探究机械加工工艺对加工精度的影响

摘 要：机械是人类生产的基础，其不仅是物质基础，也是科技基础。机械的精密程度越高，生产效率才会越高，所以要对提升加工精度加以重视。而机械加工的整体水平会影响到精度，并最终影响整个机械產品的性能。机械的精度一般会受到很多因素的影响，比如工艺几何误差、热变形、受力变形等。努力去减少这些不利因素对加工精度的影响，是对机械加工工艺的探究中一个重要的方向。本文分析了一些机械加工工艺对于加工精度的影响因素，并提出了几个可以提高加工精度的手段。

关键词：机械加工工艺；加工精度

机械零件加工精度实质上是指得到的零件各项参数与理想参数相符合的程度。机械加工工艺一般来说，代表着工业生产和制造的实际情况和水平，如今在机械越来越精密化的背景下，机械加工工艺的流程也越来越复杂，所以机械加工工艺的过程中任何环节的问题都会影响到加工精度。所以，要从改进机械加工工艺入手，最终提升机械加工精度，提高加工效率，使工艺更加严格，从而增加经济效益。影响加工工艺的因素有很多，本文主要分析了机械加工工艺对加工精度的影响。

一、机械加工工艺简介

机械加工工艺，通常来讲，就是在加工工艺的流程中，也就是在具体采用的使用工艺的过程中，通过一些合适的方法改变产品的几何形状、尺寸、相对位置和性质等，通过这些方法，实现对产品的加工，或者是半加工。

机械加工工艺生产过程中包含了许多的内容，比如运输和保存原材料、毛坯制作的过程以及产品的热处理等。加工过程就是改变原材料的几何形状和相对位置等并将其变为成品的过程。这是机械加工中的一个十分重要的环节。机械加工根据生产产品的数量和规模，大致可以分为单件生产、成批生产和大量生产三类。

机械加工工艺流程主要要做好选择零件加工工艺路线、工序尺寸和机床设备等工作。而制定工艺路线主要坚持的原则主要有三点：第一，保证先平面后孔的加工顺序，以保证平面和孔的相对位置精度；第二，加工过程中，要将粗加工和精加工分开加工，并注意顺序，同时也要合理选择设备和热处理方法、时间等。

二、机械加工工艺对加工精度的影响

机械加工工艺对加工精度的影响，可以体现在以下几个方面。

（一）加工过程中的几何误差

在工艺系统的几何误差中，主要包括原理误差，机床本身存在的误差，制作刀夹具过程中产生的误差以及调整误差等。

1.原理误差

原理误差是指，在加工的过程中，可能因为采用的刀具有着相似的形状，或者是有一些近似的成形运动，在此过程中会产生一些误差，因而会不与理想的加工原理相同，也就不能进行十分准确的运动。但是在产生的误差在允许范围内的情况下，也是可以满足实际应用的，甚至效果有可能会更好。

2.机床自身存在的几何误差

在机床自身存在的常见的几何误差大致可以分成制造误差、磨损误差和安装誤差三种。而在这几种因素中，制造误差对精度影响比较大，并可以分成导轨误差、传动链误差和主轴回转误差。

制作误差是无论在什么产品的制作过程中，都是难以避免的，机床也同样如此。而且，在安装和使用机床的过程中，因为地基不稳和磨损等方方面面的原因，都有可能进一步增加几何误差，从而影响零件精度。

导轨误差是指，在机床移动部件位置和运动确定的基础上，引进了导轨，在运动过程中产生了一些误差。这些误差一般来说会影响到工件的加工精度。而比较常见的导轨误差是扭曲度误差、直线度误差和相互位置误差。从材料、结构、保护装置等方面入手，都可以尽量的减少导轨误差。

传动链误差，主要是在制造和安装传动机构的过程中因为磨损而产生的，这种相对运动误差产生于传动链两端，所以叫做传动链误差。实验证明，要让传动链误差减少，是可以通过减少传动链里的部件，或者是缩短传动链来实现的。

零件表面的几何精度受机床主轴回转误差影响会比较大。该误差可以有纯径向圆跳动，轴向窜动，纯角度摆动三种形式。在加工过程中，这种误差是十分不容忽视的，工作中可以通过改善主轴组件的设计、制造和精度等来尽量的去减少这方面的影响。

3.刀、夹具制造误差

机械加工时，加工精度会受到刀和夹具的制造精度和它们的工作条件影响。例如其本身的形状和精度就可能会直接影响到零件的几何形状和精度。值得注意的是，加工精度不会受到单刃刀具的影响，但会随其自身的磨损而改变。所以，在加工时，要密切注意检查刀具在制作上的误差情况。

