浅析机械加工精度的影响因素及提高措施

蔚慧文

摘 要：工件从加工到合格被使用，要经许多工序，在这期间，机械加工生产的工件质量会受到许多因素的影响，本文将会对加工精度的因素进行探讨，同时提出相应的解决方案，为促进机械加工质量提供参考依据。

关键词：机械加工；精度；影响因素

1.引言

机械都是由许多不同的零部件组成，每个零部件对机械都十分的重要，其质量的好坏会直接决定机械的质量，所以必须要保证零部件的质量，提升零部件的加工质量。衡量其质量指标的因素有两个：精度和表面质量。但机械加工会受到多方面因素的影响，造成零部件达不到机械的要求。因此对影响机械加工精度的各种因素进行分析，具有很大的意义。

2.造成机械加工产生误差的因素

我国的经济水平和科技水平一直都在提升，经济水平的提升对零部件的质量也不断提升，所以必须要提升零部件的质量和精度。

而对零部件来说，衡量且质量的核心指标就是加工的精度，只有确保零部件的加工精度达到标准，才能保证其质量达到标准。然而影响零部件加工精度的因素有很多，为了提升零部件的质量，就必须对这些因素进行分析。

在零部件生产加工的过程中，加工的工艺会受各种因素的影响产生不同误差，这些误差的产生，和加工工艺系统自身的结构状态，以及切削的过程有很大的关系，以下几点是对加工误差造成影响的主要因素：

2.1加工原理误差

目前我国机械加工生产中多是采用近似的加工方法进行加工，因此质量和精度的误差，也会和近似的加工运动或者其刀具的轮廓有一定的关系。

2.1.1 采用近似的加工运动造成的误差

为了保证工件的质量，工件和刀具之间必然会在运动中建立一些必然的联系。从相关理论上来说，这种联系的建立，是必须具备完全准确度的联系。但尽管如此，在进行生产的过程中，这种精确的联系却不能实现提高加工精度的目标，使工件达不到理想的精度。而且机械加工的基床和夹具面也十分的复杂，给机械加工增加了更多的困难。

2.1.2近似的刀具轮廓产生的误差

刀具刃口并不能够完全的符合理论曲线的轮廓，并且成形刀具也很难进行复杂曲面的加工。一般情况下，理论曲线通常会被直线以及圆弧等一些比较简单近似的线型所代替。例如：在滚切渐开线齿轮的过程中，滚刀的制造并不会使用渐开线基本蜗杆，而是会使用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆。这种方式虽然能够提高滚刀制造的简便性，但是却在加工过程中产生了一定的原理误差。

2.2机床几何误差及磨损其对加工精度的影响

机床是加工中刀具对工件进行加工运动的活动场所，工件的成型运动得益于机床的运行，这使得，机床的精度高低直接影响加工工件精度的高低"在机床制造误差中对工件加工精度影响较大的，主要有主轴回转误差、导轨误差和传动链误差三种。

2.2.1主轴回转误差

主轴的回转误差对于工件的形状以及位置的精度起到了直接的作用。这些作用主要包括了径向跳动、轴向跳动、角度摆动。不同表面加工都会存在着一定的误差敏感方向。同时主轴的径向跳动不同，那么加工误差也会有所改变。例如：车床在加工外圆或者内孔时，工件的圆度通常会因为主轴的径向跳动而产生误差。但是这些误差却不会直接影响到端面加工。在车端面时，工件端面的平面度以及端面相对内、外圆的垂直度却会由于主轴的轴向跳动而产生误差。车螺纹的的过程中会产生螺距误差。另外，外圆或内孔的加工不会受到主轴的轴向跳动的影响。主轴的角度摆动对于工件加工的影响和主轴的径向跳动的影响有着许多共同的特点。但是主轴的角度摆动不仅会使工件加工表面的圆度产生误差，还会使工件加工表面的圆柱度产生误差。

