機械加工常見影響因素及提高加工精度的策略論文

1 概述。

機械產品壽命以及零件的工作性能的保證是以機械加工質量作爲保障的。而加工精度以及工件的表面質量是衡量加工質量的主要指標。但是受到各類因素的影響，機械加工時工件同刀具之間的位置會發生變化，因此工件不能達到理想的標準，人們通過加工精度以及加工誤差進行工件同刀具位置是否符合理想要求的標識。

2 加工精度獲取方法。

（1）尺寸精度的獲取方式主要有三種，若產品的批量相對較小可以用試切法進行獲得；若大批量生產工件則可以用調整法進行獲取；若刀具製造相對複雜則可以利用定尺寸刀具法進行獲取；而補償調整的精度測量則可以使用自動控制法。

（2）形狀精度的獲得方式主要有三種，即軌跡法、展成法以及成形刀具法。軌跡法是利用刀尖進行運動，從而獲得實際工件表面形狀。而展成法則是利用刀刃包絡面獲得工件形狀。而成形刀具法則是利用了刀刃的形狀。

（3）位置精度的獲取方式需要藉由夾具精度、機牀精度以及夾裝精度等予以保證。

3 影響精度的因素。

3.1 幾何精度的影響。

3.1.1 加工原理的誤差。

加工原理誤差是指採用了近似的成形運動或近似的切削刃輪廓進行加工而產生的誤差，如滾齒加工用的齒輪滾刀有兩種誤差：

（1）切削刃齒廓近似造形誤差，由於製造上的困難，採用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿；（2）由於滾刀刀齒數有限，實際加工出的齒形是一條折線，和理論的光滑漸開線有差異。通過採用近似的成形運動或近似的切削刃輪廓，雖然會帶來加工原理誤差，但往往可簡化機牀或刀具的結構，提高生產效率，有時反而能得到較高的加工精度。因此，只要誤差不超過規定的精度要求、在生產中仍能得到廣泛的應用。

3.1.2 機牀的誤差。

此種誤差是由於機牀受到各類因素的影響而出現的誤差，主要的誤差種類可以總結爲三種，即主軸迴轉誤差、導軌導向誤差以及傳動鏈誤差。

（1）主軸迴轉誤差。主要是由於加工過程中迴轉軸線實際的位置同理想的位置沒有重合，發生了一定的偏移，主軸迴轉偏移主要有純角度擺動、徑向跳動以及軸向竄動三種形式。而主軸發生迴轉誤差主要受到軸承間隙、軸度和軸承間誤差、軸承自身誤差、主軸剛度改變、主軸熱變形等因素的影響。但實際加工中，加工方式不同，則迴轉精度受到上述因素的影響不同。

（2）導軌導何誤差。工件的相對位置由機牀導軌確定，而導軌誤差是影響加工運動基準的主要因素。被加工工件因此受到影響，而產生誤差。一旦導軌發生扭曲，即前後導軌的水平面、垂直面直線度不同，就會發生導軌誤差，切削過程中，工件表面會發生內彎曲或向前凸出。從而影響工件的加工精度。

（3）傳動鏈誤差。主要是機牀兩端始末傳動鏈元件同工件之間出現相對運動誤差造成，其誤差衡量指標主要爲元件轉角誤差進行衡量，其產生的原因主要有傳動元件、裝配和磨損。

3.1.3 刀具的幾何誤差。

刀具的幾何誤差主要有安裝誤差、製造誤差等。對於定尺寸刀具的機械加工中，工件尺寸精度會直接受到刀具精度的影響。工件形狀會受到刀具形狀的影響。而刀刃形狀在展成刀具加工中，會直接對工件加工精度產生影響。在一般刀具機械加工中，製造精度對工件加工精度無直接影響。

3.2 受力變形的影響。

在機械加工過程中，產生的力主要有：夾緊力、中立、傳動力以及切削力和慣力等。受到上述力的作用，加工系統便會產生不同的變形。而變形的出現會改變工件同切削刃之間已經確定的位置關係，加工誤差便會出現。而工藝加工精度受到系統剛度的影響會產生以下幾種形式的誤差：工件形狀受到受力點位置變化而出現的誤差；切削力由於毛坯材料的硬度不均而出現變化，使得系統受力不均，產生受力變形，因而出現加工誤差；誤差復映；在其它作用力的影響下，某些加工環節會出現手動變形，因而出現誤差。

