試析機(jī)械加工精度的影響因素及強(qiáng)化措施

樊輝

摘 要：該篇文章主要對(duì)提升機(jī)械加工精度的重要性進(jìn)行闡述，從工藝系統(tǒng)集合誤差、內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差、定位誤差等多個(gè)方面入手，解析影響機(jī)械加工精度的因素，并在此基礎(chǔ)上，從直接減少誤差法、誤差補(bǔ)償法、誤差分組法、誤差轉(zhuǎn)移法4個(gè)方面，提出強(qiáng)化機(jī)械加工精度的措施。希望通過(guò)該文的闡述，可以給相關(guān)領(lǐng)域提供些許的參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工 精度 影響因素 強(qiáng)化措施

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）09（a）-0057-02

在這個(gè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，我國(guó)各個(gè)企業(yè)為了得到穩(wěn)定的發(fā)展，開(kāi)始對(duì)機(jī)械加工精度提出了嚴(yán)格的要求，從而達(dá)到提升企業(yè)生產(chǎn)率的目的。但是，根據(jù)目前的情況來(lái)看，在進(jìn)行機(jī)械加工的過(guò)程中，機(jī)械加工精度還無(wú)法滿足企業(yè)的要求，這主要是因?yàn)橛绊憴C(jī)械加工精度的因素有很多，這些因素的存在，嚴(yán)重影響了機(jī)械加工的質(zhì)量。正因如此，機(jī)械加工企業(yè)將大量的人力資源、物力資源以及財(cái)力資源投入提升機(jī)械加工精度中。文章就重點(diǎn)闡述機(jī)械加工精度的影響因素及強(qiáng)化措施。

1 提升機(jī)械加工精度的重要性分析

機(jī)械加工精度的好壞直接影響機(jī)械零件的質(zhì)量。隨著我國(guó)企業(yè)在生產(chǎn)上開(kāi)始追求高速化以及精準(zhǔn)化的需求，各個(gè)企業(yè)開(kāi)始對(duì)機(jī)械加工精度提出了嚴(yán)格的要求，如果機(jī)械零件加工的精度無(wú)法保障，就會(huì)導(dǎo)致加工出來(lái)的機(jī)械零件存在較大的誤差，這樣不但會(huì)導(dǎo)致機(jī)械在運(yùn)行時(shí)無(wú)法得到安全保證，同時(shí)也影響機(jī)械設(shè)備的使用年限。因此，加強(qiáng)機(jī)械運(yùn)行的效率，提升企業(yè)生產(chǎn)率，是目前我國(guó)各個(gè)企業(yè)通過(guò)努力和發(fā)展的目標(biāo)。

2 影響機(jī)械加工精度的因素分析

2.1 工藝系統(tǒng)集合誤差

（1）機(jī)床的幾何誤差。在進(jìn)行刀具等機(jī)械設(shè)備的加工時(shí)，一般都需要借助機(jī)床來(lái)完成，所以，機(jī)械加工精度的高低，主要和機(jī)床的精度有關(guān)。在機(jī)床加工中，會(huì)給機(jī)械加工精度造成影響的主要原因有3個(gè)：第一個(gè)是主軸回轉(zhuǎn)誤差；第二個(gè)是導(dǎo)軌誤差；第三個(gè)是傳動(dòng)鏈誤差。所謂的主軸回轉(zhuǎn)誤差主要是指，機(jī)床主軸主要是以裝夾工件或者刀具為基準(zhǔn)，并把運(yùn)行中所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞為裝夾工件或者刀具，一旦主軸在回轉(zhuǎn)的過(guò)程中存在失誤，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工精度受到影響。所謂的導(dǎo)軌誤差主要是指，導(dǎo)軌作為確定機(jī)床各個(gè)零部件位置關(guān)系的關(guān)鍵，同時(shí)也能保證機(jī)床順利運(yùn)作的基準(zhǔn)，除了導(dǎo)軌自身會(huì)出現(xiàn)制造失誤之外，如果導(dǎo)軌出現(xiàn)不均勻磨損或者安裝出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌誤差出現(xiàn)。所謂傳動(dòng)鏈誤差主要是指，傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥说膫魉驮?huì)存在誤差，通常情況下，傳動(dòng)鏈末端元件的失誤主要來(lái)源于衡量。

