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1機(jī)械加工精度的影響因素探析

1.1工藝系統(tǒng)的幾何誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響

工藝系統(tǒng)的幾何誤差通常包括機(jī)床、刀具、夾具自身的幾何誤差以及在使用過程中的磨損和調(diào)整誤差，其中機(jī)床、夾具、刀具的自身幾何誤差是加工之前就已經(jīng)存在的，在加工過程中反饋到零件上。工件的加工通常是通過機(jī)床進(jìn)行的，機(jī)床自身制造精度就決定了工件的加工精度。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)工件精度影響較大的有主軸回轉(zhuǎn)造成的誤差、導(dǎo)軌造成的誤差以及機(jī)床傳動(dòng)鏈造成的誤差等，其中主軸回轉(zhuǎn)誤差包括主軸的彎曲撓度、同軸度、軸承誤差等；導(dǎo)軌誤差包括導(dǎo)軌制造誤差、導(dǎo)軌磨損、導(dǎo)軌安裝誤差；傳動(dòng)鏈誤差是由傳動(dòng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的制造和裝配誤差造成的。同樣，刀具和夾具的誤差也是由制造誤差和安裝誤差造成的。

1.2工藝系統(tǒng)引起的誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響

工藝系統(tǒng)引起的誤差按照原理不同可以分受力變形和受熱變形兩種，前者是指工藝系統(tǒng)加工過程中受到重力、慣性力、切削力等因素的影響產(chǎn)生了變形，破壞了工件與切削刃之間的位置關(guān)系，從而造成了加工誤差，這種誤差通常通過提高接觸剛度、工件剛度、機(jī)床剛度以及合理利用夾具來減少；后者是指工藝系統(tǒng)受到了外界熱源的影響而產(chǎn)生了變形，影響了工件的加工精度，工藝系統(tǒng)發(fā)生熱變形的原因有以下三種：（1）機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行成為熱源，而機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、散熱不均勻使機(jī)床各個(gè)部位的溫度不同，產(chǎn)生的變形也不同，最終導(dǎo)致了誤差；（2）工件在加工過程中由于摩擦或其它外因作用變熱，產(chǎn)生了加工誤差；（3）刀具的熱容量和體積都較小，使熱量集中在切削部位，較高的溫度對(duì)工件造成了影響。

1.3工件內(nèi)應(yīng)力對(duì)機(jī)械加工精度的影響

工件內(nèi)應(yīng)力是指工件的外載荷去除以后，工件內(nèi)部仍殘存的應(yīng)力，主要由于金屬內(nèi)部組織的體積變化不均勻造成。具有內(nèi)應(yīng)力的工件是不穩(wěn)定的，其內(nèi)部組織會(huì)不斷發(fā)生變化，直到內(nèi)應(yīng)力消失為止，在內(nèi)應(yīng)力變化過程中，工件的原有加工精度也會(huì)消失。工件的內(nèi)應(yīng)力主要是在熱加工和冷加工中產(chǎn)生，如毛坯的鑄造殘余應(yīng)力、冷校直中的內(nèi)應(yīng)力、切削中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力等。工件在經(jīng)過加工過程中因?yàn)橥饨缫蛩禺a(chǎn)生冷熱不均勻，從而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，加工后不及時(shí)處理，內(nèi)應(yīng)力逐漸消失，就會(huì)使工件出現(xiàn)變形。在實(shí)際生產(chǎn)中通常通過合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu)、時(shí)效處理、合理安排工藝等手段消除內(nèi)應(yīng)力。

2提高機(jī)械加工精度的措施探討

根據(jù)上文的分析，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以得知，提高機(jī)械加工的精度的工藝措施有四種，分別是直接減少誤差法、誤差補(bǔ)償法、誤差分組法、誤差轉(zhuǎn)移法。

2.1直接減少誤差法

在查明工件產(chǎn)生誤差的原因后，通過某種工藝措施對(duì)其減小或消除。如：采用“大主偏角反向切削法”進(jìn)行細(xì)長(zhǎng)軸的車削，可以較好的消除軸向切削力引起的彎曲變形，如果車床的頂尖采用彈簧頂尖，還可以有效的消除熱變形造成的誤差。綜合而言，就是對(duì)某具體工件可能產(chǎn)生誤差的各方面因素進(jìn)行具體分析，針對(duì)此工件的加工精度要求，制定相應(yīng)的工藝加工方案，從而達(dá)到控制工件誤差，提高機(jī)械加工精度的目的。

2.2補(bǔ)償誤差法

所謂補(bǔ)償誤差就是通過人為的制造一種新的誤差，來抵消工藝系統(tǒng)中的固有誤差，從而達(dá)到控制誤差的目的。此方法主要適用于原有誤差無法通過工藝改良進(jìn)行控制的情況，通過制造誤差達(dá)到正負(fù)相抵消的目的。此方法的應(yīng)用是建立在對(duì)機(jī)械加工誤差全面了解，并完全掌握其成因的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，否則盲目制造誤差會(huì)進(jìn)一步增加誤差，達(dá)不到誤差抵消的目的。

2.3誤差分組法

在工件加工過程中，上道工序中的工件誤差，會(huì)給本工序造成一定的影響，如：誤差復(fù)映造成本工序的加工誤差擴(kuò)大、定位誤差造成本工序的位置誤差擴(kuò)大。為了解決這個(gè)問題，在大批量加工工件時(shí)，可以采用誤差分組法，即將上道工序加工后的零件按照誤差大小分成N組，那么每組的誤差范圍就會(huì)縮小到原來的1/N，然后再各組的誤差進(jìn)行分別調(diào)整，從而達(dá)到減小誤差，提高加工精度的目的。

2.4誤差轉(zhuǎn)移法

誤差轉(zhuǎn)移法是指通過某種措施將工藝系統(tǒng)中的幾何誤差、受力變形以及熱變形等轉(zhuǎn)移到誤差非敏感的方向，使加工過程的誤差對(duì)機(jī)械精度不會(huì)造成影響，從而達(dá)到提高機(jī)械加工精度的目的。機(jī)械加工誤差通常是指其敏感方向的誤差，如加工表面，只要將誤差轉(zhuǎn)移到非敏感方向，如加工表面的切線方向，機(jī)械加工的精度就會(huì)得到很大的提高。

3結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)械加工的過程中，誤差是不可避免的，但可以結(jié)合具體情況對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行具體的分析，并采取合理的對(duì)策減小誤差，從而達(dá)到提高機(jī)械加工精度的目的。文章著者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)影響機(jī)械加工精度的幾個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行了具體的分析，并提出了提高機(jī)械加工精度的措施，為機(jī)械加工領(lǐng)域的發(fā)展提供了有效的技術(shù)支撐。

作者：李順杜磊郭忠華單位：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所