4.调整误差

加工的过程中，如果发现了机床、夹具、刀具等方面产生的误差，都要及时地进行调整，而在调整过程中，做出的工作也不可能完全准确，也就是说，会产生一定调整误差。产生调整误差的因素多样，不同的调整方法也可能造成不同的误差。

（二）受力变形造成的误差

在高强度的加工过程中，工艺系统可能会在受力作用下产生一定的变形，这些变形很有可能会使本来调整好的刀具的位置或者零件的相对位置发生变化，从而使零件出现误差，这样就会导致加工精度下降。这种由受力变形产生的误差可以分为工件刚度，刀具刚度和机床部件刚度三个方面。针对这种情况，我们可以通过降低系统的受力来避免或减少。可以增强整个系统的刚度，来增强对外力的抵抗，或者是降低整个系统的载重额度来防止出现变形的情况，这些都对提高加工精度有良好的作用。

（三）热变形造成的误差

在机械加工过程中，热处理是十分重要的一个环节，因为热影响可能会导致热变形，并破坏工具的几何或运动关系。控制好热影响的作用，可以有效地保证加工精度，热变形的影响主要体现在工件热变形，机床热变形和刀具热变形对加工精度的影响上。

1.工件热变形的影响

在精加工中，工件热变形的影响比较大，尤其是对于长度长并且精度要求高的零件。要减少这些误差，可以用切削时使用充分的切削液、误差补偿法、降低切削用量或粗加工后停机以待热量散发等方法进行精加工，减少热变形产生的影响。

2.刀具热变形的影响

连续切削时，刚开始产生的切削热很多，刀具的热变形增加的也很快，随后会变得缓慢或平衡。而为了减少刀具热变形，要注意选择切削用量和刀具的参数，并注意冷却润滑的重要性。

3.机床热变形的影响

在工作过程中，机床的各部分温度都会逐渐升高。各部件各方面条件不同，升高的温度也不同，因而可能会破坏机床原有的精度。我们可以通过减少产热、增加散热和控制环境恒温的方法，实现热平衡，从而减少其影响。

三、在机械加工中减少误差提高精度的办法

针对这些问题，要更好地提高精度，可以采用一些措施来减少误差，进而提高机械技术整体水平。

（一）采取一定的補偿技术

在机械加工过程中，在高精度的机床设备系统中，要配置误差补偿控制系统， 这样单位或人员可以针对需求来进行一定的矫正。比如用一些专业的矫正软件或者在实际的生产实践中，输入相应的数据，以及采用一些软件编程等方法来解决。

（二）调整工艺系统的受力情况

为了对加工零件精度进行控制，可以调整工艺系统的受力来保证系统受力均衡。可以通过改造工艺系统中，比较薄弱的构件，提升系统的刚度；也可以减少工艺系统的载荷量，或者减少工艺系统工作中产生的热应力，最终确保工作零误差。

（三）引进数控机床

传统机械加工工艺技术水平低，为了提升加工的自动化水平，可以引入数控机床，其信息处理能力与自动化水平都极高，而且控制方便、精度高，可以极大地促进提升机械加工工艺的操作精度。

（四）提升一线工人的素质

产业工人的素质不同，其技能素质的水平对加工精度有着重要的影响。要培训一线工人的素质技术，可以开办培训班，或者鼓励工人合作自主研究如何提升加工精度。除此之外，也可以向工人们展示一些先进成果，促进其学习。总之要提高工人对操作流程的熟悉程度，进而提高精度。

（五）做好流程图的合理设计

加工工艺流程图对于操作来讲，具有指导作用。清晰完整的流程图对于加工者是很重要的。在设计时，要综合各种情况和因素，缩短操作流程，减少对加工精度的不利因素。

（六）优化机械加工工艺

机械加工工艺是提升加工精度的基础，只有提升机械加工工艺，才能从根本上提升加工水平，引进先进的加工工艺和设备，革新和全面提高加工工艺，以减少误差，保证加工精度。

四、结语

随着科技不断进步，我国的机械发展也在实现着越来越精准的进步，但机械加工生产领域仍然存在着问题，我们需要解决这些问题，来加工出精度更高的零件。为了提高我国机械的整体竞争水平，要通过不断的实践去发现存在的问题以及机械加工工艺对加工精度的影响，并融合先进的理念和技术来有效提高产品精度，进而改进不足，保證机械加工的精度并提高其应用能力。

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作者简介：

李占辉（1982-），男，安徽蚌埠人，本科，讲师，研究方向：机械制造及其自动化。