淺談?dòng)绊憴C(jī)械加工精度的常見因素及預(yù)防措施

呂曉晨 陳東阜

摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)成為人類日常生活不可或缺的一部分。人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的要求也隨著經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)日益提高，其中機(jī)械加工精度作為影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素越來越受到企業(yè)的重視。本文對(duì)影響機(jī)械加工精度的部分因素進(jìn)行分析，并提出一些建議性的意見幫助提高機(jī)械加工的精度。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；零件精度

1.加工精度簡(jiǎn)述

加工精度是指零件表面本身或表面之間的實(shí)際尺寸與理想幾何參數(shù)的符合程度。機(jī)械的加工精度主要包括三個(gè)方面：尺寸精度、形狀精度和位置精度等。在從事機(jī)械加工時(shí)，只有對(duì)這三者的誤差都進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能確保最終產(chǎn)品的加工精度滿足實(shí)際要求。

2.影響零件加工精度的因素

2.1 加工原理誤差

加工原理誤差直接影響零件加工精度。原理誤差實(shí)質(zhì)上指的就是加工的過程中由于采用近似的刀具輪廓或者近似的成形運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的誤差。從理論層面上來看，在加工的時(shí)候我們應(yīng)該按照理想原理來處理，不過某些時(shí)候理想原理需要非常復(fù)雜的環(huán)節(jié)，因此，在具體處理的時(shí)候，我們會(huì)采用近似的原理，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)誤差。

2.2 機(jī)床自身誤差

機(jī)床自身的精度也會(huì)影響零件的加工精度。在機(jī)床的制造、安裝、使用過程中存在著主軸回轉(zhuǎn)的誤差、導(dǎo)軌的誤差和傳動(dòng)的誤差等。主軸的徑向圓跳動(dòng)、軸向竄動(dòng)及角度擺動(dòng)等誤差問題，會(huì)降低主軸回轉(zhuǎn)精度，進(jìn)而對(duì)零件加工精度造成負(fù)影響；導(dǎo)軌生產(chǎn)制造時(shí)在水平面上直線度、垂直面內(nèi)直線度、前后導(dǎo)軌的平行度等方面會(huì)存在一定誤差，加上安裝過程中的質(zhì)量影響，最終將影響到工件精度；傳動(dòng)鏈控制著機(jī)床主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)等變速問題，若傳動(dòng)元件發(fā)生制造誤差、裝配誤差、磨損等問題，則會(huì)影響零件的加工精度，尤其是加工齒輪、螺紋等對(duì)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有嚴(yán)格傳動(dòng)比的工件，傳動(dòng)鏈誤差造成的精度影響就更大。

2.3 刀具和夾具誤差

實(shí)際生產(chǎn)中，刀具和夾具的誤差對(duì)零件加工精度也有重要影響。刀具主要是用來對(duì)零件毛坯進(jìn)行減材切削，使產(chǎn)品外形和精度達(dá)到設(shè)計(jì)方案的要求。刀具因?yàn)槠浔砻嬉泊嬖谡`差，所以對(duì)零件的表面精度會(huì)帶來影響。此外，刀具在加工過程中一般還會(huì)伴隨發(fā)生磨損，當(dāng)磨損量累計(jì)到一定程度后，刀具的磨損會(huì)加劇，從而使機(jī)械零部件的加工精度受到嚴(yán)重影響。同時(shí)，刀具在切削過程中還會(huì)受熱膨脹，導(dǎo)致刀具發(fā)生變形，這也會(huì)對(duì)產(chǎn)品精度帶來影響。夾具主要是用于機(jī)械加工過程中的固定，使工件不會(huì)隨著機(jī)加操作的進(jìn)行而隨意移動(dòng)。它的裝夾精度也會(huì)直接影響到工件的加工質(zhì)量。如果夾具的定位、安裝出現(xiàn)誤差，或者夾具受熱出現(xiàn)變形，則零件的相對(duì)位置與理想值出現(xiàn)偏差，則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)加工誤差。

2.4 工藝系統(tǒng)受力變形和熱變形

機(jī)械加工過程涉及機(jī)床、工件、刀具、夾具這四部分的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，零件加工會(huì)受到來自外界的各種作用力。加工系統(tǒng)在長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)中，會(huì)受到不同程度的壓力使得加工系統(tǒng)出現(xiàn)變形，對(duì)系統(tǒng)的位置、形狀等都會(huì)產(chǎn)生影響，從而阻礙系統(tǒng)的正常運(yùn)行，縮短加工系統(tǒng)的使用壽命，影響系統(tǒng)的精度。

