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(chǎn)生影響的原因和誤差產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)了各部件的具體位置，是機床運動平穩(wěn)的保障，當然，導軌磨損和質量也會產(chǎn)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(chǎn)生的誤差，通常是依據(jù)末端轉角誤差程度來判斷。

（2）刀具種類的誤差。刀具誤差發(fā)生情形大多是根據(jù)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(chǎn)生直接影響。對于夾具的誤差，刀具主要是發(fā)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(xiàn)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(guī)范，與原始設計不符合，就導致基準誤差的出現(xiàn)；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(guī)范，造成間距差別，致使零部件位置發(fā)生變動，該現(xiàn)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(chǎn)生變形的誤差，首先主要表現(xiàn)為工件剛度上，在工藝系統(tǒng)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(xiàn)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(jù)實驗方式。變形程度與承載量不具備線性條件，經(jīng)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(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)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(tǒng)誤差。在工藝加工過程中，所涉及到每一處環(huán)節(jié)，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(xiàn)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(fā)性誤差 。在生產(chǎn)過程中運用普遍采用減少原發(fā)性誤差的方法提高技工精度。在確認誤差產(chǎn)生原因后，制定消除和降低出現(xiàn)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(fā)，極大的降低了軸向切削力的彎曲變形現(xiàn)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(fā)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(tǒng)中原發(fā)性誤差。一種做法是，當原發(fā)性誤差值是正數(shù)時，人為誤差就是負值，盡量保持兩者數(shù)值相等；另一種做法是將一種原發(fā)性誤差同另一種原發(fā)性誤差進行中和，盡量保證數(shù)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(fā)性誤差 。誤差轉移法主要針對就是轉移工藝系統(tǒng)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(xiàn)不了零件加工所規(guī)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(lián)接之后，機床主軸原發(fā)性誤差也就不存在了。

（4）均分原發(fā)性誤差 。加工過程中原發(fā)性誤差無處不在，通常會給工序產(chǎn)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(chǎn)生原發(fā)性誤差。如何改變這一現(xiàn)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(fā)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(fā)性誤差 。針對工業(yè)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(fā)現(xiàn)不同，然后進行精準修正和校對，從而實現(xiàn)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(chǎn)生是普遍存在的，但必須保證其誤差值在規(guī)定的范圍內。只有通過對誤差產(chǎn)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(chǎn)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