機械零件加工精度的影響因素及對策

王威 薛慶增

摘? 要：在機械零件的加工生產中，加工精度的要求是非常高的，而對于加工誤差的控制也會直接影響到機械零件的質量乃至機械的性能，為此，該文對加工精度這一概念進行了介紹，同時從機床、加工工具等幾個角度對影響機械零件加工精度的主要因素進行了分析，并在此基礎上提出了一些提高機械零件加工精度的有效方法。

關鍵詞：機械零件;加工精度;方法

中圖分類號：TH16? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

從目前的技術水平來看，要想完全消除機械零件的加工誤差并不現實，很多加工精度的影響因素都是難以避免的，但如果能夠明確各種工藝因素對加工精度的影響，并找到其中的影響規律，就能夠使加工時出現的誤差大大減小，從而提高加工精度，保證零件的質量，這對于機械零件加工生產來說同樣具有著非常重要的意義。

1 加工精度分析

機械零件的加工精度是指機械零件在加工完成后，零件尺寸、形狀等實際參數與理論設計參數間的差距，如實際參數與理論設計參數間的數值差距過大，那么就代表加工精度較低，而當實際參數與理論設計參數間的數值差距較小或完全相符，則代表機械零件的加工精度較高，簡單來說就是加工精度與參數差距數值呈負相關，參數差距越小，加工精度也就越高。

2 影響機械零件加工精度的主要因素

2.1 主軸回轉誤差

在現代化的機械加工生產中，機械零件的加工系統主要由機床、刀具、夾具以及工件幾部分組成，無論任何部分存在原始誤差或出現變形等情況，都會對機械零件的加工精度造成直接的影響，其中以機床的影響最為關鍵，而主軸回轉誤差則正是機床誤差中的一部分。在機械零件生產中，主軸作為機床的重要部分會持續做回轉運動，從理論上來講，主軸在進行回轉運動時的軸心線會穩定在一條直線上，然而由于機械振動、受力、主軸制造誤差、潤滑條件的因素的影響，軸心線實際上仍會出現變動，而這就是主軸回轉誤差的主要原因。主軸回轉誤差主要分為圓度誤差、周期誤差、垂直度誤差、尺寸誤差、幾何偏心、配合間隙等集中，不同類型機械零件的常見誤差情況也會存在差異，象當主軸在進行回轉運動時，如果因誤差而出現徑向圓跳動，那么就會對工件造成影響，從而產生圓度誤差;而當主軸在進行回轉運動時出現傾角擺動，則會使工件的角度出現問題，進而影響到機械零件的平面形狀。

2.2 導軌誤差

導軌誤差同樣是機床誤差中的一種，在機床中，導軌主要負責確定機床各個部件的相對位置，因此一旦導軌的精度出現問題，那么機床上各個部件的位置就會出現錯誤，加工精度自然會因此受到影響。一般來說，導軌誤差主要存在平行度扭曲、鞍形誤差、鼓形誤差、水平直線度誤差、平行直線度誤差等幾種情況，其中平行度扭曲是指前后導軌脫離平行狀態;鞍形誤差是指導軌向后凸出，鼓形誤差是指導軌向前凸出，二者均屬于導軌形狀變化的一種;而水平直線度與垂直直線度誤差則是指導軌出現橫向彎曲或垂直彎曲。

2.3 傳動鏈誤差

傳動鏈的主要功能是控制工件、刀具的轉動，其中存在著很多傳動元件，如果這些元件在制造、裝配時出現誤差，或是在使用過程中出現比較嚴重的磨損，那么刀具與工件之間的傳動比關系就會受到影響，進而對加工精度造成影響。

2.4 受力變形

在機械加工過程中，整個加工系統都會受到各種各樣的力，象離心力、切割力等，這些力在驅動刀具、工件、夾具等完成加工操作的同時，也會對其他部件的位置、運動速度造成影響，進而導致加工精度降低。象當刀具在加工過程中受到離心力的影響時，其原本的切削操作就會出現振動，并引起工件的高速振動，那么機械零件的切削面就會出現誤差。

