1、试论提高机械加工精度的措施摘 要：零件的加工过程会受到很多因素的影响，加工精度也会随之发生改变。不同的机械加工工艺会大大影响零件的加工精度。本文对影响机械加工精度的因素和提高机械加工精度的措施进行分析。 关键词：机械加工；精度；工艺 由于机械加工过程会存在各种误差，导致刀具和被加工件偏离正确位置而达不到加工精度要求。加工精度是指零件加工后实际几何参数与理想几何参数的符合度，我们将对影响机械加工精度的不利因素进行分析，并提出提高机械加工精度的措施。 1 影响机械加工精度的因素分析 1.1 加工原理的误差 加工原理误差是指因采用近似成形运动或者近似切削刃轮廓进行加工而导致的误差，如切削刃齿廓近似造
2、型上的误差或由于滚刀齿数有限所带来的加工原理上的误差1。有时候，简化机床或刀具结构可以提高生产效率，即使带来加工原理上的误差，只要把误差控制在规定精度范围内，这种简化方法仍然值得在生产中推广和应用。 1.2 机床误差 （1）主轴回转误差。主轴回转误差是指主轴实际回转轴线和理想轴线的偏移量，一般有三种基本形式：纯角度摆动、纯径向跳动和轴向窜动。影响主轴回转精度的因素源自轴承间隙、轴承本身误差、轴承间同轴度误差、轴孔和轴颈同轴度误差、主轴系统的热变形和刚度等，其中对主轴回转精度的影响程度会随着加工方式的改变而改变。 （2）机床导轨误差。导轨是用来确定机床一些主要部件相对位置的参考基准，也是运动基准
3、，导轨误差是指导轨副运动件实际运动方向与理想运动方向的偏差，主要有：导轨在垂直面内的直线度误差、水平面内的直线度误差、前后导轨的平行度误差（扭曲） 、导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）误差，这些误差都会导致加工精度降低。 （3）机床传动链误差。该误差是指机床内传动链始末两端的传动元件间存在相对运动的误差，通常用传动链末端元件转角产生的误差量来计算，其产生原因有很多，通常为传动元件的制造误差、元件的装配误差和磨损等。 1.3 刀具几何误差以及调整误差 刀具几何误差来自于刀具的制造和安装。刀具的尺寸精度会影响工件的尺寸精度，刀具的形状精度会影响工件的形状精度和加工精度。 而在工序调整时所带来的
4、误差叫做调整误差，对于调整误差而言，一次调整产生的误差一般不会对一批工件造成影响，但多次调整的大批量加工过程中，由于每次的调整不可能完全相同，所以会产生调整误差。1.4 定位误差 定位误差通常源自于两个方面：一是基准不重合误差，当定位基准与工序基准不重合时产生的加工误差称为基准不重合误差，在加工过程中需要选取工件上的诸多几何要素作为定位的基准，如果所选用的定位基准和设计的基准不相符，就可能导致基准出现不重合误差；二是定位副制造不准确所导致误差，一般夹具上的定位元件不会绝对符合基本尺寸，而且它的实际尺寸或位置也会在规定的公差范围内变动，夹具定位元件和工件定位面组成定位副，由于定位副制造不准确及定
5、位副配合间隙导致工件位置的最大变动量，这种误差称为定位副制造不准确误差。 1.5 工艺系统的变形 （1）受力变形的影响。工艺系统在切削力、传动力、夹紧力、惯性力等力的作用下，会产生破坏切削刃和工件之间正确位置关系的变形，一般有以下几种形式：受力点位置变化产生的工件变形、毛坯材料硬度不均改变切削力以及误差复映等，均给工件加工带来不可避免的误差。 （2）热变形的影响。工艺系统也会在各种热源影响下产生复杂的变形，工艺系统的热变形也会对加工精度产生影响，如：由于机床受热源分布不均使机床部件发生不同程度的热变形，破坏机床原有几何精度而造成的误差；工件的热变形引起的误差；刀具热变形使切削部位温度剧增而引起