2.2.2导轨误差

导轨会使机床具有一定的导向作用以及承载作用。同时导轨也能够确定机床主要部件相对位置的基准和运动的基准。另外，导轨还会对形状精度产生直接的影响。水平面内的直线误差会直接反应在加工工件表面的法线方向上，从而会对加工精度产生非常重大的影响。加工精度受到导轨在垂直平面内的直线度误差非常的小。这个误差是可以被忽略的。在运动过程中，工作台产生的摆动是由前后导轨的平行度误差所引起的。空间曲线由刀尖的运动所产生，并且会改变工件的形状。

2.2.3传动链误差

传动链是切削过程中十分重要的一部分，工件表面的成形运动的主要实现场所，传动机构主要由蜗杆、蜗轮、螺母、齿轮、丝杆等传动元件等基础部分构成。在加工、装配和使用的过程中会非常容易对这些基础元件造成磨碎，从而产生误差，这边是引起传动链误差的基础。传动误差因传动机构越多，传动路线越长而越大，机床传动链误差是影响表面加工精度的主要原因之一。

2.3工艺系统受热变形引起的误差

在零部件的机械加工中，在各种热源的共同作用下，工艺系统容易产生一定的热变形。工艺系统各部分的变形产生差异主要是由各个环节的材料和结构有所不同，这是由于工艺系统热源分布的不均匀性所导致的。其中热变形引起的加工误差中精密加工占总加工误差的十分之四到十分之七左右。这种误差的产生会对加工质量产生很大的影响，使零部件发生弯曲或变形，影响使用。

2.3.1机床热变形对加工精度的影响

由于热源的影响，机床各部分的温度会有所变化，再加上热源分布的不均匀和机床机构的复杂性，会造成机床的各部件发生不同程度的热变形，使机床原有的各部件之间的相互置关系被破坏，加工精度受到影响。不同类型的机床由于热源不同，对加工精度影响也不同。因此在进行改进的时候，也要根据不同的热源采取不同的方法，确保改进的有效性，紧促提升加工的质量。

2.3.2刀具热变形对加工精度的影响

刀具的尺寸和热熔量都较小，这使得切削加工过程中虽然掺入道具的热量较小，故而对刀具来说，同样会产生重要的影响，如刀具热伸长，刀具热变形等，导致加工精度受到影响。进行粗加工时加工精度受刀具热变形的影响可以忽略不计，但对于某些高精度的零件，刀具的这种热变形带来的影响却是巨大的，对加工表面造成形状误差。

3.提高机械加工精度的措施

3.1加大科技投入力度

在针对影响加工精度的各种原因进行充分分析的基础之上，加大科技投入和研发资金，针对各个环节所造成的误差，通过研究创造新工艺、新手段、新方法等措施，来努力提高加工精度。

3.2减少原始误差

努力提高机床的几何精度和量具、夹具的精度，进一步降低工艺的系统受力、磨損变形、以及内应力等方面，所造成的原始误差。要具体问题具体分析，针对导致加工各项误差的原因不同进行分析，有针对性的采取各种不同的具体措施解决主要的原始误差，提高机械加工的精度。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形；对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

3.3误差预防

是指减少误差源或改变误差源至加工误差之间的数量转变关系。常用的方法有：直接减少原始误差法、误差转移法、采用先进工艺和设备法、误差分组法、就地加工法和误差平均法等。实践与分析表明，精度要求高于某一程度后，利用误差预防技术来提高加工精度所花费的成本将成指数增长。

结语：现代化机械加工的生产工艺，要有生产出高质量的的机械零部件，努力提高机械加工精度，尽量避免加工误差，保障机械加工工件产量和质量。现在我国机械加工生产领域还存在很多问题，我们必须地在工作实践中通过不断的努力发现问题解决问题，把我国机械加工精度提升到一个新的高度。

参考文献：

[1] 雷长贵，李冠效. 机械加工精度的影响因素及提高措施[J]. 科技传播. 2014（05）

[2] 吴春其. 影响机械加工精度的不利因素及改善途径[J]. 科技与企业. 2013（03）

[3] 王同刚，裴建军. 探讨改进机械加工精度的措施[J]. 科技视界. 2015（19）