零件剛度在工藝系統中通常比機床與刀具都要低，所以在切削力的影響下，十分容易因缺乏零件的剛度發生變形，變形量通常按照材料力學公式進行計算；第二是刀具的剛度，外圓車刀在加工表面法線方向上的剛度很大，可以忽略不計其變形。如果鏜內孔直徑較小，則刀桿的剛度會相當差，刀桿受力變形很大程度上會影響到孔加工的精度，而刀桿變形一樣能夠根據材料力學的公式進行計算。

3、內應力重新分布發生的誤差

所謂內應力，主要是指沒有外力的作用下在機械內部存在應力，在機械加工當中若是加工的零件有內應力產生，勢必使工件金屬出現的狀態不夠穩定，會產生一種向上或向下的變化，該變化會造成零件發生變形，對要求的精度將難以達到標準。導致內應力的出現主要有：一是因加熱所致，在進行零件熱處理時，零件的冷卻不均或厚度不均勻等都會導致零件出現內應力；二是大部分形狀細長的零件長軸在經車削加工以后，在冷校直當中會出現內應力，從而導致零件發生彎曲。

4、工藝系統受到熱變形產生誤差

工藝系統熱變形也會影響到加工精度，尤其是在大件加工與精密加工和中。熱變形產生的加工誤差可占到工件總誤差的50%左右。各種熱源的作用將會影響到機床、刀具與工件，它們的溫度會不斷升高，并且也經由各種傳熱方式向周圍的空間與物質散發出一定的熱量。當傳送的熱量和其散出的熱量于單位時間相等時，工藝系統能夠實現熱平衡狀態。

三、機械加工精度的改進策略

1、盡可能減少出現原始誤差

影響零件加工質量的關鍵因素來自于機床的精度，所以使機床的幾何精度得到提高，有效提升其本身的夾具與工具的精度，進行有效控制加工工藝與刀具磨損等，以此方可實現減少原始誤差。為了讓機械加工精度得以提高，應進行全面分析可能出現的各種原始誤差，同時按照不同的原始誤差采取不同的應對策略。因此在零件加工過程中應盡量使機床的幾何精度得到提高，不斷加強機床的加工熱變形控制與安裝質量控制，同時要進行全面控制刀具的安裝誤差與形狀誤差，從而使原始誤差得到有效減少。

2、均化原始誤差法

若是對加工零件表面的要求比較高，在加工的過程中可以考慮進行逐步的分化原始誤差。這種方法主要是采取加工使被加工的零件表面產生的誤差逐步平均化，繼而逐漸得到縮小。該方法是按照有密切關聯的零件表面進行互相對比與檢查，再從中找出它們具有的各種差異，最后進行有效修正，如此方可讓原始誤差得以均化。

3、分化原始誤差法

為了不斷提升零件的加工精度，通常可采取進行分化原始誤差的方法。按照誤差反映規律，在機械加工當中，進行測量上一道工序的零件尺寸，同時按不同的尺寸進行分組，每組零件的尺寸范圍盡可極大的縮小，最后按照每個分組設置的誤差范圍，進行調整刀具的準確位置，保證每個小組內的零件尺寸均可符合有關要求，如此方可讓原始誤差獲得有效的分散，從而能夠提高加工的精度。

4、轉移原始誤差法

轉移原始誤差法是把原始誤差由敏感的方向轉移至沒有敏感的方向，在機械零件加工的過程中，不同的原始誤差會有不同的反應，因為其反應的敏感方向上有所差異，而敏感方向在一定程度上會影響到機械加工的精度，若是可以在加工當中把敏感方向的誤差轉移至沒有敏感方向，則能夠使加工精度得到有效的提高。

四、結束語

隨著人類社會的不斷進步，機械加工的生產工藝已逐漸向現代化方向發展，這樣要求具有生產出高品質的機械零件，使機械加工精度得到提升，盡可能防止加工中發生誤差，讓機械加工工件產量與質量得到有效保證。我國目前機械加工生產領域仍然存在諸多問題，因此我們一定要在工作實踐中，不斷積極探索發現問題與解決問題，努力將國內機械加工精度提高到一個嶄新的水平。

參考文獻

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