改進(jìn)機(jī)械加工精度的方法研究

王娟

摘 要：機(jī)械加工精度指的是零件在加工之后的實(shí)際的尺寸、位置、形狀等參數(shù)和理想的尺寸、位置和形狀之間的差距。本文對機(jī)械加工工藝流程進(jìn)行了闡述，還對機(jī)械加工的精度進(jìn)行了分析，進(jìn)而提出了能夠改進(jìn)機(jī)械加工精度的措施，這對于工程的實(shí)踐有積極的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工 措施 精度

中圖分類號：TH161 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（c）-0082-01

1 對機(jī)械加工精度和誤差的分析

1.1 機(jī)械加工精度的內(nèi)容

（1）尺寸精度。主要是表示零件經(jīng)過機(jī)械加工之后的長度、直徑等的真實(shí)尺寸和理想尺寸之間的相符合程度。

（2）位置精度。零件經(jīng)過機(jī)械加工后的真實(shí)幾何位置和理想的幾何位置之間的相符程度。位置的誤差必須要小于零件的尺寸公差。

（3）形狀精度。零件經(jīng)過機(jī)械加工之后的真實(shí)的幾何形狀和理想的幾何形狀之間的相符程度。

1.2 機(jī)械加工工藝流程

機(jī)械加工工藝流程是工件或零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等。為保障生產(chǎn)的均衡和合理，必須要以工藝實(shí)驗(yàn)和工藝原理為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際的機(jī)械零件的生產(chǎn)需要來制定明確的工藝流程，避免生產(chǎn)出質(zhì)量低、效率低的零件。對于工藝過程的擬定，要多角度、全方位的對其進(jìn)行分析，比如對于圖紙的技術(shù)需要、零件形狀和位置以及加工過程的熱處理、輔助的程序等等的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的衡量，最后制定出一個最合適的加工工藝流程。

1.3 機(jī)械加工的誤差分析

首先，在零件加工之前，可能存在（1）機(jī)床的調(diào)整誤差。比如模版的制造中的誤差以及元件的位置誤差。（2）加工原理存在的誤差。比如采取輪廓相似的刀具進(jìn)行加工引起的形狀誤差。（3）機(jī)床的幾何誤差。主要包括：機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差、傳動鏈傳動誤差等。

其次，零件在加工過程中由于受力變形和受熱變形也會產(chǎn)生一些誤差。當(dāng)工件剛度低于機(jī)床、刀具和夾具的剛度時，其在夾緊力、切削力和慣性力的作用下會產(chǎn)生變形，該變形又導(dǎo)致加工的穩(wěn)定性不足，進(jìn)而產(chǎn)生相對位置變動，加大誤差。另外，由于切削熱、摩擦熱以及工作環(huán)境中熱源的影響，工藝系統(tǒng)會發(fā)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生。

再次，要保證加工表面的尺寸、形狀以及位置等符合一定的精度，就需要對零件的加工工藝系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，但是調(diào)整的誤差又會對加工的精度帶來一定影響。零件加工之后，測量零件時用的測量方法和測量工具、測量力等都會產(chǎn)生誤差，工件使用之后的殘余力有時候也會帶來誤差。

2 影響機(jī)械加工精度的因素

2.1 工藝系統(tǒng)的制造精度和磨損程度的影響

不同的構(gòu)成對機(jī)械加工精度有不同的影響，產(chǎn)生的誤差主要包括導(dǎo)軌的制造誤差以及導(dǎo)軌的磨損和質(zhì)量誤差、軸承本身的誤差以及主軸的繞度等產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)誤差、由于各個環(huán)節(jié)的裝配誤差引起的傳動鏈誤差、制造的誤差、夾具的定位不準(zhǔn)確產(chǎn)生的誤差等等。導(dǎo)軌誤差，因?yàn)閷?dǎo)軌是機(jī)床中的確定部件位置的基準(zhǔn)，其各項(xiàng)誤差會對被加工物件的精度。在車床上，如果導(dǎo)軌向前突出的時候會產(chǎn)生鼓形的加工誤差，如果導(dǎo)軌向后突出的時候，會產(chǎn)生鞍形的加工誤差。導(dǎo)軌誤差還會導(dǎo)致傳動鏈的兩端的相對運(yùn)動誤差。要保證精度，就必須減少傳動件的數(shù)量，縮短工件傳動的路線。

