機(jī)械零部件加工精度影響因素探究

韓勇娜 王立蕓

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?國(guó)家的繁榮昌盛離不開工業(yè)的發(fā)展，而工業(yè)的高速發(fā)展需要以機(jī)械設(shè)備作為支撐。因此，在機(jī)械設(shè)備加工領(lǐng)域，機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量成為各大企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，而機(jī)械設(shè)備質(zhì)量依賴于零部件的精確度，因?yàn)楹芏嗑茉O(shè)備都是由各大零部件組成，這些零部件的精確度將直接影響機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量。因此，要得到高質(zhì)量的機(jī)械設(shè)備就必須對(duì)零部件的加工精度進(jìn)行把控，分析其誤差產(chǎn)生的原因，并采取有效手段提高零部件精確度，以保證機(jī)械設(shè)備的高質(zhì)量以及低誤差。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?機(jī)械零部件;加工精度;措施

[中圖分類號(hào)] ?TH161 ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] ?2096-0603（2019）15-0032-02

機(jī)械設(shè)備的構(gòu)成一般包括許多的機(jī)械零部件，通過零部件的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的功能化操作。機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)確度以及穩(wěn)定性依賴于零部件的精密度，尤其對(duì)一些高精密的設(shè)備，零部件的精確度將直接影響設(shè)備的功能。

一、機(jī)械零部件的加工簡(jiǎn)述

機(jī)械零部件一般是根據(jù)圖紙要求進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的，機(jī)械零部件精確度的定義是指生產(chǎn)后的零部件中的各個(gè)參數(shù)同原先圖紙?jiān)O(shè)計(jì)參數(shù)之間的相似度。在進(jìn)行機(jī)械零部件的生產(chǎn)過程中，其精密度需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，采取有效手段降低機(jī)械零部件的誤差。

二、機(jī)械零部件加工過程中的誤差分析

機(jī)械零部件誤差來自于零部件的制造過程，因此，如果要對(duì)導(dǎo)致機(jī)械零部件產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行全面分析，就要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，通過對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程的探究，主要有下面幾個(gè)方面的誤差來源。

（一）理論誤差

理論誤差的來源是由于在機(jī)械零部件的生產(chǎn)中，一些重要參數(shù)的取值沒有完全同圖紙一致，采用的是一個(gè)近似的數(shù)值。

（二）裝夾誤差

裝夾誤差指的是在機(jī)械零部件加工過程中由于裝夾定位工序的不到位而導(dǎo)致的誤差，這種誤差大多數(shù)是人為操作性的誤差。

（三）機(jī)床誤差

機(jī)械零部件的制造一般是采用機(jī)床，如果機(jī)床本身存在一些尺寸錯(cuò)差，加工出來的機(jī)械零部件的精確度肯定會(huì)受到影響，機(jī)床對(duì)機(jī)械零部件產(chǎn)生的誤差主要來源于三個(gè)方面：導(dǎo)軌的定位精度誤差、機(jī)床主軸誤差以及導(dǎo)軌本身誤差。其實(shí)機(jī)床對(duì)機(jī)械零部件精確度的影響是多方面的，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行誤差分析。

（四）加工刀具誤差

機(jī)械零部件的加工是需要特定的刀具對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確切割，刀具的缺陷以及其他誤差將對(duì)機(jī)械零部件的精確度產(chǎn)生影響。

（五）工藝誤差

機(jī)械零部件的加工制造不是一個(gè)簡(jiǎn)單的加工過程，而是一個(gè)復(fù)雜的工藝，該工藝包括機(jī)床、加工刀具以及其他部件構(gòu)成。工藝誤差一般是兩個(gè)方面的原因造成的，一個(gè)是系統(tǒng)本身的構(gòu)成，而另外一個(gè)是外部環(huán)境。外部環(huán)境對(duì)工藝系統(tǒng)的影響有作用力以及熱量，一定的作用力或者熱量都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零部件的形變，而這種形變將對(duì)機(jī)械零部件的精密度產(chǎn)生直接影響。

（六）機(jī)械殘余應(yīng)力誤差

在機(jī)械零部件生產(chǎn)過程中由于工件以及刀具來回地摩擦力，使生產(chǎn)后的機(jī)械零部件內(nèi)部存在著應(yīng)力。該應(yīng)力被稱為機(jī)械殘余應(yīng)力。機(jī)械殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零部件的形變，而這種形變也會(huì)造成零部件的尺寸以及形狀誤差。

