机械加工精度的影响因素及提高措施

赵征 王佳贝 尤诗程

摘 要：随着科学技术和社会经济的发展，人们对物质产品的质量要求越来越高，也越来越细，而一些物质产品是机械化的，所以其质量的好坏与组成该机械产品的零部件的制造质量相关，但是这些零部件在加工生产过程中或大或小会受到一些因素的影响。因此，研究加工生产精度的目的就是降低各种因素对加工生产精度的影响，使零部件的质量达到标准要求。本文就是对机械加工精度的影响因素及提高措施这两大方面来进行探讨。

关键词：工艺系统；误差的产生；机械加工精度；几何误差；提高措施

1 影响机械加工精度的因素

机械产品是由各种不同的零件组合而成的，所以机械产品的整体性能的好坏，是受各种零件所影响的。当然，零件的好坏也决定了产品所能使用的年限。因此，我们想要提高机械产品的性能，就必须提高机械加工精度。目前，在机械加工生产过程中，零件的质量会受到加工设备、工艺和其他因素的影响，而产生或大或小的误差，所以想要提高机械加工精度，就要充分了解影响因素，分析、总结出能够促进加工质量提高的有效措施。

1.1 工艺系统结合误差的产生

在机械加工过程中，一个完整的系统包括機床、刀具、夹具和工件，也统称为工艺系统。这些部分的结合会产生一些偏差，并不如预期的那样。

（1）机床自身存在的几何误差。机床自身的误差主要包括3方面的误差；主轴回转误差、传动链误差和导轨误差。

①主轴回转误差；机床的主动轴是安装道具或工件的基准，同时把动力和运动传给刀具或工件，所以主动轴产生误差的话，就会使加工精度受到影响而产生误差。

②传动链误差：传动链误差就是指传动链头尾两端的传动元件之间相对运动时所产生的误差，其中对传动链误差影响最大的是末端的传动元件。

③导轨误差：导轨是机床整体运动的基础。导轨自身的生产制造和安装质量都会对其产生一定的误差。

（2）夹具的几何误差。夹具误差主要包括夹具的导向元件、夹具的定位和夹具体等的装配和加工误差。夹具能够保证机床和刀具始终处在正确的位置。一旦夹具出现误差，就会使刀具偏移，从而影响加工的精度。但是夹具的磨损对加工精度的影响并不是很大。

（3）刀具的几何误差。刀具误差主要包括刀具的安装、制造及磨损的误差。刀具又可以分成一般刀具、成型刀具和定尺寸刀具。在切削过程中，一般刀具产生的磨损对工件加工的精度有影响；成型刀具产生的磨损对工件的形状精度会产生影响；而定尺寸刀具所产生的磨损则对加工工件的尺寸精度有影响。

1.2 内应力因重新分布而引起的误差

内应力是指在无外力作用的情况下而存在于机械内部的应力。当加热零件或冷校直的过程中会产生内应力，使工件金属处于一种不稳定的状态，从而无法达到所需要的精度，所以为了降低因内应力的产生而引起的误差，我们应该合理安排加工零件的处理程序。

1.3 工艺系统受热或受力变形而引起的误差

机械工件的总误差的40%～70%都是因为工艺系统热变形而引起的。在工艺系统之间相互作用的过程中会向周围事物散发热量，而引起工艺系统发生热变形，从而产生误差；但当它在单位时间内传入的热量和它所散发的热量相同时，工艺系统就达到了一种热平衡的状态。同时在机械加工的过程中，工艺系统也会受到多种外力的作用，从而产生不同程度的变形，使所处位置发生变化，导致零件加工的精度降低。

2 提高机械加工精度的措施

根据以上对影响机械加工精度因素的了解和分析，我们针对在实际操作过程中所会产生的误差提出了一些提高措施，主要包括机床自身的精度（直接减少误差）、误差的均化、误差的控制、误差的补偿和误差的转移5种方法。

2.1 机床自身的精度（直接减少误差）

影响零件加工质量的主要因素就是机床的精度。机床精度的提高有助于提升工具的精度，我们可以通过加强对工具的有效控制，加强机床的安装质量的控制，以及对误差的全面监控，来达到降低原始误差的效果。在零件加工的过程中，应当尽可能对会产生的原始误差进行检测和分析，并采取一定的措施加强对机床的安装质量的控制及加工处理过程中热变形的控制，还有对安装过程中的误差控制和刀具的质量和形状的控制，通过上面的多重监控方法来达到降低原始误差的效果。

2.2 误差的均化

在机械加工的过程中，将零件加工表面的误差不断的平均化。通过对密切相关的零件表面进行互相的比较和检验，从而找出其中的误差，从而不断做出修正，不断缩小误差，最后是误差被均化。

2.3 误差的控制

在机械加工的过程中，可以通过采用积极的控制方法，如偶件配合加工和主动测量等，解决处理加工中的问题，从而降低误差，提高机械加工的精度。

2.4 误差的补偿

误差的补偿包括误差补偿法和误差抵消法，主要都是通过人为控制制造一些新的误差来抵消原本就有的误差，如给磨床床身导轨安上横向进给机构和操纵箱，后者是找相同重量的配重来代替这些部件，使床身在变形的情况下进行精细加工。

2.5 误差的转移

通过误差转移的方法，在机床的精度达不到的情况下，能够用主轴精度较低的机床进行精细加工，如在机床主轴与镗模之间采用浮动夹头进行连接，用镗模来决定镗孔的加工精度，从而与机床主轴误差无关，也可以通过将原始误差中敏感的误差转移到不敏感的误差上，从而有效地提高机械加工的精度。

参考文献

[1]朱必有.提高机械加工精度的有效措施[J].科技资讯，2011，（22）：111.

[2]杨成玉，高浩国.数控机床数控系统故障维修实例[J].设备管理与维修，2011，（8）：25-26.

[3]许容吉.机械加工精度的影响因素及提高措施分析[J].科技与企业，2015，（5）：242.

（作者单位：湖北省武汉市武汉科技大学 机械学院）