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摘要：機(jī)械加工的精度是影響產(chǎn)品質(zhì)量的最關(guān)鍵因素，尤其是精密儀器的制造對精度的要求更高。圍繞加工精度展開討論，介紹概念、影響加工精度的因素，給出提升精度的有效措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；精度；措施

1加工精度概念、重要性介紹

1.1定義概述

（1）精度和誤差都是評(píng)價(jià)機(jī)械性能的重要指標(biāo)，在孔、軸等的加工中，需要嚴(yán)格按照公差等級(jí)。公差等級(jí)也是精度高低的重要體現(xiàn)，精度越高公差數(shù)值越小。機(jī)械加工的誤差只能被不斷縮小，并不能完全消除。精度是將加工好的機(jī)械幾何參數(shù)與設(shè)計(jì)圖紙比較而得出的，精度包括機(jī)械的表面尺寸，需要將其與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)對比，在基準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)波動(dòng)，精度則達(dá)到要求；形狀精度，如圓柱度、直線度等，嚴(yán)格控制形狀精度可以有效保證機(jī)械形狀的質(zhì)量；位置精度，這是和基準(zhǔn)平面作比較得出來的，平行度、垂直度等都是位置精度。（2）加工時(shí)不僅需要按照各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，還要考慮加工時(shí)的具體情況。在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)，做出相應(yīng)的調(diào)整。精度的提高意味著生產(chǎn)成本的增加，在提升精度時(shí)要根據(jù)工廠的實(shí)際情況制定合理加工方案，確保以最小的成本投入取得最大的精度提升。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，我國的機(jī)械加工行業(yè)引進(jìn)了很多先進(jìn)的技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，在縮小加工誤差的同時(shí)有效提升機(jī)械質(zhì)量，企業(yè)也可獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2加工精度提升帶來的好處

機(jī)械加工的目的是為了能夠更好的服務(wù)社會(huì)，尤其是零件的加工精度。作為機(jī)械設(shè)備的主要組成部分，零件的精度決定著機(jī)械的質(zhì)量。加工精度達(dá)不到要求，很可能在機(jī)械組裝過程中出現(xiàn)零件不配套的現(xiàn)象。為保證機(jī)械組裝過程的順利，必須提高機(jī)械的加工精度。精度的提升可以使機(jī)械在后期投入使用時(shí)更加順暢，零件之間的磨損會(huì)減少，從而使得機(jī)械有較長的使用壽命。相關(guān)企業(yè)對機(jī)械的維修投入會(huì)減少很多，工廠的生產(chǎn)效率大大提升，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益顯著增加。此外對機(jī)械加工精度的提升，是順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)和國家發(fā)展需求的，因此對加工精度的提高勢在必行。