（七）測(cè)量誤差

測(cè)量誤差的來源有兩個(gè)方面，一方面是測(cè)量工具本身的誤差，另一方面是由于測(cè)量方法選取不合適而導(dǎo)致的誤差。

三、影響機(jī)械零部件精確度的誤差分析

（一）加工原理誤差

近似加工方法在機(jī)械零部件加工領(lǐng)域被廣泛使用，而這一方法原理本身就會(huì)影響機(jī)械零部件的精確度。這種影響來自加工運(yùn)動(dòng)過程、加工過程采用的夾具以及刀具輪廓。加工運(yùn)動(dòng)指的是刀具與工件之間的特定關(guān)系，而這種特定的關(guān)系一般以運(yùn)動(dòng)的方式表現(xiàn)出來，因此，要實(shí)現(xiàn)機(jī)械零部件最理想的加工狀態(tài)就要求加工過程中采用準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)方式。在生產(chǎn)中所采用的夾具也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零部件加工原理誤差，所以，在加工機(jī)械零部件時(shí)應(yīng)采用適宜的夾具進(jìn)行機(jī)械零部件的加工。一般特定的機(jī)械零部件都有采用特定的刀具輪廓，而理想的刀具輪廓往往是不規(guī)則的，因此在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用近似刀具輪廓對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行加工切削，而這種不準(zhǔn)確的刀具輪廓的使用，也是加工原理誤差出現(xiàn)的原因。

（二）機(jī)床誤差

現(xiàn)在機(jī)械零部件的加工一般是運(yùn)用機(jī)床，所以，機(jī)床本身存在的誤差將直接影響機(jī)械零部件的精確度。機(jī)床對(duì)機(jī)械零部件的影響是多方面的，因此，在對(duì)機(jī)床誤差進(jìn)行分析時(shí)，一般選取影響較大的幾個(gè)因素進(jìn)行分析，具體介紹如下所述。

1.機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)精確度

機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)對(duì)機(jī)械零部件的精確度的影響來自于在機(jī)床工作過程中，機(jī)床主軸會(huì)產(chǎn)生多個(gè)方向不平衡的作用力，這種作用力會(huì)導(dǎo)致角度擺動(dòng)、徑向跳動(dòng)以及軸向竄動(dòng)。這些不規(guī)律的運(yùn)動(dòng)將直接影響機(jī)械零部件的加工精密度。在對(duì)不同機(jī)械零部件進(jìn)行加工時(shí)，這種影響將會(huì)更加明顯，比如，在進(jìn)行有內(nèi)孔的機(jī)械零部件加工時(shí)，機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng)會(huì)對(duì)圓周的加工造成一定的誤差，但是機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng)在這種情況下不會(huì)影響斷面車削質(zhì)量。但是如果只是對(duì)機(jī)械零部件的斷面進(jìn)行加工處理，此時(shí)的誤差來源于機(jī)床主軸的軸向竄動(dòng)。因此，對(duì)復(fù)雜的平面的加工，其誤差一般來自于機(jī)床主軸產(chǎn)生的角度擺動(dòng)、徑向跳動(dòng)以及軸向竄動(dòng)三個(gè)方面的原因。

2.機(jī)床導(dǎo)軌誤差

在進(jìn)行機(jī)械零部件加工過程中，機(jī)械零部件的精密度會(huì)受到機(jī)床導(dǎo)軌的影響。機(jī)床導(dǎo)軌的作用是在機(jī)床工作時(shí)用于機(jī)械零部件的線性運(yùn)動(dòng)中以及承載的，因此，機(jī)床導(dǎo)軌主要是對(duì)機(jī)械零部件水平方向的各項(xiàng)指標(biāo)影響比較大，對(duì)機(jī)械零部件的垂直面的影響比較小。而且一般機(jī)床導(dǎo)軌是處于一個(gè)平行的狀態(tài)，如果由于外力或者其他原因使導(dǎo)軌的平行狀態(tài)出現(xiàn)誤差，那么在這種情況下，刀具將不再按照設(shè)定的直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)一定的角度，而這種情況的出現(xiàn)將導(dǎo)致最后加工成型的機(jī)械零部件的精確度存在誤差。

（三）工藝系統(tǒng)誤差

機(jī)械零部件加工過程不是一個(gè)簡(jiǎn)單的加工工序，它是一個(gè)系統(tǒng)的工藝，其過程受到工藝中的多個(gè)因素的影響，比如，機(jī)床導(dǎo)軌的夾緊力、重力以及切削力。這些外力的共同作用會(huì)使機(jī)械零部件存在一定的形變，形變會(huì)造成機(jī)械零部件尺寸的誤差，而且，在機(jī)械零部件加工過程中，由于刀具與工件之間存在作用力，這種作用力會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，導(dǎo)致機(jī)械零部件的形變。在機(jī)械零部件的加工工藝中由于工件以及刀具來回的摩擦力，使生產(chǎn)后的機(jī)械零部件內(nèi)部存在著應(yīng)力。該應(yīng)力被稱為機(jī)械殘余應(yīng)力。機(jī)械殘余應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零部件的形變，而這種形變也會(huì)造成零部件的尺寸以及形狀誤差。