2.2 工藝過程中的測量和調(diào)整誤差產(chǎn)生的影響

機(jī)械工件在加工的過程中需要對其進(jìn)行檢驗(yàn)，但是量具在測量時候的各個因素會產(chǎn)生誤差。其次，為了獲得零件加工之后的尺寸、形狀和位置等要素，要對其進(jìn)行多次定位，定位基準(zhǔn)的調(diào)整也會產(chǎn)生誤差。

2.3 加工工藝的受熱變形產(chǎn)生的影響

加工工藝系統(tǒng)會受到摩擦、切削熱和日光等熱源影響。這種受熱影響可以分為以下三種，（1）機(jī)床因?yàn)槭軣嶙冃?，使得機(jī)床的幾何精度發(fā)生改變。（2）刀具因?yàn)楦邷厥軣嶙冃危M(jìn)而影響被加工件的精度。如果刀具連續(xù)工作時間過長，會產(chǎn)生圓柱度以及平面度的誤差。（3）某些工件因?yàn)榍邢鳟a(chǎn)生的熱源而變形，熱變形之后的工件會產(chǎn)生各類誤差。如果受熱變形比較均勻，會使得尺寸發(fā)生變化。如果受熱不均勻，會引起部分形狀變化。

3 改進(jìn)機(jī)械加工精度的措施

3.1 誤差抵消法

誤差抵消法，就是人為地制造一種新誤差，去抵消或補(bǔ)償原來工藝系統(tǒng)中的原始誤差。當(dāng)原始誤差是負(fù)值時，產(chǎn)生的人工誤差就取正值，反之，如果原始誤差是負(fù)值，則人工誤差就取正值，并盡量使兩者大小相等。除此之外，可以利用一種原始誤差去抵消另一種原始誤差，也是盡量使兩者大小相等方向相反，從而達(dá)到減少加工誤差，提高機(jī)械加工精度的目的。

3.2 原始誤差的改進(jìn)

（1）平均原始誤差。有些精度要求很高的零件，可以通過加工使得零件加工表面的原始誤差均勻化。通過有密切聯(lián)系的工件和工具表面的相互比較和檢查，從中找出它們的差異，進(jìn)而再對零件進(jìn)行修正或者按照基準(zhǔn)進(jìn)行加工。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，直尺、端齒分度盤和平板等都是采用將原始誤差平均化的原理來加工的。

（2）轉(zhuǎn)移原始誤差。將機(jī)械零件的原始誤差從敏感方向轉(zhuǎn)移到非敏感方向，進(jìn)而達(dá)到將機(jī)械工藝的受力變形、幾何誤差以及熱變形等原始誤差轉(zhuǎn)移的目的。原始誤差能否直接在加工誤差上反映出來，是否能夠提高零件的精度，決定于其是否在誤差的敏感方向上。比如，機(jī)床的主軸和工件之間采取浮動聯(lián)接之后，就會將機(jī)床主軸上的原始誤差轉(zhuǎn)移。

（3）減少原始的誤差。通過提高量具和夾具的本身精度，減少加工工藝系統(tǒng)的受熱、受力和刀具的磨損以及測量誤差，都能實(shí)現(xiàn)減少原始的誤差的目的。如果想要提高機(jī)械的加工精度，就要對各個原始誤差都進(jìn)行研究，對于不同的誤差采用不同的方式進(jìn)行解決。對于有固定形狀的零件的加工，要減少刀具安裝和刀具的具體形狀的誤差，對于一些很精密的零件的加工，要提高所用的精密機(jī)床的剛度以及精度。

（4）分化原始誤差法。采取一些分化原始誤差的方法，能夠提高零件的加工精度。該方法依據(jù)誤差的反映規(guī)律，將毛坯或工序上的具體工件尺寸分成n個組，每個組的尺寸范圍被縮小為原來的1/n。，然后依據(jù)具體的誤差范圍分別調(diào)整刀具相對工件的正確位置，從而縮小整批工件的分散范圍。

4 結(jié)語

從理論和實(shí)踐上來看，加工誤差具有必然性，且不可避免。為了將誤差控制在合理的可接受范圍內(nèi)，并提高加工精度，必須對產(chǎn)生誤差的具體原因進(jìn)行分析研究，采取相應(yīng)的措施，多管其下，最大限度的減少誤差，提高機(jī)械加工精度。研究機(jī)械加工精度的提高措施，對于機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展以及目前的市場需要具有重要意義。

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