機械零件加工精度的影響因素及改善措施探討

郭寶新 劉楊

摘要：機械零件加工過程中的加工工藝、加工誤差、內應力等因素在一定程度上影響機械零件的整體加工精度，最終影響機械設備的加工精度、使用壽命和服務質量。這就需要認真分析影響因素，并有針對性地找出相應的解決方案，以提高機械零件的加工精度。從加工過程系統的結構出發，分析了加工過程中可能影響零件加工精度的因素，提出了改進策略，供同行參考。

關鍵詞：機械加工;加工精度;影響因素;策略

0引言

在機械零件加工制造中，分析了影響機械零件加工精度的因素，在此基礎上，采取合理措施影響機械零件加工精度控制的因素，以提高機械零件的加工精度，保證機械設備的制造質量和使用壽命。

1.??? 影響零件加工精度的內在因素

影響零件加工精度的內在因素主要為：機械加工藝系統本身的幾何精度。

1.1? 內在因素產生的原因

由于加工部件是在機床的控制下對零件進行加工的，所以工藝系統的整體幾何精度與機床精度密切相關。如果機床本身的構件存在精度問題，那么被加工零件的大小、形狀、比例等，都會可能出現偏差。如機床主軸，一旦其軸向或者徑向擺動出現問題，就有可能造成回轉誤差，進而導致被加工零件不符合相關精度標準;另外，如果機床在安裝時就出現了誤差，也會直接造成被加工零件精度不足。

機床在長期的運行使用后，一般都會出現一定程度的磨損，尤其是某些刀具在不斷的使用中，會出現嚴重不均衡的磨損現象，進而在切割加工時，零件精度偏差就不可避免的出現了。對于刀具來說，如果在制成出廠的時侯，就已經存在有一定的誤差，其在實際使用過程中，通過對機床進行調整，就可以將這種誤差基本消除，對零件精度的威脅可以提前避免;但是，如果其在使用過程中出現磨損，那么刀具在機床上的相對位置就會出現變化，進而造成被加工零件的形狀、尺寸精度的下降。在整個加工工藝系統中，夾具是用來保持零件與刀具兩者的間距，實現刀具準確固定的構件，它的誤差有兩個方面：即構件出廠時夾具產品本身精度不夠、存在誤差;投入使用時，因操作不精細而出現的定位、安裝偏差，或者構件在長期使用后，出現的構件外表嚴重磨損，導致被加工零件出現精度不準現象。

1.2? 產生內在因素的解決方案

對于上述機械設備在出廠時本身所存在的問題，以及在使用中因磨損而導致的誤差，在實際加工使用過程中，可采取一定的補償技術控制誤差，以保證構件誤差在實踐中，能達到接受的范圍之內。正常來看，在高精度的機床設備系統中，其會配置有相應的誤差補償控制構件，使用單位以及工作人員能夠根據加工需求對其做一定的矯正。在某些自動化、智能化水平較高的數控加工機床中，配有專業的校正軟件，用以做機床各構件磨損的技術校正，在實際生產實踐中，只需輸入相應補償數據，然后由軟件自運運行，即可實現參數修定。而對于一般的普通機床而言，其磨損校正只有通過參考校正尺數據、手動操作設置補償螺母來實現系統及構件的誤差補償。

2.??? 影響零件加工精度的外在因素

2.1? 機械加工工藝系統運行過程中的受力變形

（1）系統運行中產生受力變形的原因

機械加工工藝系統的實際運行強度相對比較大，而且面臨著多方位受力的情況，各個部件在長時間內處于受力狀態，導致其位置、形狀等，出現輕微形變。具體來說，諸如加工工藝系統中所用到的刀具、夾具等小構件，在整個系統中相對位置的調整，多是在靜態條件下開展的。但是，隨著整個加工工藝長期受力發生的形變，這些部件原本的相對位置就有可能發生改變，進而導致構件本身的工作軌跡發生變化，最終導致被加工零件的形狀、尺寸等精度受到影響。

（2）系統運行中產生受力變形的解決方案

對于上述原因導致的被加工零件精度下降，可通過調整工藝加工系統的受力情況，從而使系統受力減少這一途徑來實現。具體的操作方法有兩種：首先可以對工藝系統本身相對薄弱的構件及部位進行改造，提升工藝系統本身的剛度，提高系統對外部受力的抵抗性能，切實防止加工系統因受力而發生形變，導致加工誤差。其次，可通過縮減整個工藝系統的載荷量，減少系統外力的大小，從根源上實現變形預防。

機械加工工藝系統在運行過程中，除了面臨多種力的影響，還會遇到不同種類的熱影響，進而出現形變，它會導致刀具與被加工零件之間的準確幾何關系、運動關系受到破壞，進而影響被加工零件的精度。因熱變形而導致的零件精度偏差，一般情況下會比較嚴重，在總誤差比例中能達到40%～70%，尤其是在精密度要求較高的零件加工以及大型零件的加工中出現精度偏差比例更高。具體來說有刀具熱變形、被加工零件熱變形、機床本身及其構件的熱變形三種。

鑒于機床結構中，軸承、齒輪、離合器等各部件在運行時因摩擦會導致床身表面的溫度增高，主軸及床身上發生彎曲等形變的現象，所以在生產實踐中，應盡量減少機床本身以及機床附近的熱源，或者采取一定的措施進行熱源隔離。比如，可以將熱源獨立設置，或者利用某些潤滑劑減少機床部件的摩擦。除此之外，在生產空間中添置制冷設備，以強制降溫的方式吸收生產運行中產生的熱量;或者對機床結構進行適當調整，例如將變速箱內的軸、軸承、傳動齒輪等部件調整為對稱結構，使其散熱均勻，減少變形產生的可能性。

3.??? 結語

隨著國內市場經濟改革的日益深化，機械加工業也得到了飛速發展。在此背景下，相關的機械加工單位，有必要進一步加大精度研究力度，融合最新的管理理念，引進最新的信息控制技術，通過不斷地提升機械加工工藝水平，提高所加工零件的精密度，最大程度減小不合格產品的產生率，實現企業經濟效益的增加和企業市場競爭力的增強。

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