四、減少機(jī)械零部件誤差的舉措

（一）減少機(jī)械生產(chǎn)的定位誤差

在生產(chǎn)零部件的過程中一定要嚴(yán)格按照零件圖上的設(shè)計(jì)，尺寸和位置都要嚴(yán)格以設(shè)計(jì)圖為基準(zhǔn)。在正式投入生產(chǎn)的過程中，原來的基準(zhǔn)就改成了工序基準(zhǔn)。在生產(chǎn)的過程中，必須要選擇幾個(gè)基準(zhǔn)作為加工的標(biāo)準(zhǔn)，如果生產(chǎn)出來與設(shè)計(jì)圖的基準(zhǔn)不重合，誤差就差生了。另一方面定位制造也可能產(chǎn)生誤差，不可能按照基本的尺寸制造一絲不差，在實(shí)際的過程中，位置和實(shí)際尺寸都存在合理的誤差，這些誤差都是在一定合理的范圍內(nèi)的。如果超出了這個(gè)范圍，這個(gè)零部件生產(chǎn)出來也是廢品，因?yàn)椴荒苡?。所以，在機(jī)械生產(chǎn)的過程中，要十分細(xì)心，把握好定位和基準(zhǔn)，盡量減少誤差，提高精確度。

（二）提高原始機(jī)械零部件的誤差

一個(gè)零部件是否能夠生產(chǎn)成功，原始的產(chǎn)品是十分重要的，起基礎(chǔ)性的作用。所以在機(jī)械零部件的生產(chǎn)中要考慮影響精確度的因素。首先，要多次做好對(duì)生產(chǎn)機(jī)器的保養(yǎng)，隨著時(shí)間的流逝，機(jī)械的使用時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，導(dǎo)致機(jī)械的誤差越來越大。所以加強(qiáng)維修、保護(hù)機(jī)械，能夠提高機(jī)械零部件的精確度，還能夠增加機(jī)械的使用壽命。其次，要加強(qiáng)對(duì)檢尺的檢驗(yàn)。在生產(chǎn)零部件的過程中，檢尺的作用是十分重要的，是衡量零部件是否成功的標(biāo)準(zhǔn)。每一個(gè)零部件都需要經(jīng)過檢尺的測(cè)量。所以，要勤對(duì)檢尺進(jìn)行測(cè)量，能夠有效保障檢尺的精確度。最后，還要減少在機(jī)械生產(chǎn)過程中的損耗，雖然這些損耗是十分小的，但是日積月累的磨損是十分嚴(yán)重的。所以，我經(jīng)常進(jìn)行機(jī)械保養(yǎng)，以減少機(jī)械的損耗。

（三）誤差補(bǔ)償法和轉(zhuǎn)移法

如果生產(chǎn)出來的零部件受到傳統(tǒng)工藝的影響，可以采用補(bǔ)償法來減少誤差，這其實(shí)是人類在多次的實(shí)踐中產(chǎn)生總結(jié)出來的，是一種新的提高精確度的方法。它的方法是用來應(yīng)付在傳統(tǒng)工藝中出現(xiàn)的固有的誤差，減少時(shí)間的使用，從而達(dá)到減少原始誤差的目標(biāo)。轉(zhuǎn)移法也是人們常用的一種方法之一，轉(zhuǎn)移法其實(shí)是轉(zhuǎn)移傳統(tǒng)工藝因?yàn)槭芰ψ冃魏鸵驘嶙冃萎a(chǎn)生的誤差。例如，錐孔和軸徑究的同軸度不是靠機(jī)床的主軸來實(shí)現(xiàn)的，是靠夾具來保障的，當(dāng)機(jī)床的主軸與工件采用浮動(dòng)連接以后，誤差就不再存在了，而是通過夾具來保障了。機(jī)械零部件的生產(chǎn)精確度是十分重要的，這要求我們?cè)谏a(chǎn)的過程中必須要仔細(xì)，還要深入學(xué)習(xí)了解解決方法，這對(duì)我們?cè)趹?yīng)對(duì)產(chǎn)生誤差的同時(shí)能夠有效地解決，節(jié)省時(shí)間和精力。

在機(jī)械零部件的生產(chǎn)中誤差是不可能避免的，在產(chǎn)生誤差的時(shí)候，要深入地了解零部件產(chǎn)生問題的原因，我們可以對(duì)癥下藥，能夠節(jié)省時(shí)間和精力。工廠可以利用更多的時(shí)間投入到生產(chǎn)過程中，能夠生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品。而且誤差的減少能夠減少?gòu)U品的產(chǎn)生，有效降低了生產(chǎn)成本，這使工廠的利益增多，對(duì)工廠和工人都有利。工人能夠得到更多的工資，彰顯了工人的價(jià)值，工廠得到了更多的利潤(rùn)，為國(guó)家貢獻(xiàn)了一份力量。本文是我在實(shí)踐中總結(jié)出來的減少機(jī)械零部件誤差的措施。

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編輯 馮永霞