機械加工精度的影響因素及提高措施

摘 要：機械加工精度對零件加工質量有直接影響，從而影響整個機械產品的性能，所以保證零件加工精度至關重要。本文首先對加工精度的概念做了介紹，然后對影響加工精度的主要因素進行了分析，最后針對設備精度、加工過程、人為因素提出對應的提高措施。

關鍵詞：機械加工精度；影響因素；提高措施

0引言

自從我國改革開放以來，社會經濟得到了迅速發展，我國也由制造業大國逐漸向制造業強國轉變，這對零件加工提出了更高的要求。零件加工的質量是衡量一個國家工業加工技術水平的標準，尤其是零件的精度，是評價零件加工質量的一項關鍵性指標。文章分析了影響零件的機械加工精度的因素，并提出了幾點提高機械加工精度的措施。

1機械加工精度的概念

1.1加工精度

加工精度是指零件在加工完成后，對其尺寸、幾何形狀、位置的實際測量值與圖紙中所要求的理論值的符合程度。相對應的可以分為：尺寸精度、形狀精度、位置精度。其中尺寸精度是指零件完成加工后實際的測量尺寸與尺寸公差帶中心的符合程度；形狀精度是指零件測量的實際幾何形狀與理論幾何形狀的符合程度；位置精度是指設計者所指定的幾個表面之間的實際位置精度差別。

1.2測量方法

根據零件加工精度的要求，可以采用不同的測量方式，常見的測量方式有下面2種：

（1）根據是否能夠直接對待測參數進行測量，分為直接測量和間接測量。

直接測量是指采用測量工具直接測量待測參數，獲得尺寸值，如利用游標卡尺或千分尺測量。

間接測量是指當直接測量無法達到所需的精度要求或者無法采用常規工具進行測量時，采用間接測量的辦法。

（2）根據待測零件與測量工具是否接觸，分為接觸測量和非接觸測量。

接觸測量是指采用測量工具與待測零件表面直接接觸，并帶有接觸應力，如用游標卡尺測量。

非接觸測量是指測量工具不予待測零件表面接觸，為了避免接觸應力所帶來的測量誤差，如采用投影法測量。

2影響機械加工精度的因素

影響機械加工精度的因素主要有以下幾個方面[1-5]：

2.1加工設備誤差

機械加工設備本身存在一定的誤差，這個誤差是不可避免的。而通常所說的機械加工設備主要是指機床。機床的誤差有導軌導向誤差、主軸回轉誤差和傳動鏈誤差。

（1）導軌導向誤差是指機床導軌副的運動件的實際運動方向與理論運動方向的符合程度。主要是指導軌在水平面和垂直面的實際直線度與理論直線度的符合程度；兩個導軌之間的平行度；主軸回轉軸線在水平面的平行度誤差和主軸回轉軸線在垂直面的垂直度誤差。

（2）主軸回轉誤差是指機床加工主軸的實際回轉軸線與理論軸線的漂移，主要是端面圓跳動、徑向圓跳動和幾何軸線傾角擺動等。

（3）傳動鏈誤差是指機床某個傳動鏈中位于傳動鏈起始端和末端的傳動元件之間的誤差。

2.2加工理論誤差

加工理論誤差是指在加工中采用了近似加工而產生的誤差。一般來說，在理論誤差能夠滿足加工精度的前提下，可以采用近似加工，以達到節約成本的目的。如加工漸開線齒輪時采用阿基米德基本蝸桿來代替漸開線基本蝸桿，會使得齒輪的漸開線產生誤差。

2.3受力變形引起的誤差

加工系統在加工零件的過程中，在切削力、重力、夾緊力等作用下會發生一定的變形，對加工系統中的各部分位置關系會產生一定的破壞，從而影響整個加工系統的穩定性，最終導致加工誤差的形成。

2.4受熱變形引起的誤差

在加工過程中，在熱源的影響下加工系統會產生熱變形，使得刀具和工件的相對位置的準確性受到破壞從而硬氣加工誤差。熱源主要分為外部熱源和內部熱源，具體細分如表1所示。

2.5人為因素的影響

隨著科技的進步，生產規模的擴大，設備的自動化程度越來越高，但機械加工的過程仍然需要人工參與，操作人員的技術及素質會直接影響零件的質量。

綜上所述，影響機械加工精度的因素大致可以分為3類：人為因素、設備因素和加工過程，如表2所示[2]。

3提高加工精度的措施

為了提高機械加工的精度，減少加工誤差，可以針對性的采取下面3種措施。

3.1減少加工設備誤差

加工工件和刀具、夾具等直接安裝在加工設備上，形成一套完整的加工系統。該系統中的各類誤差最終影響加工精度，它們是零件加工誤差的根本原因，稱為原始誤差。為了避免原始誤差，提高加工設備本身的精度，以及夾具、量具的精度。對夾具、刀具的磨損、受熱、受力變形等進行嚴格控制，根據零件的材質合理選擇刀具和加工工藝，對精度要求較高的零件，在加工后必須進行消除應力處理。

3.2減少加工過程誤差

上道和毛坯工序也會影響加工精度，對加工過程進行嚴格控制，分化工件尺寸，根據尺寸大小分組，確保刀具尺寸在標準范圍內，最大限度的實現平均化。

3.3減少人為誤差

加強對操作人員的管理，提高操作者的技術和工作態度。使操作人員嚴格按照工藝流程作業，加工過程中嚴格執行測量制度，避免零件加工精度受損。

4總結

機械加工精度受到機械加工設備、加工過程和人為因素的影響，為了保證零件加工的精度和質量，需要降低設備誤差、嚴格控制加工過程，并努力提高操作人員的技術和素養，避免人為因素的干擾，才能進一步提高機械零件的加工精度。

參考文獻：

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[5] 馮磊. 機械加工精度的影響因素及提高對策[J]. 內熱機與配件， 2018：96-97.

作者簡介：

程彬彬，男，河南商丘人，碩士研究生，研究方向為機械精度設計、智能制造技術。