影响机械加工精度因素及改善对策

摘要：随着科∑　技进步、社会向前快速发展，机械工业在全球工业化进程中越发重要，对机械加工过▼程中的加工⊙精度也要求越来越高。机械加工精度ω　影响项目的整体质量，因此掌握机械加工精度的影响因素十分必要。本文介绍影响加工精度的几种主要因素，结合实践经验，针对性地总结了提高加工∏精度的具体对策。

关键词：加工精度;因素;对策;机械工业
机械加工精度是指项目产品在加工过◥程中】实际加工的几何参数（尺寸、位置和形状）和理想的几何参数之间的√精度程度值。产品〖实际几何参数和图纸理想几何参数之间的数值差距越小，意味着产品的加工尺寸精度越高。在现实加工过程中，由于人工、机械等因︾素，会对产品加工过程中***终的尺寸造成一ζ　定影响，使得产品在加工过程中↓出现误差不可避免。然而，加工误差直接影响加工成本和产品的可靠性。因此，减少加工误差，提高加工精度，刻不容缓。

1机械加工Ψ精度影响因素
机械加工精度直接影响零件的后期使用。零件的加工精度是由加工々过程中的尺寸、形状、相对位置决○定的。在实际机①械加工过程中，有很多因素能够影响机械加工精度。经过总结，对机械加工精度造成影响的常见因素有以◤下几种。
1.1工艺系【统误差
产品加工过程中，机床为加工产品提供动力，机床的精度直接决定零件加工精度。机床决定零件加工误差的主要部件有导轨、主轴、传动装置等△。主轴产生的误差可称为回转误差「，是一项ㄨ综合性误差，是指主轴在旋转过程中回转线相对于※理论回转线的误差。误∴差通常表现在轴向窜动、径向圆跳动以及纯角度摆动几种情况。导轨是实现刀具和工件相互之间进行直线运动的一个部件←，也是保证刀具和工件之间相对位▆置的一个重要部件，其精度的高低决定着零件加工精度。导轨影响零件加工精度的主要因素有导轨之间的水平面的直线度、垂直面的直【线度、前后导轨的平行度以╲及与主轴轴心之间的平行度。刀具的几何误差也会给①产品加工中的精度造成一定影响。机械加工过程中，刀具的磨损、硬度不合格或是角度不合适，都会影响零件的↓加工精度。在不同加工ω　技术中。使用刀具的←型号不同也会影响零件加工结果。机床夹具制造的几何尺寸和质量、安装的精度以及加工过程中夹具对零件卐的性能，都能够影响产品的加工质量。例如，铣复合◆加工中心中导轨精度，有纵向导轨ζ向、横向导轨◎向及垂直导轨向。各导轨〖本身存在制造误差；运动过程中，各导轨之间还存在相对运动误差。无论导轨为哪一种形式，在实◥际加工中，总是存在着六个导向误︾差。导轨的导向误差是指导轨副的ω　运动件实际运动方向与理论运动方向的偏差值[1]。以纵向导轨（向）为例，阐述机床导轨的六个导向■误差。当沿轴移动卐时，会存在沿三个方向的移动误差，如图1所示。其中，一个为导轨在水平面内相对于基∮准轴线的直线度误差造成的，一个为导轨在垂直面内相对基○准轴的直线度误差造成的。
1.2加工工艺原理误差
加工原理误差是指在加工产ㄨ品过程中由于选择的加工方法或计算方法致使产品加工◤出现的误差[2]。加工原理误差一般【出现在类似使用近似的计算加工方法中。例如，车削模数蜗杆时，可以通过配换齿轮进行加工。根据加△工原理，涡轮的螺距值是mπ。但是，在加工过程中，机床配换齿轮ㄨ的齿数有限，只能将π取近似值，使得刀具◤在加工零件成型过程中造成加工误差。又如，平常用齿轮滚刀加工的方式加工渐开线齿轮，为了方便，滚刀的制造一般采用其他蜗杆代替渐开线基本蜗杆，使得加工出来的齿轮齿形都存在一定的误差。
1.3零件▆加工受力变形误差
在机械加工过程中，零件在装夹、高速〗运转以及加工过程中会受力和受热，致使零件发生【形变。产品加工过程中发△生变形，一定程度上会破坏工件和影响刀具之间№的正确位置。同时，工件在发生形变的过ㄨ程中，自身内部的应力也发生改变，使得工件在加工完成后，产品的内部组织结构发＠ 生改变，从而影响工件的加↓工精度。工件表面温度的□　改变，还会影响加工过程中的刀具及车身的硬度和刚度，致使刀具等零部件在加工过程中发生误差，从而导致零件加工过程■出现误差。
1.4加工工√艺误差
传统的加◆工过程中，操作员在对机床进行』操作时，加工精度会受个人主观原因及操作不规范因◎素的影响。加工精度也与操作员的技术水平息息相关。随着社会的发展，数控机床开始︻在机械加工过程中广泛推★广运用，但机¤床操作步骤还需要通过程序编制、伺服驱动机构、位置检测、数控装置来完成。只要这〇些步骤不准确，就会导致产品在加工过程中产生误差。同时，加■工工艺系统会出现热变形。发生热变形▲的原因有以下三种卐：（1）刀具∮的热容量和体积都较小，使热量集中在切削部位，较高的温度对工件造成影响；（2）机床长时间运行成为热源，而机床结构复杂、散▂热不均匀，使机床各部位的温度不同，产生的变形也◥不同，***终导致误差；（3）工件在加工过程中由于摩擦或其他外因作用变热，产生加╳工误差[2]。

