提高機械零件加工精度的方法探討

摘 要：零件是構(gòu)成機械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)不同運動功能的基本單位，其表面的加工精度將直接影響到機械產(chǎn)品的使用性能。在零件進行加工時，其加工精度受多方面因素的制約，采取恰當(dāng)?shù)姆椒ㄌ岣邫C械零件的加工精度，保證零件成品質(zhì)量滿足使用需求便成為制造企業(yè)間競爭的對象。文章從影響機械加工精度的主要因子切入，對提高零件加工精度，縮小其加工誤差的方法針對性的給出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：機械零件；加工精度；誤差；提高方法

引言

機械產(chǎn)品在進行組裝和拆卸過程中，均是以零件為基本單位來進行，因而零件加工質(zhì)量的好壞將直接影響到機械產(chǎn)品的性能發(fā)揮。衡量機械零件加工質(zhì)量的指標(biāo)，主要包括有零件加工精度及其表面質(zhì)量的要求等方面，而零件加工精度對加工質(zhì)量的影響占主導(dǎo)地位。

1 機械零件加工精度的介紹

零件的加工精度，是指機械零件在生產(chǎn)和加工過程中其實際的幾何參數(shù)和理想中的幾何參數(shù)之間相符合的程度，主要包括在以下幾個方面：形狀、尺寸和位置。形狀精度體現(xiàn)了加工得到的零件與理論設(shè)計的偏離程度，而尺寸精度則在零件的大小上反映與理想的差異程度，位置精度則是從零件中各部分如軸與孔等的相對位置出發(fā)，反映其誤差大小。

零件在進行加工前，設(shè)計人員根據(jù)零件的用途及要求等，對零件的加工精度進行界定；然后工藝加工人員根據(jù)已設(shè)計的精度標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)場加工條件等，在確保零件加工誤差在限定范圍內(nèi)，對零件的加工工藝進行擬定；在工藝流程順序下，零件的毛坯件與機床夾具、刀具構(gòu)成工藝加工系統(tǒng)，完成對零件的加工工藝過程。

2 影響機械零件加工精度的要素

零件的加工精度主要是通過其加工誤差表達，加工誤差值的大小直接反映出加工精度的高低，誤差值越大，加工精度越低；反之亦然。以下就產(chǎn)生機械零件加工誤差的原因進行具體討論。

2.1 機床本身幾何誤差的存在

由于零件需在機床上完成加工工藝全過程，因而機床本身存在的誤差將會降低零件的加工精度，且是造成零件加工誤差的主要原因。主要常見于主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差以及傳動鏈誤差。

因為機床上的主軸在進行制造、裝配過程中，會產(chǎn)生一定的誤差，因而造成機床在運行過程中，主軸回轉(zhuǎn)線所處的空間位置不固定，如此便導(dǎo)致回轉(zhuǎn)誤差的產(chǎn)生。其對零件的加工精度影響主要表現(xiàn)為徑向圓跳動、軸向竄動以及純角度擺動等形式；而導(dǎo)軌誤差的產(chǎn)生則是因?qū)к壴跈C床上用以確定機床各組件相對位置的基準(zhǔn)，也是機床本身運動的基準(zhǔn)，導(dǎo)軌在制造過程中的加工誤差，以及在機床上不斷地磨損等，導(dǎo)致在零件加工出現(xiàn)導(dǎo)軌誤差，進而降低機械加工精度；傳動鏈誤差是指傳動鏈?zhǔn)寄﹥啥嗽g相對運動的誤差。由于機床的一些運動是靠傳動機構(gòu)予以實現(xiàn)的，這些元件在加工制造存在的誤差以及使用磨損產(chǎn)生的誤差，將導(dǎo)致運動的傳遞出現(xiàn)偏差，造成零件的加工誤差。

2.2 機床上夾具及裝夾產(chǎn)生的誤差

在機床中，安裝夾具的目的是為了固定工件，使其與機床及刀具間的位置確定，因而由夾具原因造成的誤差對零件的加工精度，尤其是與位置精度相關(guān)的影響較大。機床的夾具誤差主要來自于夾具的定位組件、導(dǎo)向組件以及夾具體等零件在制造及裝配過程中產(chǎn)生的誤差作用。

2.3 零件加工過程中產(chǎn)生的動態(tài)誤差

機械零件在加工的過程中需嚴(yán)格按照已擬定的加工工藝執(zhí)行，然而零件在加工的過程中，受切削應(yīng)力、切削熱以及摩擦等作用，會發(fā)生局部彈性變形，造成零件與加工工具間的相對位置出現(xiàn)波動，從而造成刀具對準(zhǔn)等出現(xiàn)偏差，因而造成生產(chǎn)加工誤差。其具體原因主要從以下幾個方面展開討論。

