机械加工工艺对加工精度的影响分析

摘要：进行机械加工时，许多因素都有可能影响最终的加工精度。因此，从各个方面尽量减少对机械加工精度的影响，是增加加工精度的最终目标。本文主要从三个方面分析了机械加工工艺对加工精度的影响，即工艺系统的几何精度、受力变形和热变形三个方面，并提出了一些有效的处理措施。

关键词：机械；加工工艺；加工精度；影响

机械加工精度是机械加工质量的关键所在，主要就是指加工产品的尺寸、几何形状和相互位置与最初设计的参数是否符合。具体来说影响机械加工精度的因素很多，本文着重分析了机械加工工艺对加工精度的影响，通常而言，影响加工精度的原因主要表现在三个方面：几何精度、受力变形和热变形。

1.机械加工工艺简介

通常所说的机械加工工艺，指的就是：按照加工工艺流程，通过合适的途径改变生产产品的几何形状、尺寸、相对位置以及特性等，完成对生产的加工或半加工。工艺流程是指具体采用何种工艺对产品进行加工，工艺流程过程的确定主要依据产品的数量、设备条件、操作人员素质等。工艺规程就是将工艺过程按照有关规定写成工艺文件。

1.1.机械加工工艺过程

机械加工生产过程所包含的内容非常多，包括原材料的运输、保存，加工准备阶段，毛坯制作和产品的热处理等工作。工艺过程就是直接改变原材料的几何形状、尺寸和特性变成成品的过程。该过程是机械加工中的关键环节，它由若干个按顺序排列的工序组成。按生产类型可以大致将机械加工分为三类：单件生产、成批生产和大量生产。

1.2.机械加工工艺路线制定

机械加工工艺规程的制定主要由以下几方面确定：

1.2.1.规范合理的零件加工工艺路线；

1.2.2.各工序所需的工序尺寸 ；

1.2.3.完成各工序需要的机床设备。制定工艺路线主要坚持的原则有：

1.2.3.1.对于基准面优先加工，在加工过程中，先平面后孔的加工次序，这是为了保证平面和孔有足够的相对位置精度；

1.2.3.2.加工过程中有粗加工和精加工，分开加工注意次序，根据具体的零件选择合适的加工设备与热处理方法。

2.机械加工工艺系统对加工精度的影响

机械加工工艺对加工精度的影响主要划分为三方面：工艺系统的几何精度、工艺系统的受力变形和工艺系统的热变形。

2.1.工艺系统的几何精度对加工精度的影响

加工工艺系统对加工精度的影响主要是由误差造成的，主要的误差包括：加工原理误差、机床误差、调整误差以及刀具、夹具的误差等。

2.1.1.加工原理误差的产生主要是由于加工时刀具进行的是近似的成型运动。例如在数控铣床上铣削复杂曲面的产品时，采用的是球头刀具沿着曲面每个点的切线进行近似成形的加工，由于其原理上是近似的所以会有误差产生。大部分的机床都采用这种工作方式，虽然会降低加工精度，但是这样原理上的简化有利于简化机床的结构和刀具的形状，并且其误差也是控制在一定范围之内的，因此，这种加工方式应用广泛。

2.1.2.引起机床误差的原因较多，主要的原因有以下三方面：机床的制造误差、安装误差以及机床运行由于磨损、振动等原因引起的误差。

2.1.3.在进行机械加工时对加工工艺系统的调整是不可避免的，但是调整就会存在误差，调整误差就是这么来的。

2.1.4.加工时使用的刀具在出厂时，因为制造工艺的问题就会存在误差，由刀具加工的产品一样会有误差，这就是刀具误差。夹具的误差主要是由夹具制造误差、夹具定位误差、夹具安装误差三者构成。针对机床、刀具以及夹具的制造误差，一般通过误差补偿技术来减少误差提高加工精度。

2.2.工艺系统受力变形对加工精度的影响

在机床进行加工时，工艺系统一般会受到切削力、传动力以及机器、工件自身的重力等，产生一定的变形，这样可能会使刀具和工件的相对位置发生变化，进而在加工时出现几何形状和尺寸误差。工艺系统受力变形产生的误差主要有以下三个方面：

2.2.1.工件的刚度，当工件刚度小于机床和刀具刚度时，在加工时各种力的作用下，工件应其刚度较小而发生变形，从而使精度下降；

2.2.2.刀具的刚度，当外圆车刀的刚度较大相连的刀杆刚度较差时，两者之间刚度的差距使得刀杆受力变形，影响加工精度；

2.2.3.机床部件的刚度，到目前为止，测定机床部件的刚度仍未应用到实践的生产过程中。

2.3.工艺系统的热变形对加工精度的影响

在进行机械加工的过程中，由于各种热的产生使工艺系统产生热变形，变形后使的加工的刀具与加工的工件之间的相对位置改变，致使精度下降。热变形是一定会存在的并且对零件的加工精度影响很大，特别是工件需要精加工时，例如精度要求高的细长杆的加工，这种误差可能使工件变为废品。工艺系统的热变形主要有三方面组成：工件的热变形、刀具的热变形和机床的热变形。减少工件热变形的措施：

2.3.1.在切削作业时，保证冷却液的充足，防止工件的切削面温度过高，同时也可以进行相应的误差补偿；

2.3.2.在进行工件的夹紧时，可以使工件表面存在微量变形，抵消热变形。

刀具的热变形产生的误差也是很大的。刀具的热变形主要是由切削热产生。为了减少刀具热变形，合理分配切削量进给量等，减少切削热的产生，同时还要注意对刀具进行足够的冷却。

对于加工工件的机床而言，内部结构复杂，受热各组件温升不同，导致不同的温度场，各组件的相对位置也发生变化，使的加工精度下降。通常，减少机床热变形主要通过以下几方面的措施：

2.3.2.1.减少热量产生的源头；

2.3.2.2.加强机床的散热能力；

2.3.2.3.优化机床的结构，例如使机床内部结构是热对称的；

2.3.2.4.阻止外部热量的进入，调控机床周围温度；

2.3.2.5.预热机床，使机床进入热平衡状态，使机床的热变形会趋于稳定。

结语：我国的科学技术在飞速发展，加工工艺技术也在不断的提高，为了使加工精度保持允许的误差范围内，这就要求相关工作人员不断的试验、仔细的分析研究，提高加工工艺技术水平，提高加工精度。

参考文献：

[1] 任妙芳. 浅析机械加工精度的影响因素及提高措施[J]. 机械研究与应用. 2010（02）

[2] 李万岭，李宝魁. 工艺系统热变形对加工精度的影响及措施分析[J]. 现代商贸工业. 2009（14）

[3] 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）

作者简介：

王海生 （1963.7--） 男 籍贯：河南省安阳市 学历：大专 现有职称：工程师 主要研究方向：机械加工 。