2提高机械加工精度的对策
机械加工过程中，影响零件加工精度的因◥素有很多，且这些因素不可避免。但是，可以通过减少加工误差来提高零件的加工精度。
2.1提高机械加工设◥备精度
机械设备精度的高低直接决定产品的加工精度。提高机械←设备几何精度，能够很好地控制机械加工误差。一方面努力提高机床的质量，针对性地♀选择高精度的刀具、导轨、夹具等＠零部件的机床。在加工过程中，要常检查机床零部◥件的精准度，如刀〒具钝化、损坏等，保持加工过程中各机床设备零部件的精确度[3]。另一方面，需要在安装加工部件的过程中注意安装的精准度，并在机械加工过程中，注意各加工部件与零件之间的位＠ 置变化，及时调整加工过程中因外界因素出现的工件和零件之间的位置变↓化，从而控制机械加工的精确度。
2.2减少加工原理误∮差
减少加工原理误差，就是要改善加工过程中所选择♀的加工方法或计算方法，以此提高零件的加工精度。加工前，需对可能产生的加工原理误差的◆原因和原理内容进行分析和总结。基准选择对机械加工的精确度非常重要，直接决定机械零件加工的精度。在机械加工◢前，要选择精确的定︻位找准方法，保证设计基准和工序基准的重合一致性，从而大大提高零件加工精度。零件变形存在机械加工的整个过程，且往往不利于保证加工精度。要想提高零件的加工精度，必须要减少加工零〇件过程中的零件变形量。在零■件加工过程中，可以通过调整机床夹具、刀具与零件之间的距离以及加工速度、加工深度，控制机械加工过程中所产生的切削力、离心力、夹紧力以及加工温度的方法，总结经验，寻找***佳的零件加工工艺方法。
2.3减少加工工序误差
减少加▃工工序误差是根据以往机械加工过≡程中的误差经验和相关规律，对零件加工工序和尺寸来进行分组，进行多次试加工，通过∏所得的试加工零件精度，对刀具等机床加工部件进行位置变动、型号选择，***终找出***合适的安装位置和▲型号。除此之外，还可以通过使用均化方法来♂减少零件加工过程中产生的误差。通过不断试验，对数据进行对比查找，找出误差产生的原因和位置，对应进行改善，寻找精度***高的机械加工方↘法。
2.4减少加工操作误差
加工操作有两▂种：一种是传统的人工操作机床的加工方式，一种是当今比较流行的数控机床加工方法。人工操作的加工方法，加工精度和操作▓工人的熟练程度有关。传统的加工方式可以通过提高操作工人技＠术能力、设置规范操作章程、制作规范操作文书等方式，提高工件的加工精度。数控机床的操作过程中涉及到程序编制、伺服驱动机构控制、位置检测、数控装置运行等步骤。要想提高数控加︼工过程中的加工精度，需要ξ　完善数控操作程序代码，防止因数控程序问题而出现误差。同时，要精准控制机床检测、加工零部件的精准度，以减〓少机械工件加工过程中产生的误差。影响机械加工精度有很多因素。本文通过总结影响机械加工精度的因素，提出相应的对策。要提高工件的加工精度，一方面需要减少原始误差，积极改善加工工艺；另一方面需要减少加工□过程中出现的◢人为或设备误差，如提高工人的工艺水平等，以此提升机械加工的精度。对于加工工艺系统会出现热变形情况，则可采用以下措施：在工件加工过程中，上道工序中的工↑件误差，会给本工序造成一》定的影响，如误差复映造成本工序的加工误差扩大、定位误差造成本工序的位置误差扩大。为了解决这个问题，在大批量加工工件时，可以采用误差分组法，即将上道工№序加工后的零件按照误差大小分♂成N组，那么每组的误差范围就会缩小到原来1/N，然后再分别调整各组的误差，从而达到减小误差、提高加工精度的目的[3]。