機械加工精度的影響因素及提高措施

趙征 王佳貝 尤詩程

摘 要：隨著科學技術和社會經濟的發展，人們對物質產品的質量要求越來越高，也越來越細，而一些物質產品是機械化的，所以其質量的好壞與組成該機械產品的零部件的制造質量相關，但是這些零部件在加工生產過程中或大或小會受到一些因素的影響。因此，研究加工生產精度的目的就是降低各種因素對加工生產精度的影響，使零部件的質量達到標準要求。本文就是對機械加工精度的影響因素及提高措施這兩大方面來進行探討。

關鍵詞：工藝系統；誤差的產生；機械加工精度；幾何誤差；提高措施

1 影響機械加工精度的因素

機械產品是由各種不同的零件組合而成的，所以機械產品的整體性能的好壞，是受各種零件所影響的。當然，零件的好壞也決定了產品所能使用的年限。因此，我們想要提高機械產品的性能，就必須提高機械加工精度。目前，在機械加工生產過程中，零件的質量會受到加工設備、工藝和其他因素的影響，而產生或大或小的誤差，所以想要提高機械加工精度，就要充分了解影響因素，分析、總結出能夠促進加工質量提高的有效措施。

1.1 工藝系統結合誤差的產生

在機械加工過程中，一個完整的系統包括機床、刀具、夾具和工件，也統稱為工藝系統。這些部分的結合會產生一些偏差，并不如預期的那樣。

（1）機床自身存在的幾何誤差。機床自身的誤差主要包括3方面的誤差；主軸回轉誤差、傳動鏈誤差和導軌誤差。

①主軸回轉誤差；機床的主動軸是安裝道具或工件的基準，同時把動力和運動傳給刀具或工件，所以主動軸產生誤差的話，就會使加工精度受到影響而產生誤差。

②傳動鏈誤差：傳動鏈誤差就是指傳動鏈頭尾兩端的傳動元件之間相對運動時所產生的誤差，其中對傳動鏈誤差影響最大的是末端的傳動元件。

③導軌誤差：導軌是機床整體運動的基礎。導軌自身的生產制造和安裝質量都會對其產生一定的誤差。

（2）夾具的幾何誤差。夾具誤差主要包括夾具的導向元件、夾具的定位和夾具體等的裝配和加工誤差。夾具能夠保證機床和刀具始終處在正確的位置。一旦夾具出現誤差，就會使刀具偏移，從而影響加工的精度。但是夾具的磨損對加工精度的影響并不是很大。

（3）刀具的幾何誤差。刀具誤差主要包括刀具的安裝、制造及磨損的誤差。刀具又可以分成一般刀具、成型刀具和定尺寸刀具。在切削過程中，一般刀具產生的磨損對工件加工的精度有影響；成型刀具產生的磨損對工件的形狀精度會產生影響；而定尺寸刀具所產生的磨損則對加工工件的尺寸精度有影響。

1.2 內應力因重新分布而引起的誤差

內應力是指在無外力作用的情況下而存在于機械內部的應力。當加熱零件或冷校直的過程中會產生內應力，使工件金屬處于一種不穩定的狀態，從而無法達到所需要的精度，所以為了降低因內應力的產生而引起的誤差，我們應該合理安排加工零件的處理程序。

1.3 工藝系統受熱或受力變形而引起的誤差

機械工件的總誤差的40%～70%都是因為工藝系統熱變形而引起的。在工藝系統之間相互作用的過程中會向周圍事物散發熱量，而引起工藝系統發生熱變形，從而產生誤差；但當它在單位時間內傳入的熱量和它所散發的熱量相同時，工藝系統就達到了一種熱平衡的狀態。同時在機械加工的過程中，工藝系統也會受到多種外力的作用，從而產生不同程度的變形，使所處位置發生變化，導致零件加工的精度降低。

2 提高機械加工精度的措施

根據以上對影響機械加工精度因素的了解和分析，我們針對在實際操作過程中所會產生的誤差提出了一些提高措施，主要包括機床自身的精度（直接減少誤差）、誤差的均化、誤差的控制、誤差的補償和誤差的轉移5種方法。

2.1 機床自身的精度（直接減少誤差）

影響零件加工質量的主要因素就是機床的精度。機床精度的提高有助于提升工具的精度，我們可以通過加強對工具的有效控制，加強機床的安裝質量的控制，以及對誤差的全面監控，來達到降低原始誤差的效果。在零件加工的過程中，應當盡可能對會產生的原始誤差進行檢測和分析，并采取一定的措施加強對機床的安裝質量的控制及加工處理過程中熱變形的控制，還有對安裝過程中的誤差控制和刀具的質量和形狀的控制，通過上面的多重監控方法來達到降低原始誤差的效果。

2.2 誤差的均化

在機械加工的過程中，將零件加工表面的誤差不斷的平均化。通過對密切相關的零件表面進行互相的比較和檢驗，從而找出其中的誤差，從而不斷做出修正，不斷縮小誤差，最后是誤差被均化。

2.3 誤差的控制

在機械加工的過程中，可以通過采用積極的控制方法，如偶件配合加工和主動測量等，解決處理加工中的問題，從而降低誤差，提高機械加工的精度。

2.4 誤差的補償

誤差的補償包括誤差補償法和誤差抵消法，主要都是通過人為控制制造一些新的誤差來抵消原本就有的誤差，如給磨床床身導軌安上橫向進給機構和操縱箱，后者是找相同重量的配重來代替這些部件，使床身在變形的情況下進行精細加工。

2.5 誤差的轉移

通過誤差轉移的方法，在機床的精度達不到的情況下，能夠用主軸精度較低的機床進行精細加工，如在機床主軸與鏜模之間采用浮動夾頭進行連接，用鏜模來決定鏜孔的加工精度，從而與機床主軸誤差無關，也可以通過將原始誤差中敏感的誤差轉移到不敏感的誤差上，從而有效地提高機械加工的精度。

參考文獻

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（作者單位：湖北省武漢市武漢科技大學 機械學院）