（2）刀具的幾何誤差。和機(jī)床的幾何誤差進(jìn)行比較，導(dǎo)致刀具的幾何誤差出現(xiàn)的因素有很多種。其中刀具的誤差，就會(huì)給機(jī)械加工精度帶來(lái)一定的影響。不管是對(duì)定尺寸刀具還是成形刀具或者展成刀具進(jìn)行加工時(shí)，刀具的制造誤差會(huì)給機(jī)械加工精度造成直接的影響。而針對(duì)普通刀具來(lái)說(shuō)，如車刀等，刀具的制造誤差不會(huì)給機(jī)械加工精度造成直接的影響。

（3）夾具的幾何誤差。夾具的主要作用就是借助工件對(duì)刀具以及機(jī)床的位置進(jìn)行刮泥，因此，一旦夾具出現(xiàn)制造失誤，就會(huì)給工件的加工精度帶來(lái)影響，尤其是位置精度，會(huì)造成的影響更嚴(yán)重。

2.2 內(nèi)應(yīng)力重新分布引起的誤差

（1）基本概念。在沒(méi)有外力的作用下，在零件內(nèi)部產(chǎn)生的一種應(yīng)力，可以將其稱之為內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)工件中出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力以后，會(huì)導(dǎo)致工件金屬一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，它本能地將高能位逐漸向低能位轉(zhuǎn)化，但是在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)形變，進(jìn)而導(dǎo)致工件喪失自身具備的加工精度。

（2）內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。①熱加工中內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生：在進(jìn)行熱處理的過(guò)程中，因?yàn)楣ぜ谋诤翊嬖诓痪鶆颉⒗鋮s速度不均勻以及金相組織出現(xiàn)轉(zhuǎn)變等因素，使得工件出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力。②冷校直產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力：對(duì)于絲杠這種比較細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸要經(jīng)過(guò)車削處理之后，棒料在進(jìn)行軋制的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，并且內(nèi)應(yīng)力對(duì)進(jìn)行重新分布，并彎曲。③降低內(nèi)應(yīng)力變形誤差的途徑：要想實(shí)現(xiàn)降低內(nèi)應(yīng)力變形誤差，可以通過(guò)改變零件結(jié)構(gòu)的方式得以實(shí)現(xiàn)，盡量選擇一些壁厚均勻、結(jié)構(gòu)相等的工件，從而緩解內(nèi)應(yīng)力發(fā)生的幾率。

（3）工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差，一旦工藝系統(tǒng)出現(xiàn)熱變形，就會(huì)給機(jī)械加工精度造成一定的影響。尤其是在機(jī)械精密加工的過(guò)程中，由于熱變形而導(dǎo)致加工過(guò)程出現(xiàn)失誤的幾率占工件總誤差的55%以上。當(dāng)機(jī)床或者刀具受到一定的熱作用后，自身所產(chǎn)生的溫度會(huì)逐漸上升，并且它們可以借助各種熱傳遞的方式向四周的物質(zhì)以及空間釋放多余的熱量。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)傳進(jìn)的熱量和傳出的熱量對(duì)等時(shí)，工藝系統(tǒng)就會(huì)達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

（4）定位誤差。①基準(zhǔn)不重合誤差，當(dāng)定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)存在不重合時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致不重合誤差出現(xiàn)。這種失誤只會(huì)在采取調(diào)整法的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)，在試切法加工中不會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象。②定位副制造不準(zhǔn)確誤差，夾具中的定位元件的主要作用就是確定工件在夾具中的準(zhǔn)確位置。基準(zhǔn)不重合誤差的方向與定位副制造不準(zhǔn)確誤差的方向不會(huì)相同，定位誤差主要產(chǎn)生在基準(zhǔn)不重合誤差與定位副制造不準(zhǔn)確誤差之間的矢量和。