3.3 熱變形的影響。

在機械加工中，各類熱源都會影響加工精度，使得工件產生諸多形變，因而出現加工誤差。在機械加工中，加工精度受到熱變形的影響主要有以下幾種。（1）機牀熱變形。這種加工誤差是由機牀受到熱源影響使得機牀各部分溫升不均，而機牀結構又相對較爲複雜，受到分佈不均的熱源影響，各個部件發生熱變形，且程度各異，使得機牀幾何精度被破壞，機牀加工精度因此而降低。（2）工件熱變形。

切削熱是令工件發生熱變形的主要熱源，其次則是外部熱源。在機械加工過程中，加工的方法不同，工件的結構、尺寸以及材料不同，則工件的熱變形也不相同。（3）刀具熱變形。切削熱是刀具熱變形的主要原因，切削過程中，雖然切削作用下傳遞給刀具的熱量很少，但刀具體積相對較小，而熱容量也相對較小，熱量容易集中在刀刃，因而刀具切削部分很容易在切削過程中發生熱變形。

4 提高加工精度方法。

（1）直接法。在生產中較爲常用的方式是直接減少誤差法。這種方式的應用需要對誤差產生原因予以明確，從而直接消除造成誤差的原因，或者對誤差進行降低。例如，在車削細長軸過程中，工件受力受熱而出現彎曲變形，那麼可以利用大進給反向切削、彈簧後頂尖的方式，對熱伸長危害予以消除。（2）誤差補償法。該種方式是通過一種誤差去抵消另一種誤差，通過人爲的.製造誤差，從而令原有加工中的誤差消除，這種方式有益於誤差的降低以及加工精度的提高。（3）轉移誤差。該種方式是通過對誤差進行轉移，使之不會對加工精度造成影響。主要是對受力變形、幾何誤差以及熱變形等進行轉移。例如，對具有分度或轉位的多工位加工工序或採用轉位刀架加工的工序，其分度、轉位誤差將直接影響零件有關表面的加工精度。若將刀具垂直安裝，可將轉塔刀架轉位時的重複定位誤差轉移到零件內孔加工表面的誤差非敏感方向，可減少加工誤差的產生，提高加工精度。（4）均分原始誤差法。提高毛坯精度或上道工序的加工精度，往往是不經濟的。這時，可把毛坯（或上道工序的工件）按尺寸誤差大小分爲 n 組，每組毛坯的誤差就縮小爲原來的 1/n,然後按各組的平均尺寸分別調整刀具與工件的相對位置或調整定位元件、就可大大縮小整批工件的尺寸分散範圍。在生產中會遇到這種情況：本工序的加工精度穩定，工序能力也足夠，但毛坯或上道工序加工的半成品精度太低，引起定位誤差或復映誤差過大，因而不能保證加工精度。（5）就地加工法。機牀零件裝到工作位置上再精加工，消除誤差影響。如牛頭刨、龍門刨工作臺面裝配在自身機牀上進行精加工，以保證對滑枕、橫樑的平行度；平面磨牀工作臺面在裝配後作精加工；在機牀上修正卡盤平面的平直度，卡爪的同軸度。

5 結束語。

誤差是機械加工中無法避免的問題，在機械加工中應當儘可能的避免誤差，以保證加工工件的質量。在加工過程中，只有依照實際情況，分析誤差產生的具體原因，有針對性的採取措施，減少誤差，以此提高機械加工質量，確保工件精度，使得工件誤差符合零件加工誤差範圍，保證機械加工質量。

　　參考文獻。

[1]汪堯。工藝系統幾何誤差對加工精度的影響分析[J].科技信息，2014（4）：56-58.

[2]席子傑。數控機牀加工工藝編程與維修[M].長春：吉林電子出版社，2003.