如何提高現代機械制造的精度及相關工藝

李艷

（遼河油田振興公用事業公司 124010）

如何提高現代機械制造的精度及相關工藝

李艷

（遼河油田振興公用事業公司 124010）

隨著我國經濟的快速發展，我國機械行業在制造方面已逐漸實現精細化管理，但是相比較西方發達國家，我國依然存在著不小的差距。機械制造的精度對機械有著十分重要的影響意義，本文將通過分析機械精度的相關影響因素來重點分析其工藝及其原理，并對如何提高現代機械制造的精度和工藝水平進行思考，提出相關問題的解決措施和方法。

機械制造；精度；加工工藝

引言

近年來，我國科學技術得到了快速的發展，機械制造行業有了很大的發展，但在實際加工過程中難免會出現加工原理誤差、工藝系統集合誤差、以及受力變形和工藝系統受力變形等狀況，對機械制造的精度造成很大的影響，怎樣避免和提高機械制造的精度是當前專業人員面臨的首要問題。

1 機械制造精度的重要性

機械制造精度反映了機械零件的實際幾何尺寸和理想幾何尺寸之間的誤差，精度越高，所產生的誤差就越低，從廣義上進行分析，機械制造精度包含了機械尺寸精度、形狀精度和位置精度三部分。在相同條件下生產的同一批零件，會受到不同因素影響，導致尺寸、形狀以及表面的位置都不相同，為保證機械生產的生產率和經濟性，會采取一些合理的措施，來保證零件的誤差范圍在公差范圍之內。

2 影響機械制造精度的相關因素

2.1 加工原理誤差

機械制造精度受到多方面因素的影響，主要表現在加工前、加工中以及加工后這幾個方面，而加工原理誤差是加工前誤差的具體體現。為了使制造的機械零件達到規范標準，需要在加工過程中完全按照加工原理進行加工，但過程十分復雜、加工難度加大且極易產生誤差，所以經常用相似的成形原理作為加工原理或利用相似的刃口輪廓制造機械零件。例如：用齒輪滾刀對滾齒進行加工時，由于滾刀的刀齒齒數會受到一定的限制，所以齒形總是一條折線的形狀，而與理論中要求的光滑齒形存在差異。在加工齒輪滾刀時常采用阿基米德基本蝸桿，在計算蝸桿的螺距mπ時，通常將π用近似數計算，使螺距的計算結果與理論值存在誤差。

2.2 機械器具磨損誤差

機械制造過程需要在高強度狀態下進行，這種狀態下機械器具難免會發生磨損，長時間之后，發生較大磨損的機械器具所制造的零件其精度會達不到要求，同時磨損會帶來幾何變形，生產出的零件在形狀上也與要求不符。高強度運行狀態下，機械制造各原件雖然都會有磨損，但是由于各原件的運行速度以及所處位置有所不同，所以磨損程度也各有差異，如：刀具、夾具、量具以及機床中，刀具的磨損速度較其他幾種工具更快，且刀具對機械制造精度的影響較大。所以在機械制造過程中需要對各原件做定期檢查，進一步減小誤差。

2.3 工件應力引起的誤差

機械制造過程中，各部件經常處于高強度運行的狀態，卸掉外部荷載后，各零件內部仍然殘留部分應力，這部分應力對耐強度較高的部件而言并沒有什么影響力，而耐強度較小的部件在這部分殘留壓力作用下會失去原有的平衡狀態，其內部應力發生改變，從而發生形變，以保持其內部的平衡。部件形狀的改變會直接導致加工出來的零件其形狀達不到要求，影響加工的精度。各部件在高強度運行過程中相互之間會產生作用力，使各部件對系統的應力增加，這種應力的改變也會使制造的零件發生變形。

2.4 工藝彈性變形引起的誤差

機械制作的整個系統主要由機床、工件以及刀具組成，而加工過程中的切削位置的不同，會使機床、工件以及工藝系統產生變形。此外，工件在夾裝過程中夾裝力的著力點不正確以及重力的不同都會使各個環節在運行中產生彈性變形，使機械制造的精度產生偏差，而不同齒形的部件所產生的彈性變形也會有所差異，具體如圖1所示。機械制作的整個系統中各個加工環節都是相互關聯的，但相鄰環節之間存在間隙的可能性非常大，導致在加工過程中產生相對位移，這種位移屬于壓移的一種，位移與變形都會使加工產生誤差。

圖1

3 提高機械制造精度的工藝

3.1 分析加工原理

相似的成形加工原理雖然簡化了加工過程，降低了加工難度，但畢竟與原有的加工原理之間存在一定的區別，使加工出來的零件達不到要求。利用相似的刃口輪廓制造的零件也可能與實際中需要用的零件不匹配，從而降低效率、增加成本等。為了提高生產效率，可適當地將誤差控制在規定的范圍內，雖然更加精確的加工原理在理論上會減小誤差，但由于過程復雜，有時產生的誤差更大。所以需要根據實際的加工條件適當地選擇相似的加工原理，以獲得更高的效率以及減小誤差。

3.2 分析器具工作原理

機床、刀具等各器具本身的質量與加工零件的精度也有著很大的關系，所以分析各器具的工作原理，選擇合適的器具有利于提高機械制造的精度。例如：工件需要安裝在機床上面，刀具安裝在刀架上面，但是工件以及刀具是在機床運動的基礎上進行運動，且機械零件的加工速度以及質量受刀具、機床的影響較大，所以在零件的加工過程中，需要定期對刀具、機床等器具進行檢查，定期養護，盡快更換有問題的器具等。

3.3 分析工件應力

分析工件應力對于降低應力引起的誤差具有重要意義。工件內部的應力發生改變是導致工件變形的主要原因，為了提高工件的使用效率，減小工件在后期加工過程中發生的變形量，可在工作前對工件進行熱處理，消除工件內部的應力，使工件的內部達到平衡。此外，對于需要加工的零件，可按照其尺寸的不同分開加工，避免因為尺寸的不同產生較大的變形量，從而提高機械制造的精度。

4 結語

機械制造的精度受多方面因素的影響，為提高機械制造的精度，需要從加工原理、器具的工作原理以及工件應力等方面入手，準確分析可能產生誤差之處，采取有效措施降低誤差量，加工出高精度的零件。此外，對于加工機械原部件，需要進行定期的檢查及養護，避免生產出不達標的零件，增加成本、降低效率等。

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TH16

A

1004-7344（2016）03-0207-01

2016-1-10