3 提高機(jī)械加工精度的措施探討

通過(guò)上文可以得知，要想提升機(jī)械加工的精度，采用的措施有4種：第一種是直接減少誤差法；第二種是誤差補(bǔ)償法；第三種是誤差分組法；第四種是誤差轉(zhuǎn)移法。下面將進(jìn)一步對(duì)這4種措施進(jìn)行全面的闡述。

3.1 直接減少誤差法

在找明工件出現(xiàn)失誤的因素以后，可以借助某種工藝措施來(lái)減少失誤誤差。例如，可以應(yīng)用大主偏角反向切削法，對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸進(jìn)行車削處理，這樣做的主要目的是防止軸向切削力產(chǎn)生的彎曲變形現(xiàn)象，如果機(jī)床的頂端應(yīng)用的是彈簧頂尖，這樣可以有效地防止誤差的出現(xiàn)。總而言之，指定合理的工藝加工計(jì)劃，這樣不僅可以達(dá)到對(duì)工件失誤的控制目的，同時(shí)還能提升機(jī)械加工的精度。

3.2 補(bǔ)償誤差法

補(bǔ)償誤差主要是指借助人為因素而導(dǎo)致的一種新型的誤差，并借助這個(gè)誤差來(lái)消除工藝系統(tǒng)中出現(xiàn)的固有誤差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制誤差的作用。該種處理方式只適合應(yīng)用在原有誤差不能借助工藝改良的方式進(jìn)行控制的情況下，利用制造誤差的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)消除誤差的作用。該種處理方式的應(yīng)用主要是對(duì)機(jī)械加工誤差進(jìn)行全面掌握的根本上進(jìn)行使用的，否則盲目地使用該種方式，只會(huì)加劇誤差的發(fā)生幾率，進(jìn)而達(dá)不到消除誤差的作用。

3.3 誤差分組法

在進(jìn)行工件加工時(shí)，上一個(gè)加工工序中如果產(chǎn)生誤差，就會(huì)給整個(gè)工序帶來(lái)一定的影響。例如，誤差復(fù)映導(dǎo)致成本工序的加工誤差逐漸增大、定位誤差導(dǎo)致成本工序的加工誤差逐漸增大。為了有效處理這方面的問(wèn)題，在進(jìn)行工件加工的過(guò)程中，可以應(yīng)用誤差分組法，將加工工具進(jìn)行分組，這樣可以減少誤差的發(fā)生范圍，并對(duì)各個(gè)小組中所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到提升機(jī)械加工精度的目的。

3.4 誤差轉(zhuǎn)移法

所謂的誤差轉(zhuǎn)移法主要指，利用某種方式把工藝系統(tǒng)中存在的幾何誤差通過(guò)轉(zhuǎn)移的方式將其轉(zhuǎn)移到誤差非敏感的領(lǐng)域中，保證在進(jìn)行加工時(shí)，出現(xiàn)的誤差不會(huì)給機(jī)械加工精度帶來(lái)任何的影響，從而提升機(jī)械加工精度。機(jī)械加工誤差主要是指其敏感方向的誤差，例如加工表面中的切線領(lǐng)域，只有把誤差轉(zhuǎn)移到誤差非敏感的領(lǐng)域中，才能達(dá)到提升機(jī)械加工精度的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

在進(jìn)行機(jī)械加工的過(guò)程中，總是會(huì)存在各種誤差，只要對(duì)這些產(chǎn)生誤差的因素進(jìn)行全面分析，并采用相應(yīng)的防護(hù)措施，就可以達(dá)到提升機(jī)械加工精度的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 任妙芳.淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2010（2）：124-126.

[2] 劉志剛.試析機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（29）：78-79.

[3] 姚嘉鑫.淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（17）：114.

[4] 雷長(zhǎng)貴，李冠效.機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施[J].科技傳播，2014（5）：52，60.

[5] 王興剛.機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014（19）：87.

[6] 李順，杜磊，郭忠華.機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（5）：72.