首先是零件受力點位置波動造成的誤差。因在對零件進行切削加工過程中，切削應(yīng)力隨受力點的位置而改變，由于刀具與零件的摩擦作用，其相對移動位置與理想狀態(tài)下出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致切削錯位，進而形成加工誤差；其次零件在加工過程中受熱變形影響。刀具對零件進行切削時，產(chǎn)生大量的熱量，由于零件各部分結(jié)構(gòu)的差異，其熱變形程度不同，進而造成刀具與零件的位置及相對運動不準(zhǔn)確，造成加工誤差；另外，零件在加工過程中，需不斷調(diào)整其位置，由于調(diào)整工作無法實現(xiàn)絕對正確，因而會造成刀具與零件間的相對位置不準(zhǔn)確，增加零件加工誤差。

3 零件加工精度提高方法

3.1 盡量減少機床的原始幾何誤差

上述中提到，機床的幾何誤差主要集中在主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差以及傳動鏈誤差，因而減少機床幾何誤差也主要從這幾方面著手。

針對機床主軸回轉(zhuǎn)精度的提高，可選用精度較高的主軸部件，并盡量采用雙死頂尖方式對工件進行裝夾，從而減少主軸回轉(zhuǎn)誤差轉(zhuǎn)移到待加工工件上；導(dǎo)軌誤差的產(chǎn)生源于制造加工及工作時的摩擦作用，因而在加工制造導(dǎo)軌時，應(yīng)選擇精度高、耐磨性好的材料，并加強潤滑保養(yǎng)工作；傳動鏈誤差主要是由于傳動件在機床中的應(yīng)用而引起的，若降低這一誤差，可通過減少傳動機構(gòu)元件的數(shù)目，消除傳動件間的間隙等措施加以改進。

3.2 對加工過程中的誤差加以補償

由于零件在加工工藝過程中產(chǎn)生誤差，因而可采用一些措施縮減這部分誤差?？赏ㄟ^人為地增加與原始誤差相反的效果，對原始加工誤差進行補償；或是使用已存在的某一種原始誤差局部或全部消除另一種原始誤差造成的結(jié)果。

3.3 對原始誤差進行分化或者均化處理

為更好地改善機械零件的加工精度，可通過將原始誤差進行分化進行處理。針對零件加工精度要求更高，還可利用在不斷試切加工流程中，對原始誤差采取逐步均化的方式加以處理。

對原始誤差進行分化處理可通過將待加工毛坯件或經(jīng)過上道加工工序得到的工件按測量尺寸大小加以分組，再根據(jù)各組的誤差范圍值合理調(diào)整刀具相對工件的正確位置，以確保各組工件的尺寸分散范圍中心保持一致性，進而使得所有組的工件的尺寸更為集中化；而均化原始誤差則是基于利用精確加工工藝使得工件的原始誤差不斷減少及平均化的思想。其主要方法是將聯(lián)系緊密的工件或加工表面相互間加以對比和檢查，對其存在的差異進行修正再加工或是基準(zhǔn)加工，進而達到縮小均化整批工件的誤差值。

此外，還可通過對原始誤差進行轉(zhuǎn)移的方式，即將加工精度要求高的工件表面誤差轉(zhuǎn)移到要求相對較低的表面，以提高工件的整體加工精度；另還可將現(xiàn)代化的加工技術(shù)方式投入到零件加工中，實現(xiàn)對誤差的實時控制以及誤差補償，在滿足加工質(zhì)量的前提下提高機械生產(chǎn)效率，節(jié)約加工成本。

4 結(jié)束語

在機械零件進行加工過程中，其誤差始終無法避免，然而通過一定的方式提高零件的加工精度，保證零件成品的質(zhì)量，是當(dāng)下機械加工行業(yè)提升市場綜合競爭力的有效方式。目前我國機械加工制造機床、工藝方法等相比于國外，仍存在一定的差距，因而我們?nèi)孕杞?jīng)過堅持不懈的努力，進一步找出機械零件加工工藝中存在的漏洞，優(yōu)化加工工藝技術(shù)，實現(xiàn)加工精度的改善，帶動市場競爭力的提升。

參考文獻

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作者簡介：孟金花（，1979，3-），女，河北景縣，本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)就職于河北百工實業(yè)有限公司，從事技術(shù)工作。