2降低加工精度的主要原因

（1）原理誤差。此種誤差產(chǎn)生的原因是加工過程中未使用規(guī)定的加工設(shè)備，而是用其他原理相似的設(shè)備代替的。例如，滾齒加工時(shí)，有的工廠對滾齒的制作水平還未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，就會(huì)造成滾刀誤差。滾刀誤差表現(xiàn)為兩方面，一是齒廓造型使用的并不是標(biāo)準(zhǔn)的漸開線基本蝸桿法，此方法加工滾齒的難度過大。工廠通常會(huì)用其他方法代替，從而導(dǎo)致誤差。二是近似成形法制造出來的滾齒，其表面不是特別光滑。滾刀齒數(shù)的限制，使得制造出來的齒形呈現(xiàn)出折線狀態(tài)。該種誤差在實(shí)際生產(chǎn)過程中是允許存在的，可對機(jī)床的制造工序和刀具起到很大的簡化作用，可有效加快制造速度。（2）回轉(zhuǎn)誤差概述。該誤差是機(jī)床主軸產(chǎn)生的，其相當(dāng)于基準(zhǔn)，對工件、刀具的安裝有著一定的指導(dǎo)作用。安裝完成后，主軸會(huì)帶動(dòng)工件、道具等做相應(yīng)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)誤差。在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，軸線可能會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)，軸線的變動(dòng)范圍若超出允許值，就會(huì)造成較大的加工誤差。徑向運(yùn)動(dòng)、軸向運(yùn)動(dòng)和角度的偏擺共同組成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此導(dǎo)致加工誤差的原因很多。主要表現(xiàn)在：軸本身就存在誤差，如同軸度、繞度等不達(dá)標(biāo)，這會(huì)影響軸的徑向運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)程度；軸肩、軸承的端面與軸的垂直度不夠，會(huì)對軸向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生較大影響。此外，機(jī)械加工方式的變化，產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)誤差的大小各不相同，因此需要根據(jù)工廠生產(chǎn)的實(shí)際情況，選擇合適的加工方式。（3）刀具、夾具導(dǎo)致加工誤差。通常刀具、夾具對精度的影響是很小的，幾乎可以忽略不計(jì)。但對于設(shè)定尺寸的刀具，其存在的誤差會(huì)在制造過程中傳給零件。成形刀具對零件精度的影響表現(xiàn)在加工面上，零件表面的形狀精度會(huì)出現(xiàn)明顯變化，且相對于基準(zhǔn)位置出現(xiàn)偏差。夾具是固定零件毛坯的工具，在制造過程中極易被磨損。若不及時(shí)更換夾具，零件的原有定位會(huì)出現(xiàn)誤差，機(jī)床各部位的相對位置也會(huì)產(chǎn)生變動(dòng)，很多誤差累積在一起使得成形零件的精度大大降低。（4）導(dǎo)軌和傳動(dòng)鏈對加工精度的影響。導(dǎo)軌的主要作用是承載壓力和加工導(dǎo)向，也能對機(jī)床各部位零件進(jìn)行定位。在直線加工中，工件表面法線和導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)軌跡偏差過大，會(huì)導(dǎo)致較大的加工誤差。平行誤差的存在會(huì)使機(jī)床工作臺(tái)出現(xiàn)劇烈搖擺現(xiàn)象，這會(huì)導(dǎo)致刀尖偏離原有軌跡，從而影響加工精度。傳動(dòng)鏈的作用是將各個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)連接在一起，若在組裝過程中沒有嚴(yán)格控制裝配精度，齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等系統(tǒng)傳動(dòng)時(shí)磨損會(huì)非常嚴(yán)重，對整個(gè)機(jī)械的質(zhì)量和使用壽命都是極為不利的。（5）溫度升高引起加工誤差。溫度升高是機(jī)械加工過程中常見的現(xiàn)象，在大型零件的加工中，產(chǎn)生的熱量不會(huì)對成形零件產(chǎn)生很大影響。但在精密、復(fù)雜零件的加工過程中，散發(fā)熱量的多少是技術(shù)人員必須高度重視的問題。有些零件的加工材料受溫度的影響較大，機(jī)床單位時(shí)間內(nèi)的散熱量若小于加工的產(chǎn)熱量，零件就會(huì)在熱量的作用下發(fā)生形變，從而出現(xiàn)較大的形狀誤差。若想改善這一問題，必須將產(chǎn)生的熱量控制在相對平衡的狀態(tài)。（6）定位不準(zhǔn)導(dǎo)致加工誤差。產(chǎn)生定位誤差的原因有2種：基準(zhǔn)未重合在一起。其又分為設(shè)計(jì)和加工基準(zhǔn)，前者是零件加工前設(shè)計(jì)人員規(guī)定的，后者是實(shí)際加工中確定的。若進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)未按照設(shè)計(jì)圖紙選擇相應(yīng)的基準(zhǔn)位置，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)就不能重合在一起，兩者相差的角度大小就反應(yīng)加工誤差的大小；定位副自身問題。組成定位副的是加工面和夾具，夾具的制造誤差若超出規(guī)定的公差范圍，在定位加工面的時(shí)候不夠準(zhǔn)確，兩者之間的配合間隙增大，會(huì)產(chǎn)生較大的加工誤差。（7）受力導(dǎo)致加工誤差。工件受力體現(xiàn)在2個(gè)方面：工藝系統(tǒng)和零件的內(nèi)應(yīng)力。前者系統(tǒng)具有彈性，受到較大的外力作用時(shí)變形位移也逐漸增大，工藝系統(tǒng)的剛度越小，抵抗外力的能力就越差。系統(tǒng)的變形位移增加，刀具和工作面之間的相對位置也會(huì)發(fā)生變化。若將加工過程中的切削力、夾緊力等維持在相對平衡的狀態(tài)，可有效減少彈性系統(tǒng)的受力。成形零件中殘余應(yīng)力又被稱為內(nèi)應(yīng)力，零件內(nèi)部的體積變化不規(guī)律是出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力的主要原因。做到零件的結(jié)構(gòu)對稱、厚度均勻就能有效減少內(nèi)應(yīng)力，對零件內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)起到一定的保護(hù)作用。