零件加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，這些多余熱量會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工系統(tǒng)出現(xiàn)熱變形，對(duì)零件加工精度產(chǎn)生直接的影響，具體表現(xiàn)為工件、刀具與機(jī)床本身的熱變形等方面。此種熱變形影響刀具和被加工零件之間精確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，影響零件的精度。

3. 提高機(jī)械加工精度的措施

3.1 優(yōu)化工藝系統(tǒng)，減小原始誤差對(duì)加工精度的影響

原始誤差包括夾具誤差、量具誤差、機(jī)床的集合誤差等，針對(duì)不一樣的誤差必須使用不一樣的措施來應(yīng)對(duì)。此方法，具體來講指的是在開始加工的時(shí)候發(fā)現(xiàn)誤差，便于我們提前采取應(yīng)對(duì)方法，以此來避免影響，提升精確性。常見的方法有兩種，分別是轉(zhuǎn)移原始誤差法和補(bǔ)償原始誤差法。對(duì)于轉(zhuǎn)移原始誤差法來講，如果我們無法降低或是避免誤差帶來的負(fù)面影響，可以以全新的角度分析問題，即當(dāng)誤差無法減小的時(shí)候，不繼續(xù)去尋找其減小方法，而是竭盡全力地將影響精度的要素轉(zhuǎn)化到對(duì)零件加工精確性規(guī)定不是很嚴(yán)格的地方。所謂的補(bǔ)償原始誤差法，指的是為了降低系統(tǒng)誤差的發(fā)生幾率，進(jìn)而引進(jìn)的一種全新的誤差，以此來抵消系統(tǒng)誤差，進(jìn)而起到提升精確性的目的。運(yùn)用此方法需要一個(gè)前提條件，即確保舊的誤差無法被直接消除，也不能對(duì)其進(jìn)行控制，這樣才能采用補(bǔ)償誤差法來消除既有誤差。補(bǔ)償誤差的本質(zhì)是一種通過制造新誤差抵消舊誤差的方式，他需要工藝人員對(duì)機(jī)械加工過程有足夠的了解，能找出誤差產(chǎn)生的原因，并及時(shí)采取措施消除誤差。

3.2 加強(qiáng)對(duì)加工溫度的控制

機(jī)械設(shè)備運(yùn)行很容易受到溫度要素的影響，如果溫度適應(yīng)性較差會(huì)直接影響機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的效果。尤其是在加工機(jī)械零件方面，過高的溫度會(huì)增加機(jī)械設(shè)備熱變形的幾率，進(jìn)而影響零件加工的精度。所以，需要尋找合理的解決方法，增強(qiáng)對(duì)設(shè)備加工溫度的控制。通常情況下，會(huì)選擇冷水來降溫。特別是機(jī)械設(shè)備中刀具運(yùn)行時(shí)，反復(fù)切割零件會(huì)提高刀具溫度，致使刀具和零件運(yùn)動(dòng)關(guān)系發(fā)生變化。在這種情況下，應(yīng)采取物理降溫的方式確保刀具溫度的降低，進(jìn)而規(guī)避變形因素對(duì)于零件加工精確度產(chǎn)生的負(fù)面影響。

3.3 降低外力因素的影響

機(jī)械加工過程中會(huì)受到許多外力變化的影響，而這種外力對(duì)零件精度影響較為明顯。所以在設(shè)備加工運(yùn)行過程中，要指定專門的技術(shù)人員對(duì)加工運(yùn)行情況定期檢查、監(jiān)控。檢查各個(gè)部位位置等是否適中，保證正常運(yùn)行；定期對(duì)機(jī)械表面進(jìn)行打磨，防止機(jī)械老化對(duì)加工精度造成不良影響，有效控制在安全范圍內(nèi)，提高加工質(zhì)量。同時(shí)，構(gòu)建合理的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高設(shè)備連接表面的接觸剛度，采用合理的裝夾和定位方式，也能夠進(jìn)一步改善加工系統(tǒng)，減少外力因素的影響。

4.結(jié)語

機(jī)械加工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，實(shí)際生產(chǎn)中除上述因素外，還有設(shè)備特點(diǎn)、操作者水平等因素都會(huì)對(duì)零件精度造成影響，因此我們還需要繼續(xù)加強(qiáng)這方面的研究與探討，采取科學(xué)合理的措施，最大限度地降低各相關(guān)因素產(chǎn)生的誤差，從而為實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械加工工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展增添助力。

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