机械加工质量与控制探讨

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摘要：随着我国社会经济的不断发展，在我国经济发展中机械加工行业所做出的贡献在不断提升，各种机械加工行业的发展也比较蓬勃，本文分析了加工过程中影响加工质量的因素并提出提高机械加工质量的策略。

关键词：机械加工；质量；控制

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

一、机械加工的原则

1、粗加工与精加工应分开进行。粗加工时，其切削量大，工件所承受的切削力和夹紧力相对较大，从而导致发热量多。在细加工的过程中，加工表面一般会出现显著地加工硬化现象。另外，因为工件内部有较大的内应力，如果粗加工和细加工连续起来进行，就会使工件内部的内应力逐渐发生变化，这样就使得精加工后的零件产生误差。对于那些加工精度要求相对较高的零件，在粗加工及细加工之间要对其进行低温退火或时效处理，从而消除工件的内应力来保证加工的精度。

2、选用设备要合理。粗加工是用来切掉加工的余量，对加工的精度也没有太大的要求，因此，在选择粗加工机床时，应选择精度不太高、功率较大的机床。但在进行精加工时，我们应选择精度高的机床。精加工和粗加工在不同的机床上进行作业时，不仅可以充分发挥设备的使用能力，而且能延长机床的使用寿命。

3、在机械加工的工艺路线中，要合理安排其热处理工序。根据不同的目的，热处理工序所需要进行的也不一样。如在进行正火、退火等改善切削加工性能的工序时，一般来讲都在机械的加工之前进行。而为了消除内应力我们要进行时效处理、调质处理等方式，这套工序一般都安排粗加工之后，精加工之前进行。为了提高零件的机械性能通常，采用淬火、回火、渗碳等方式，这些工序一般安排在机械加工之后进行。另外，假如进行热处理之后工件出现变形，我们还应该对工件进行最终加工工序。

二、影响机械加工质量的因素

1、机床产生的几何误差 在机械加工中，夹具、刀具、机床等工具以及被加工的零件一起构成了一个加工整体，这一整体便是被称为机械加工工艺系统。因此对于机械加工精度的过程进行分析也就是对于这一工艺系统在多种不同的工作条件中，通过多种不同加工方式所产生的误差进行反应的分析。而机床、夹具以及刀具则是这一工艺系统中重要的组成部分。 在机械零件的加工中相对于刀具来讲，机械零件的成型过程是通过机床来完成的。所以，在机械零件的整个加工过程中，对机床的加工精度要求是非常高的，同时对于加工精度具有很大影响的也包括机床的制造误差。机床中的误差包括主轴回转误差、导轨误差以及传动链的误差。这些误差都会对工件加工的精度具有较大的影响，其中尤其以机床的磨损为例，机床的磨损会让机床的工作精度大幅度下降，而主轴回转误差则会直接影响被加工工件的精度。所谓主轴回转误差，指的是在每一次的实际回转轴线相对于其平均回转轴线的变动量，而机床上进行确定机床部件相对位置的关系的基准便是导轨。导轨本身也会存在制造误差，导轨的误差主要是由于其受到不均匀的磨损或者在安装过程中不规范造成。

2、加工误差类型。各种原始误差都有可能出现在加工零件的过程中，加工误差正是因为变化了的工艺系统各环节相互位置关系而产生。比如装夹工件时，定位误差会产生在夹具中，还有夹紧误差也可能因为夹紧力而被引发。装央工件时，一定要调整夹具、刀具和机床，而且以数个工件进行试切之后再进一步精确微调，如此才能确保刀具和工件的相互位置保持正确，因为无法做到绝对精确的调整，所以调整误差不可避免。同时业已存在的夹具、刀具和机床自身的制造误差也不能忽视。以上原始误差在工艺系统中统称为几何误差。

3、刀具切削误差 刀具在切削零件的过程中，每一次的工作都会或多或少的产生一定的磨损，因此会逐渐引起所切削的工件尺寸及形状的改变，因此需要操作人员正确的选用刀具材料，选用新型的耐磨刀具材料，并且合理的选用刀具几何参数并且注意零件的切削用量，在最大限度上减少刀具的磨损消耗，保证零件的加工质量。