6、的误差。 2 提高机械加工精度的工艺措施 2.1 减少原始误差 减少原始的误差可以提高加工零件时所使用的机床的精度，提高量具、夹具以及工具的本身精度，还应控制好工艺的系统受热、受力变形而带来的误差，同时还可以减少刀具的磨损、减小内应力所引起的变形误差，尽可能的降低测量误差等这些都是减少原始误差的方法2。为了能提机械加工的精度，可以对会产生加工误差的工序进行分析，针对不同的情况导致加工误差出现的情况提出解决的2。 2.2 分化或均化原始误差 为了能提高同一批的零件的加工精度，可以采用分化一些原始误差的方法来提高加工精度。在加工时对精度要求较高的零件表面，应当采取在一些方法来分化原始误差。 （1）
7、分化原始误差（分组）法。根据误差所反映出的规律，在加工时可以将工序的工件或毛坯尺寸的经测量按大小分为几组，每组的工件尺寸范围就会缩减成原来的几分之一3。然后再按照各组的误差范围来分别对刀具相对与工件的准确位置进行调整，这样可以让各组工件的尺寸在分散后分散中心范围却保持一致，从而让整批工件的尺寸的分散范围有明显的缩小。 （2）均化原始误差。这种方法的过程就是通过加工让被加工表面上的原有误差在加工过程中不断被平均化的过程。其原理就是通过有一些密切相关联的工具或工件表面的相互检查和比较，并从关联中找出它们之间存在的差异，然后再对其进行修正加工或者准加工。 2.3 转移原始误差 转移原始误差法的实质就
8、是将重要的误差转移到非重要的工序或者非敏感方向上面。将原始误差转移到非敏感方向4。在加工的过程中应想办法使其转移到不重要的加工误差的非敏感方向，这样可以很大程度上提高加工的精度。 2.4 减小定位误差 在机床上对工件进行加工的时候，应当选择工件上的一些几何要素来作为加工时的定位基准，因为一旦所选用的设计基准与定位基准不重合，就会出现基准不重合误差；定位副制造不准确导致的误差。夹具上的所有定位元件不会全部按基本尺寸做的绝对准确，所做出的产品的实际尺寸都会在允许的公差范围内变动5。夹具定位元件与工件定位面共同构成了定位副，由于定位副制造时的不准确性与定位副之间的配合间隙所引起的工件最大位置的变动量
9、，就叫定位副制造不准确误差。 2.5 减小加工误差 机床的部件包含了很多的零件，目前还没有一种简单的计算方法来计算机床部件的刚度，大部分都是通过实验的方法来确定机床部件的刚度6。 两曲线线间所包容的面积就是卸载循环和载加载中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所做的功和接触变形功；在第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载时的起点，这就说明还是存有残余变形存在，在经多次加载于卸载之后，加载的曲线起点才能与卸载曲线的终点重合，残余变形这才逐渐减小到零，在加工刚度不足的工件时需要增加辅助支撑，让辅助支撑的反作用力与刀具对工件的作用力抵消，从而让工件的变形量降低。 3 结束语 在机械加工中，误差是不可避免的，只
10、有对误差产生的原因进行详细的分析，才能采取相应的预防措施减少加工误差，提高机械加工精度。参考文献 1 于新梅.编制机械加工工艺规程的几点心得J.经济技术协作信息，2008（31）. 2 秦云，赵超峰.机械加工中获得零件加工精度的方法J.中国科技信息，2009（15）. 3 刘传绍.机械制造工艺学M.电子工业出版社，2011. 4 李玉平. 机械加工误差的分析J .新余高专学报，2005， （4）：27-30. 5 欧阳雪娟，熊海良，杨爱萍. 关于工件以外圆定位的定位误差分析J. 江西煤炭科技. 2007（03） 6 侯志楠.影响机械加工精度的几种因素及其相关对策研究J. 教育教学论坛. 2010（18）
