浅析机械加工精度

翟旭东

【摘 要】在机械加工过程中，有许多因素影响机械加工的精度，最终导致机械零件的质量不高。因此，尽可能减少这些因素对加工精度的影响是在机械加工之前首先应当考虑的问题。文章就从影响机械加工精度的因素出发，就提高机械加工精度的有效措施进行探讨，以为实际加工提供借鉴。

【关键词】机械加工；精度；误差

机械产品是各种不同的零件组合而成的，每个零件都对机械产品整体性能的发挥起着重要的作用。零件质量的好坏是保证产品性能、使用寿命的关键。所以提高机械零件的加工质量是保障机械产品质量的关键。衡量机械加工质量的指标有两个，即加工精度与表面质量，在机械加工过程中，由于各种因素的影响，使刀具和工件间的正确位置发生偏移，因而加工出来的零件不可能与理想的要求完全符合，两者的符合程度可用机械加工精度和加工误差来表示。

加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。

一、机械加工产生误差主要原因

1、工艺系统几何精度的影响分析

工艺系统几何精度的影响包括加工原料误差、机床误差、刀具幾何误差、调整误差四个方面。加工原理误差指的是采用近似的切削刃轮廓或近似的成形运动进行加工时所形成的误差。此种误差只要控制在精度的范围之内，仍可广泛地应用于生产；机床误差总体来讲可以归纳为机床转动链误差、机床主动回转误差、机床导轨导向误差；刀具几何误差包括刀具安装误差、刀具装夹部制造误差和刀具切削部误差，可以表述为：刀具的尺寸精度会对工件尺寸的精度产生直接影响，刀具的形状精度会对工件形状的精度产生直接影响，刀刃的形状精度会对元件加工的精度产生直接影响，刀具的制造精度不会直接作用于工件的加工精度；在调整供工序的工作当中，加工的批量决定了每次加工的零件不可能完全相同，因调整而形成的为偶然性的误差。

2、 刀具误差

不管哪一种刀具在作业的时候，难以避免的会出现破损，这就会致使作业成果的大小与形态发生细微变化。准确抉择刀具原料，有效地确定刀具具体参数与作业量，确切的保护与维护刀具，适时的运用冷冻液等，都可以在最可能的程度上降低刀具实际上的破损。如果觉得需要还应运用填补方法对刀具磨损的部位实施填补。

3、装夹和夹具误差

部件组装在夹具上实施械器作业的时候，这个作业程序中导致作业准确程度受损的元素具体有：定位不准确、夹紧程度不准确、对刀不准确、夹具在械器上组装和作业程序中的不准确。

4、工艺系统受力变形的影响分析

在工艺系统的加工过程当中，会受到重力、夹紧力、惯性力、传动力、切削力等一些力，而在这些力的作用下，工艺系统也将随之发生相应的形变。形变的产生破坏了工件同切削刃间已经调整好的正确位置关系，进而形成加工误差。工艺系统刚度在影响加工精度方面可以归结为以下形式：因受力点的位置改变而形成的工件形状误差；不均匀的毛坯材料硬度使切削力发生改变，进而引起工艺系统受力形变而发生加工误差；工艺系统当中，某些环节因受其他作用力而发生形变所导致的加工误差。

5、工艺系统受热变形引起的误差

机械加工中，在各种热源的共同作用下，工艺系统容易产生一定的热变形。工艺系统各部分的变形产生差异主要是由各个环节的材料和结构有所不同，工艺系统热源分布的不均匀性所导致的。其中热变形引起的加工误差中精密加工占总加工误差的十分之四到十分之七左右。

（1）机床热变形对加工精度的影响

由于热源的影响，机床各部分的温度会有所变化，热源分布的不均匀和机床机构的复杂性，机床的各部件发生不同程度的热变形，机床原有的各部件之间的相互位置关系被破坏，加工精度受到影响。不同类型的机床由于热源不同，对加[精度影响也不同。

（2）刀具热变形对加工精度的影响

刀具的尺寸和热熔量都较小，这使得切削加工过程中虽然掺人道具的热量较小，故而对刀具来说，同样会产生重要的影响，如刀具热伸长，刀具热变形等，导致加工精度受到影响。进行粗加工时加工精度受刀具热变形的影响可以忽略不计，但对于某些高精度的零件，刀具的这种热变形带来的影响却是巨大的，对加工表面造成形状误差。

二、提高机械加工精度的措施

1、减少原始误差

这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后，设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削，现在采用了大走刀反向车削法，基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖，则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。

2、补偿原始误差

误差补偿法，是人为地造出一种新的误差，去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值，反之，取负值，并尽量使两者大小相等；或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差，也是尽量使两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。

3、均分原始误差法

对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉最终使工件达到很高的精度。这种表面间的摩擦和磨损的过程，就是误差不断减少的过程。这就是误差均化法。它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较，相互检查从对比中找出差异，然后进行相互修正或互为基准加工，使工件被加工表面的误差不断缩小和均。在生产中，许多精密基准件都是利用误差均化法加工出来的。

4.、误差转移法

在加工的过程当中，采取一定的措施将加工误差转移到非敏感的方向，即加工表面切线方向，便可使得加工精度大大提升。在大型机床中，因横梁较差，在重力作用下易发生变形和扭曲，进而形成加工误差。为了消除这一误差，可在机床的结构基础上再添加一根用于承受重力的附加梁，以承受来自横梁自身重力的作用，达到提高机械加工精度的目的。

5、就地加工法

机床零件装到工作位置上再精加工，消除误差影响。如牛头刨、龙门刨工作台面装配在自身机床上进行“自刨自”精加工，以保证对滑枕、横梁的平行度；平面磨床工作台面在装配后作“自磨自”精加工；在机床上修正卡盘平面的平直度，卡爪的同轴度。

6、加大科技投入力度

在针对影响加工精度的各种原因进行充分分析的基础之上，加大科技投入和研发资金，针对各个环节所造成的误差。通过研究创造新工艺、新手段、新方法等措施，来努力提高加工精度。

结语：

在机械加工的过程当中，会由于一些因素的影响，导致工件和刀具间位置发生偏移，直接导致生产出来的零件不理想。加工精度指的是实际的零件加工参数同理想参数的相符程度，因此，提高机械加工精度成为摆在机械加工企业面前的重要课题，直接决定着其未来的长足发展。

参考文献：

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册[M].机械工业出版社.

[2]郑修本.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2012.

[3]吴玉华.金属切削加工技术[M].北京：机械工业出版社，2013.