4、静态误差、切削状态误差与动态误差。从误差是否与切削状态有关来分，可分为静态误差与切削状态误差。工艺系统在不切削状态下所出现的误差，通常称为静态误差，如机床的几何精度和传动精度等。工艺系统在切削状态下所出现的误差，通常称为切削状态误差，如机房；在切削时的受力变形和受热变形等。工艺系统在有振动的状态下所出现的误差，称为动态误差。

三、控制和提高机械加工质量的途径

1、降低主轴回转误差为了方便分析，可以三种基本形式分解回转轴主轴线的运动误差：纯角向摆动、纯轴向窜动和纯径向圆跳动。因为持续变化着的主轴实际回转中心，因此由以上三种运动形式组合出了实际误差，因而一个瞬时值得以产生，是以轴承内表面和某一固定部位的相异部位接触，所以当圆度误差存在于滑动轴承内孔时，会让主轴以径向跳动的方式进行回转，从而产生撞孔的圆度误差，而只有较小影响的主轴颈本身的圆度误差。

2、减少原始的误差 定期对于机床的所有零件进行整修，提高机械加工时所使用的机床的几何精度，提高夹具、刀具等元件自身精度，控制加工系统过的受力，同时防止刀具的磨损以及测量时产生的误差等。通过对于产生加工误差的各种主要原始的误差进行逐行分析来控制提高加工精度和质量，同时对于不同情况产生的误差采用不同的方式进行修正和解决，对于精密的零件来讲，在对其进行加工时，尽可能提高机床及其工具的结合精度，提高元件强度，同时选用更加精密的机床进行加工，对于具有成型表面的零件，为进一步减少刀具安插时的误差必须要在调整好刀具形状误差之后才能进行细致的加工程序，以此更正原始误差的数值。

3、误差补偿法 有些工艺的原始误差是无法避免的，但有些人为的误差就需要我们运用合理的方法将其消除，例如采用误差补偿法和误差抵消法对工件的加工误差进行控制。误差补偿法是根据出现误差的情况，为了补偿这种误差，制造出一种新的原始误差，使其加以补偿。误差抵消法实际上是误差补偿法的一种，它只对原始误差中的一部分误差起作用，即它只能抵消原始误差的一部分，适用范围较小。

4、回转误差受到滑动轴承减少的影响当机床使用的是滚动轴承结构时，不同机床受到的滚道形状误差的影响各不相同。机床属于车床类时，因为基本不发生变化的轴承承载区位置，所以主轴回转精度所受到的影响主要来自于滚动轴承内的环滚道圆度。机床属于铿床时，因为持续发生变化的轴承承载区位置，所以主轴回转精度所受到的影响主要来自于滚动轴承的外环滚道圆度。

5、调整加工过程工艺在所有的加工机械的工序中，为了得到被加工表面的位置、形状和尺寸精度，需要对工艺系统采取各种各样的调整。因为调整无法做到绝对准确所以误差在所难免。试切法是小批、单件生产时通常使用的加工手段。首先对工件进行试切，之后测量、经过调整继续试切，直到达到规范尺寸为止，之后再将全部的待加工表面进行切削。大量、成批生产时，通常使用调整法。将工件和刀具的相对位置预先调整到位，并在一批零件的加工过程中保持这种相对位置不变来获得所要求的零件尺寸。

6、实行超精密加工

6.1精密元件是超精密和精密加工的加工对象，前者与后者的发展是紧密结合的，所以精密加工不能脱离精密元件；

6.2超精密加工时，极小且吃刀，属于超微量切除和微量切除的范畴，所以对于机床、砂轮修整和刀具刃磨的要求很高；

6.3作为一门综合性高级技术，超精密和精密加工对于表面和精度的质量要求很高，选择加工材料、工具和方法时要慎重；还应考虑被加工材料的质量和结构；加工设备的测试手段、技术性能和结构；测试设备的精度；工作环境保持防振、净化、恒温，所以超精密加工和精密加工属于系统工程；

6.4加工和检测之间的联系，在超精密加工和精密加工中是非常紧密的，作为必要条件，测量技术必须与加工精度相符合，否则将无法对加工的精度做出正确判断，也无法为加工精度的进一步提高指出方向。

结束语

总之，在实际加工中积极采取这些措施，能够极大的提高机械加工零件的表面质量，进而有效提高产品的工作性能、可靠性、寿命，提升产品质量。

参考文献

[1]左延召.浅谈机械加工质量技术控制[J].时代报告：学术版，2012年第6期.

[2]梁衍华.机械加工质量技术分析[J].黑龙江科技信息，2011年05期.