2.5 機床、刀具熱變形

機械部件生產中加工系統各部件的高速運動會使部件與空氣或部件之間出現高速摩擦，進而產生大量的熱量，而在熱脹冷縮現象的影響下，加工系統就會出現不同程度的熱變形，進而對加工精度造成影響，這一現象在機床、刀具、工件上都是非常常見的，當機床出現熱變形時，主軸箱與導軌都有可能出現變形、彎曲，進而導致導軌誤差與主軸回轉誤差;而當刀具出現熱變形時，其體積會在一定范圍內持續波動，而加工的機械零件也會出現尺寸大小不一的情況。此外，工件的熱變形會影響工件的體積，雖然這一變化不會直接對工件形狀造成影響，但如果工件受熱不均勻，那么其在變形的過程中也會從內部產生內應力，而這些內應力則會隨著工件表層金屬的切除而在工件內部重新分布，進而促使工件出現明顯的變形，而工件變形后，機械零件的加工精度自然也會隨之降低。

3 保證機械零件加工精度的有效措施

3.1 主軸回轉誤差的解決

針對機床的主軸回轉誤差，首先應對主軸的各部件進行更換，并選擇精度較高的部件作為更換配件，這樣就可以有效降低主軸的制造誤差;另外，在部件更換時也要嚴格按照相關標準對部件進行更換，以免在安裝中使主軸回轉誤差進一步加大，而在每次加工之前，還要對安裝精度重新進行調整。其次，也要注意對工件進行嚴格篩選，將身形誤差過大的工件去除，同時選擇與機械零件相契合的加工工藝，以保證加工過程的準確性。最后，還要采取精密切削的加工技術，對主軸的轉速進行不斷提升，這對于主軸回轉誤差的縮小同樣是非常有利的。

3.2 導軌誤差的解決

機床導軌本身的使用壽命較長，如果頻繁進行更換會造成很大的資金浪費，因此導軌誤差的解決主要應從設計階段入手，對導軌的結構、潤滑方式、防護裝置等進行全方位的考慮，并提高制造水平，以保證導軌本身的質量，縮小導軌的制造誤差。另外，導軌的設計與制造還要注意提高導軌的耐磨性，以保證其在使用期間不會因磨損而出現較大的誤差。而在導軌投入使用后，則要安排專人進行運行管理與定期養護，從而避免非正常磨損并降低正常磨損的程度，需要注意的是，導軌養護工作主要以添加潤滑油為主，以降低機床工作時導軌受到的摩擦力與振動，因此也要注意潤滑劑的合理選擇。

3.3 傳動鏈誤差的解決

針對傳動鏈誤差，同樣需要提高傳動鏈的制造精度與裝配精度，以降低傳動鏈本身存在的誤差。同時，也可以選擇減少傳動鏈的距離和內部元件，這樣一來誤差的源頭減少，傳動鏈誤差自然也就能夠得到有效控制。此外，在機床使用規程中還要注意定期檢查傳動鏈與齒輪間的縫隙，并對安裝精度進行調整。

3.4 受力變形問題的解決

受力變形問題在機械零件加工中十分常見，同時解決起來也比較簡單，只要能夠提升各部分零件間的接觸剛度，提升零件的接觸剛度與自身剛度，那么零件在受到各種力時自然也就不會出現比較明顯的變形。同理，消除配合面縫隙或擴大接觸面等也同樣能夠取得較好的效果。

3.5 熱變形問題的解決

當機床、工件、刀具產生熱變形時，一般來說我們可以通過安裝冷卻裝置或添加冷卻液等方式來實現降溫，消除加工系統中存在的熱量，同時也可以選擇提高加工速度、多次加工、提高刀具鋒利度等方式來減少熱量的產生與傳遞。

4 結語

總而言之，機械零件加工精度的影響因素是非常多的，要想降低加工誤差，提高機械零件的加工精度與質量，必須要對這些影響因素進行全面了解，并在此基礎上采取針對性的解決方法。

參考文獻

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