探討機械加工工藝對零件加工精度的影響

董哲

摘 要：隨著我國經濟的發展，機械加工行業的發展也越來越迅速。其中機械加工工藝直接影響著零件的加工精度。本文重點研究了主軸回轉誤差對于零件加工精度的影響，先是分析了主軸回轉誤差的形式，然后從三個方面詳細闡述了如何提高主軸回轉精度，以保證機械加工產品的質量。

關鍵詞：機械加工；零件加工；精度；影響

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.022

現如今機械加工產品被廣泛應用在各個行業之中。同時，如何加快機械加工行業的發展，提高零件加工的精度也逐漸成為人們關注的焦點。尤其是在市場經濟體制條件下，提高零件加工的精度對于提高企業的核心競爭力非常重要。因而企業應當重視提升機械加工工藝，提高零件加工精度，并擴大市場的占有率，從而促進企業的可持續發展。本文以主軸回轉誤差對零件加工精度的影響為例，分析如何降低主軸回轉誤差。

1 主軸回轉誤差的形式

主軸回轉誤差的形式包括軸向竄動、徑向跳動、角度擺動三種。其中軸線竄動主要是指回轉軸線在軸向的位置發生了變化。軸線竄動對于加工圓柱面無影響，但是對于加工端面，會致使其產生垂直度誤差，同時也會在加工螺紋時，引起螺距周期性誤差。而徑向跳動主要是指回轉軸線以平均軸為中心線，做公轉運動。平均軸線并非是中心線，而是由回轉中心誤差產生的錯誤中心線。當機械加工車削外圓時，會因為徑向跳動產生圓柱度誤差。角度擺動是指回轉軸線以平均軸線為中心線做不平行的公轉運動。角度擺動與徑向跳動還是存在差異的，角度擺動主要影響的是加工工件的形狀精度。當機械加工車削外圓時，同樣會因為角度擺動產生圓柱度誤差。對于機床主軸來說，且載荷力是固定在其中一個方向的。主軸軸頸總是壓向軸承孔表面一定的位置，軸頸表面的每一點都會通過承載區，因此當發生徑向跳動誤差時，就會影響工件的圓度。如圖1所示，工件的圓度已經發生了輕微的變化。

2 提高主軸回轉誤差的措施

（1）設計高精度主軸部件。隨著我國科學技術的發展，機械加工技術也在逐漸發展和完善。為了提高零件加工精度，應當選用高精度、高質量的加工部件。尤其是要選擇高精度的主軸部件，從根源上避免主軸回轉誤差的產生。

首先，應當選擇高精度的軸承零件。如現在比較常用的多油楔動壓軸承和靜壓軸承。其次，應當盡量提高加工工件表面的精度，如主軸軸頸、箱體支承孔于軸承相互配合的表面精度。再次，在裝配時應當適當調節徑向圓跳動方位，以保證滾動軸承和主軸錐孔之間的誤差能夠相互抵消，從而達到降低軸承誤差對主軸回轉精度的影響。如較常用的液體靜壓軸承和空氣靜壓軸承主軸。前者的回轉精度較高、剛度高、轉動也較平穩，經常使用在大型超精密加工機床種。但是它存在熱變形問題和回油氣泡問題，其中熱變形問題會影響到主軸的精度，而回油氣泡問題會影響軸承的剛性。相對于液體靜壓軸承主軸，空氣靜壓軸承主軸不會受到油溫和回油的影響，其主要優點包括空氣粘度小不易受熱度影響，主軸剛性低，切削力度小，比較適用于中小超精密加工機床中。由此可見，為了保證零件加工的精度，機械加工企業應當選擇市場上較為先進，且精度較高的主軸部件，以規避主軸回轉誤差，從而提高零件加工的質量，提高企業的經濟效益。

（2）滾動軸承預緊。所謂滾動軸承預緊主要是在完成軸承裝配后，對軸承內圈和外圈施加一定的恒力，使滾動體和內外圈能夠緊密接觸。在預緊之后，軸承內外圈和滾動體會相互制約。這樣既能增加軸承的承載力，又能均化軸承內部誤差，達到提高主軸回轉精度的目的。

滾動軸承預禁的方式包括定位預禁、定壓預緊和調壓預緊。其中定位預緊主要是指對軸承施加外力時，保持內外圈的固定。而定壓預緊則是利用彈性元件增加軸承的軸向負荷，至之產生預變性。如利用彈簧。調壓預緊是指利用液壓力對軸承部位施壓，以改變油壓力。如果在此基礎上再結合現代控制技術，則可實現自動調控預緊力大小。例如在進行車床主軸軸承調整時，可按照先后再前的順序進行軸承調整。在實際的預緊過程中可利用百分表控制軸向間隙。如果拋開百分表則需要工作人員具有足夠的工作經驗。另外，還應在調整前軸承時可向前推動軸承內圈，使內圈腫大，并將軸承間隙控制在一定的范圍內。此外，預緊力的大小可以借助公式圓螺母旋轉角度=徑向間隙減小量x15x360°÷圓螺母螺距來計算。總之，在進行軸承預緊時不僅需要綜合考慮預緊力的大小，還應當選擇合適的預緊方式。這樣才能提高主軸的回轉精度。

（3）使回轉精度不依賴于主軸。在實際的加工過程中，保證回轉精度不受到主軸影響，是一種提高零件加工精度最簡單、直接的辦法。一般需要根據實際工件組成和工作原理進行合理控制。例如，如果是在外圓磨床上磨削外圓柱面時，可以在上件上采用兩個固定頂尖支承，這樣豐軸的主要作用就是傳動。工件的軸轉精度則取決于頂尖和中心孔的形狀誤差和同軸度誤差。顯然，提高頂尖和中心孔的精度是比較經濟合理的。這樣做不僅能夠提高零件加工效率，還能直接避免工件頭架主軸回轉誤差的影響。又如在在鏜床上機械加工箱體類零件上的孔時，可采用前、后導向套的鏜模，刀桿與主軸浮動連接，所以刀桿的回轉精度與機床主軸回轉精度也無關，僅由刀桿和導套的配合質量決定?？傊?，使回轉精度不依賴于主軸對于提高零件加工精度具有十分重要的意義。

3 總結

綜上所述，在新時期機械加工企業應當明確影響零件加工精度的因素包括哪些，然后再結合實際生產狀況和施工工藝水平。如針對主軸回轉誤差，機械加工企業可以采用設計高精度主軸部件、滾動軸承預緊、使回轉精度不依賴于主軸三種措施來提高主軸回轉精度，從而保證零件加工的質量，達到提高企業經濟效益的目標。

參考文獻：

[1]李新，李俊杰.關于機械加工工藝對零件加工精度的影響研究[A]. 科技與企業雜志社、北京科技大學計算機與通信工程學院、北京科技大學土木與環境工程學院.

[2]郭瑞敏.機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].中外企業家，2015（20）：175-176.

[3]李靜.機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].黑龍江科技信息，2016（24）：21.