淺析提高機械加工精度的途徑

摘 要：本論文針對機械加工精密度含義進行了詳細的闡述，分析對機械加工精度的產生影響的原因和誤差產生的關鍵因素，并總結出提升機械加工精度的有效措施和相關建議。

關鍵詞：機械工藝；加工精度；誤差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.239

1 概述

加工精度包括以下幾部分，首先是尺寸精度，主要體現了零部件被加工后實際尺寸和零部件尺度公差帶距離向重合的程度；其次是形狀精度，其主要是對零部件加工后其表面形狀同理想形狀的相似程度。

2 機械加工過程中誤差產生的原因分析

（1）機床的幾何誤差。機床精度程度對工件加工精度有很大的影響。機床制造誤差率嚴重制約著工件的加工精度高低，其具體表現為，主軸、導軌和傳動等方面的誤差。機床的高使用頻率造成其磨損程度加大，從而造成機床精度逐漸下降。其精度下降在實際操作中主要體現在，首先是主軸回轉的誤差，機床主軸作為裝夾工件、刀具的基本部位，能夠將動力傳送給工件、刀具，所以主軸回轉如果發生誤差，則會給工件加工帶來一定的誤差。其次，導軌誤差，導軌體現了各部件的具體位置，是機床運動平穩的保障，當然，導軌磨損和質量也會產生一定的誤差。最后，傳動鏈誤差，該誤差是指傳動鏈始端和末端傳動部件運動而產生的誤差，通常是依據末端轉角誤差程度來判斷。

（2）刀具種類的誤差。刀具誤差發生情形大多是根據刀具種類不同而變化的。當我們選擇定尺刀具、成型刀具和展成刀具時，其制造誤差程度嚴重制約著工件的精密程度。對于一般性刀具，其誤差對工件加工密度不會產生直接影響。對于夾具的誤差，刀具主要是發揮將刀具和機床處于準確位置的功能，因此刀具誤差越大，其工件加工精度越差。

（3）工件定位中的誤差。工件定位中的誤差，首先表現為基準重合度的誤差，在零部件設計圖上注明表面尺寸、位置做為設計基準。工件在加工過程中，必須要具備多種幾何要素作為制造過程中的定位標準，如果采用的定位標準不規范，與原始設計不符合，就導致基準誤差的出現；其次是定位副制造不適合造成誤差。由于夾具上的定位元件存在不準確的因素，因此允許在一定的范圍內變動。零部件的定位面同夾具共同形成定位副，定位副的不規范，造成間距差別，致使零部件位置發生變動，該現象被定義為定位副不準確誤差。

（4）工藝受力變形的誤差。工藝受到不同的力量而產生變形的誤差，首先主要表現為工件剛度上，在工藝系統過程中，假設零部件剛度比機床、刀具、夾具等設施低，則會引起零部件變形的可能，造成加工精度不高。其次表現為刀具的剛度狀況，如果外圓部位車刀表面剛度高，加工零部件不容易變形。內孔由于鏜直徑偏小，刀桿剛度不高極易變形，導致加工精度降低；最后是機床部件的剛度。由于機床部件組成復雜，至今沒有適合的標準，對其剛度測定還是要依據實驗方式。變形程度與承載量不具備線性條件，經過多次調試，加載波動和卸載波動線才能重合，其變形程度才會有所降低。

（5）系統受熱導致變形的誤差。在操作過程中，零部件的受熱度嚴重影響著加工精度，尤其是對大部件和精準加工的過程中，由熱效應產生的誤差約占總誤差的一半之多。各種熱源對機床、刀具及工件或周圍物質及空間等產生很大的影響力，溫度越高，對其精度的影響就會越大。

（6）調試工藝系統誤差。在工藝加工過程中，所涉及到每一處環節，都要對機械各部位進行不斷的調試工作。由于調試工作不可能做到完全精準，所以往往會出現一定的調試誤差。在實際操作中，通過不斷精準的調試才能確保工件、刀具所處位置相對精度。運用調試誤差的有效處理，是達到加工精度要求的重要保障。

3 對如何提升機械加工精度的深入探究

（1）減少原發性誤差 。在生產過程中運用普遍采用減少原發性誤差的方法提高技工精度。在確認誤差產生原因后，制定消除和降低出現原因方案。比如，對于細長軸的車削程序，充分利用大走刀反向車削發，極大的降低了軸向切削力的彎曲變形現象。另外加上彈簧頂尖方式，則會極大消除熱伸長的弊端。

（2）補償原發性誤差 。所謂誤差補償法，指的是通過制造一種新的誤差去抵消工藝系統中原發性誤差。一種做法是，當原發性誤差值是正數時，人為誤差就是負值，盡量保持兩者數值相等；另一種做法是將一種原發性誤差同另一種原發性誤差進行中和，盡量保證數值相同，方向相反，從而達到降低加工誤差率，提升加工精度的愿望。

（3）轉移原發性誤差 。誤差轉移法主要針對就是轉移工藝系統里的幾何、受力變形和熱變形等誤差。誤差轉移法在實際應用中非常廣泛。比如當機床精度實現不了零件加工所規定要求時，通常不會采用單一提升機床精度，而是綜合的從工藝上或夾具改善上去考慮，制造有力條件，將機床幾何誤差轉移到與加工精度沒有關系的地方去，在機床主軸同工件之間用浮動有效聯接之后，機床主軸原發性誤差也就不存在了。

（4）均分原發性誤差 。加工過程中原發性誤差無處不在，通常會給工序產生誤差，有時工件材料性能的變化，工序工藝的變換都會給部件產生原發性誤差。如何改變這一現象，通過實際研究，采用分組均衡調試法是行之有效降低誤差的辦法。其最簡單的解釋就是將原發性誤差按其種類、大小平均化分為n組，將每組誤差范圍降低到原有誤差的1/n，然后對各組分別加以調試。

（5）均化原發性誤差 。針對工業精度要求偏高的軸和孔技術，主要采取研磨工藝。研磨工藝對自身精度沒有過高要求，但它卻能在實際操作中對所需工件進行細微的切削，將不需要部分逐漸打磨掉，使工件符合標準的精度要求。誤差均化法其實就是工件表面不斷被摩擦、損耗的過程，同時也是逐步減少誤差的過程，它就是充分利用工件表面特征相互對比、檢查，從中發現不同，然后進行精準修正和校對，從而實現工件誤差逐漸縮小的目的。

4 總結

在實際機械加工操作中，誤差的產生是普遍存在的，但必須保證其誤差值在規定的范圍內。只有通過對誤差產生因素進行具體研究、探尋，并積極采取有效預防措施最大可能的降低加工誤差，才會達到提升機械加工精度的效果和目的，保障產品質量。

參考文獻：

[1]楊春雷等.淺談機械加工影響配合表面的原因及對策[N].中華建筑報，2013.

[2]鄭凱.機械結構損傷檢測方法研究[D].大連理工大學，2011.

作者簡介：周忠（1991-），男，四川人，本科，研究方向：機械。endprint