机械加工精度分析与对策

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【摘要】本文主要从设备部件装配的角度进一步分析了影响机械加工精度的原因及案例，提出几种提高机械加工精度的应对措施，对机械制造企业如何进一步提高产品加工质量，从而增强企业竞争力具有一定的参考与借鉴作用。

【关键词】机械加工；精度；原因；措施

机械加工精度是指零件在加工后的实际几何参数与理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度就越高。具体包括尺寸精度、形状精度和位置精度三个方面。众所周知，机械产品的工作性能和使用寿命，都是与产品零件的加工质量和产品的装配质量息息相关的，作为零件加工质量重要指标之一的机械加工精度更是产品质量的根本保障。然而在生产过程中由于各种原因加工出来的产品其尺寸、形状和相互位置不可能绝对一致，总是会存在一定的加工误差，如何保证在零件允许误差范围内，通过采取合理的加工方法以提高机械加工的生产率和产品合格率便显得尤为重要了。

1产品加工精度影响因素

人们根据不同的机械、不同的生产类型条件，在实践中摸索总结出了修配装配法、调整装配法、互换装配法、选配装配法等4种装配方法。装配精度越高，则对相关零件的精度要求也越高，这对机械加工企业来说是很不经济的。因此，对不同的生产类型必须采取不同的装配方法以合理性地降低加工精度，从而提高生产率与经济效益。在机械加工过程中影响产品加工精度的原因主要有以下几个方面：

1.1产品加工原理所产生的误差

在加工过程中我们都是采用近似的成形运动或近似的刀刃轮廓加工原理来进行加工的，但此种“近似的加工法”必然会带来一定的误差。即便如此，在当前的制造加工过程中因该加工原理具有简化机床结构或刀具形状、提高生产效率等优点而得到人们广泛的运用。

1.2机床、刀具和夹具的制造误差与磨损的影响

（1）机床误差包括机床本身各部件的制造、安装误差和使用过程中的磨损。对加工精度影响较大的是机床本身的制造误差：包括机床主轴回转误差、导轨误差和传动链传动误差。主轴回转误差直接影响着工件的圆柱度精度；导轨误差直接影响工件平面的平整与直线度精度；传动链传动误差一般不影响圆柱面和平面的加工精度。但对于车削、磨削螺纹和滚齿、插齿、磨齿时，则是影响加工精度的重要因素。

（2）刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具（如钻头、铰刀等）加工时，刀具的尺寸误差将直接影响工件尺寸精度。采用成形刀具（如成形车刀、齿轮模数铣刀等）加工时，刀具的形状误差，将直接影响工件的形状精度。采用展成刀具（如齿轮滚刀等）加工时，刀具切削刃的几何形状及有关尺寸误差也会影响工件的加工精度。另外：任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状的改变。例如：在车削一根长轴的外圆时，车刀的磨损将使工件产生锥度。

（3）夹具的误差。夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度（特别是位置精度）有很大的影响。例如：采用镗模加工箱体零件上的孔系时，镗刀与工件的位置完全由镗模来决定。这时机床仅传递动力，工件加工精度完全由镗模的精度决定。

1.3工艺系统的受力变形对加工精度的影响

在机械加工过程中，工艺系统在切削、夹紧、重力、传动、惯性等外力的作用下会产生相应的变形，使已经调整好的刀具与工件的相对位置发生变化，使工件产生几何形状和尺寸误差。

1.4工艺系统的热变形对加工精度的影响

机械加工中，工艺系统在各种热源作用下产生一定的热胀变形。由于热源分布的不均匀性以及各加工环节结构和材料的不同，使工艺系统各部分所产生的热变形既复杂又不均匀，从而破坏了刀具与工件之间正确的相对位置和相对运动关系。其主要包括工件热变形、刀具热变形、机床热变形等。

1.5工件的内应力引起的变形

所谓内应力，是指外部载荷卸掉以后，仍残留在工件内部的应力。存有内应力的零件会随着时间的推移而发生形状上的变化（如翘曲变形），从而丧失其原有精度。如毛坯铸造中产生的内应力；冷校直时产生的内应力；切削加工或装夹过程中产生的内应力等。

2提高加工精度的工艺措施

为了提高机加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取相应的解决措施以达到直接消除和减少原始误差的目的，具体可从以下几方面着手：

2.1误差补偿法

对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

（1）误差补偿法：该方法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度。

（2）误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

2.2分化或均化原始误差

为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。

（1）分化原始误差（分组）法：根据误差反映规律，将毛坯或工序的工件尺寸经测量按大小分为X组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/X。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

（2）均化原始误差：这种方法的过程是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

2.3转移原始误差

该方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去，此法可大大提高加工精度。

2.4优化加工工艺

提高加工零件所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形产生的误差，减少刀具磨损、内应力引起的变形误差，尽可能减小测量误差等措施均可在一定程度上提高生产效率与产品的合格率。

3结语

纵观机械加工过程中产生误差的种种原因，在实际生产中只要我们对产生误差的原因进行详细的分析，就可以据此找出相应的预防举措和解决对策将各项误差降至最低，从而提高产品质量，进一步提升企业的竞争力。

参考文献：

[1]杨春雷，尹国会.浅谈机械加工影响配合表面的原因及对策[N].中华建筑报，2005.

[2]于骏一，邹青.主编《机械制造技术基础》.机械工业出版社，2009.

作者简介：

廖富祥，1990年中专毕业，助理工程师，主要从事矿山设备机械管理