提高机械加工精度的策略分析

卜祥彬

摘要：本文以机械加工精度的定义与内容为切入点，从定位误差、几何误差、工艺系统误差三个方面论述影响机械加工精度的主要因素，进而探究提高机械加工精度的相应策略，笔者以直接与间接减少加工误差的方法来分别论述，后者主要包括：补偿误差、转移误差、就地加工。

关键词：机械加工精度；定位误差；几何误差；补偿误差

前言

机械在进行加工的过程中，会受到各种因素的影响，因此为了提高机械加工的精度，需要对影响机械加工精度的因素进行有效的控制，从细小的环节入手，严格控制机械在加工过程中的误差。机械加工是工业发展的重要环节，机械加工的精度直接影响着工业的发展进程。

1.机械加工精度的内涵

1.1机械加工精度的定义

机械加工精度，主要是指机械的零部件经过加工之后，其实际的各项几何参数与预期的几何参数之间的偏离程度。偏离程度越小，机械加工的精度越高，反之，则其精度较低、

1.2机械加工精度的内容

判断机械加工精度的几何参数主要有三个，分别是位置精度、形状精度、尺寸精度。位置精度指的是零部件经过加工处理后其表面与基准之间的相对位置，形状参数指的是机械零部件经过加工后，其几何形状与预期设计中的几何形状的契合值，尺寸精度指的是零部件经过加工后其实际尺寸与基准尺寸之间的契合度[1]。

2.影响机械加工精度的因素

2.1定位误差

导致定位误差的原因主要是定位副制造不准、基准不重合，定位副是由夹具定位元件与工件定位面构成的，在机械的加工过程中，这部分构成都极易产生误差，定位副制造误差是由这两部分的配合间隙的变动造成的。机械零部件的加工基准是在图纸中表现的，在无误差的情况下，定位基准与设计基准是相互吻合的，如若两者不一致，就会导致基准不重合，不一致的程度越大，误差也就越大。

2.2几何误差

机械加工精度中的几何误差主要体现在机床、加工原理、调整、刀具这四个方面。导致机床误差的影响因素有很多，比如机床主动回转误差、机床转动链误差、机场导轨误差等；加工原理误差是在进行类似于切削刃轮廓加工的过程中形成的，该误差属于可控误差，当加工原理误差在可接受范围内出现误差时，还是可以用于机械加工的；调整误差是指机械零部件在加工的过程中，由于工序的不同以及技术革新等原因，使得零部件的加工方式、加工时间以及加工工艺需要进行相应的调整，在调整过程中避免不了的会出现误差；刀具误差主要表现在刀具切削、刀具装夹部制造以及刀具安装等环节中，当机械加工的刀具自身不具备良好精准度时，经其加工的机械零部件必然会产生误差[2]。

2.3工艺系统误差

工艺系统造成误差的原因主要有两点，一是热变形，二是受力变形。热变形对机械加工精度的主要影响指的是零部件在加工的過程中，会因为受热而变形，出现热变形的主要原因有三种：刀具的热量极容易集中于切削部位，被加工的零件因为外界或自身的原因变热，机床由于长时间的运作形成了热源；受力变形指的是在加工过程中，机械零部件在力作用下发生的形变导致的误差。

3.提高机械加工精度的策略分析

3.1直接减少加工误差的方法

该方法是提高机械加工精度最原始的方法，可以通过直接的方式控制或者减少的误差是原始误差，主要途径是提高机械加工所用机床的几何精度、以及夹具、高量具自身的精度，以期可以达到减少误差甚至消除误差的目的，在具体的工作实践中，操作人员需要及时检查加工工具的精度，并对其进行更换或维修，以保持经其加工的机械零件的精准度。

3.2间接减少加工误差的方法

3.2.1补偿误差

该种方法实施的前提是存在的误差时无法通过直接控制误差的方法来减少的，进而通过补偿误差的方法实现对机械加工误差的控制。补偿误差的主要原理是通过人为的方式来创造出新的原始误差，通过新误差对先前无法解决的误差进行“补偿”，借以正负相抵的思路来控制原始误差。实施补偿误差时，需要先对原始误差进行深入的了解，这样才能保证设计出能够“补偿”原始误差的新误差，达到误差相互抵消的效果。

3.2.2转移误差

转移误差是指将影响机械加工精度的误差的敏感度方向进行转移，使得原本影响误差的因素转向对误差没有影响的方向，这样可以有效的防止误差对机械加工精度造成影响，比如：大型机床的衡量支撑力较差，在受到重力作用后很容易发生扭曲，为了减少受力误差，可以在机床的机构基础上添加一根承重的附和梁，这根附和梁能够有效减少机床加工产生的误差[3]。

3.2.3就地加工

就地加工采取的方案是对组装后的机械进行精加工，而非传统的每个零部件单独加工后再进行组装，每一个零部件单独加工完进行重组的误差是各个零部件加工误差的叠加，但是对组装后的机械再进行加工则可以从整体上控制误差，使得整体的误差水平保持在最小的范围，从而提高机械加工的精度。在机械的加工与组装的过程中，零部件之间的关系十分复杂，如果只是局限性的关注零部件的精度水平，是没有办法控制整体的误差值的，所以采取就地加工的方法不仅可以提高装配后机械加工的精度，还能够降低机械加工的操作难度。

4.总结

对于机械加工来说，提高其精度一直是机械加工企业的追求目标，影响机械加工精度的因素有很多，除了本文总结的几点主要因素，还有很多其他不可控制的影响因素，在机械加工的过程中，想要保持零误差几乎是一件不可能的事情，但是必须要使得误差控制在一定的范围内，这样才能保证机械加工的精度水平。对于机械加工精度的提高需要从细小环节做起，通过方法的调控来实现对误差的全面控制。

参考文献：

[1]张桂文.论提高机械加工精度的措施[J].硅谷，2011，09（02）：140+135.

[2]朱必有.提高机械加工精度的有效措施[J].科技资讯，2011，22（04）：111.

[3]李锦涛.浅谈提高机械加工精度的方法[J].装备制造技术，2012，06（01）：169-171.