3提升精度的有效方法

（1）直接法。該方法在目前的生產(chǎn)加工中經(jīng)常用到，即直接檢查加工設(shè)備和工藝過程，對其進(jìn)行分析找到誤差出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，針對產(chǎn)生誤差的環(huán)節(jié)和部位制定具體的改進(jìn)方案。如夾具誤差，因夾具的嚴(yán)重磨損而導(dǎo)致較大誤差，對此可以縮短更換夾具的周期，以解決夾具加工時(shí)帶來的誤差。長度較長的軸在車削時(shí)，夾具、刀具以及工作面的摩擦都會(huì)產(chǎn)生很多熱量，在彈簧后面安裝頂尖能夠很好的平衡產(chǎn)熱量和散熱量。由此可見直接法能夠取得很好的精度提升效果。（2）補(bǔ)償法。該種方法與直接法有著本質(zhì)的區(qū)別，補(bǔ)償法從相反的方向?qū)庸ぞ冗M(jìn)行提升。針對某種加工誤差，技術(shù)人員會(huì)人工制造出新的誤差，通過原有誤差和新誤差的混合抵消作用，可實(shí)現(xiàn)對誤差的合理控制。此種處理方法對原來的誤差并未進(jìn)行直接改善，使用補(bǔ)償法抵消原有加工誤差時(shí)，工作人員必須對原有誤差進(jìn)行深入了解，掌握其發(fā)生的原理。在此基礎(chǔ)上才能使用補(bǔ)償法有針對性的提升加工精度，若對原有加工誤差知之甚少，盲目的用補(bǔ)償法消減誤差，可能會(huì)起到相反的作用。（3）轉(zhuǎn)移法。通常零件加工過程中，誤差出現(xiàn)的部位都很敏感。轉(zhuǎn)移法的本質(zhì)就是將敏感部位的誤差轉(zhuǎn)移到非敏感方向，以此達(dá)到提升加工精度的目的。在實(shí)施時(shí)需要綜合分析加工現(xiàn)場的情況，再?zèng)Q定轉(zhuǎn)移的部位。可根據(jù)誤差對精度影響的高低程度，可將其進(jìn)行分類，按照誤差類型、產(chǎn)生機(jī)理分組再逐組解決。（4）實(shí)時(shí)補(bǔ)償。該方法的實(shí)現(xiàn)需要建立在對加工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控上，且對機(jī)床各部位的變化進(jìn)行記錄。通過動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)分析，對出現(xiàn)誤差的部位及時(shí)調(diào)節(jié)，達(dá)到控制誤差的目的。該種方法需要成套的監(jiān)測設(shè)備，成本投入大，實(shí)際生產(chǎn)中很少有企業(yè)選擇這種誤差控制方式。

4結(jié)束語

機(jī)械加工過程中，誤差的出現(xiàn)是必然現(xiàn)象，完美的加工過程是不存在的。將誤差范圍縮小，提升加工質(zhì)量和精度，以目前我國的科技水平還是可以做到的。誤差是影響加工精度最直接的因素，將誤差控制在合理范圍內(nèi)，加工精度能夠得到很大的保證。近年來我國在誤差處理技術(shù)的研究上已取得很大進(jìn)步，而更有效的控制方法還有待進(jìn)步探索。

參考文獻(xiàn)

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作者:樊強(qiáng)博 單位:西安航天新宇機(jī)電裝備有限公司