如何确保机械加工中的加工精度

袁玉福

（中国第一重型机械股份公司重型装备事业部中型装备制造分厂，黑龙江 齐齐哈尔 161042）

工件是组成现代机械设备的基础部件，而其加工精度直接决定了机械设备的质量和精度能否符合生产需要。因而很多工件在加工过程中都要求具有足够的加工精度，这里的加工精度主要指，在加工过程中零件的尺寸以及形状和表面得到的位置灯是否符合设计图纸中的相关参数，若得到的为理想集合参数，那么针对零件尺寸即平均尺寸；针对零件形状，即绝对的平面或者圆、圆柱、锥面或者直线等形状；而从零件的表面之间进行分析，则得到的为绝对的垂直、平行或者对称以及同轴等。而在加工过程中会出现加工误差，即实际的参数同设计理想参数之间存在的偏差。而如何才能够在加工过程中减少类似误差，使得所加工工件能够符合设计标准要求是当前我们需要进行进一步研究的。

一、工件的加工精度

加工精度主要用于生产产品程度的评价，对于工件加工后的评定主要是指加工精度和加工误差。加工精度通常是通过使用公差等级进行衡量，而加工误差则是指加工后的工件的尺寸和实际图纸上设计尺寸的相差值。现今，不管使用何种加工方法得到的实际加工数据都无法得到所希望的数值，因此，只要加工误差在零件图要求的公差范围内，能过满足生产所需，我们就认为零件时符合要求的。在零件的尺寸、几何形状和相互位置精度这三项是既相关又有联系，通常情况下，工件的尺寸精度高，其几何形状和相互位置精度也高。然而在特殊的情况下还是存在一定的特例。

二、零件的加工经济精度

零件在加工过程中会遇到很多加工精度有影响的因素，例如，刀具的磨损，使用同一把刀具先后加工一件工件都会存在一定的误差。零件的加工工经济精度是指不采用特别的加工方式，而是采用一般规范下的加工条件下能够达到的加工精度，在一定的时间段内，采用不同的加工方法所能达到的加工经济精度是在动态变动的，加工经济精度将随着科技的进步、生产设备的更新换代不同以及生产工艺的改进而逐渐提升。

三、影响机械加工精度的因素

机械加工误差的影响原因是多方面的，下面将就影响机械加工精度的影响因素进行阐述：（1）加工原理性误差主要是指在加工过程中使用近似的刀刃轮廓或近似的传动关系进行加工而产生的误差。加工原理误差多出现于螺纹、齿轮、复杂曲面加工中。（2）调整误差是指在加工过程中由于对于工件的调整不到位而产生的误差。（3）机床的误差是指机床由于其在制造过程中安装不到位或者是在使用过程中由于机床的磨损等而造成的加工误差。

机床的导轨导向误差是指机床的移动轴沿着轴线方向的误差，这种导轨导向精度主要影响到刀具沿着导轨方向与工件在误差敏感方向的相对位移。其中的机床回转轴误差回转轴沿着中心轴线的方向引起的径跳等误差，会对加工工件在径向方向的误差，机床传动链的传动误差是机床运动从电机传动到移动轴上的传动比之间的误差。夹具的误差主要指：（1）定位元件、刀具导向元件、分度机构、夹具体等的制造误差；（2）夹具装配后，以上各种元件工作面间的相对尺寸误差；（3）夹具在使用过程中工作表面的磨损。（4）工艺误差是指工件在加工过程中由于切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下产生的工件变形，如果在加工过程中未能考虑到这些变形，将影响到已经调整好的工艺系统中的工件坐标系，如果按照这一坐标系进行加工，将会产生很大的偏差。

同时，不同的测量方法也可能会带来一定误差。

四、如何提高机械加工精度的方法

1 对工艺系统进行调整。通过试切—测量尺寸—调整刀具的吃刀量—走刀切削—再试切，如此反复直至达到所需尺寸。此法生产效率低，主要用于单件小批生产。通过预先调整好机床、夹具、工件和刀具的相对位置获得所需尺寸。此法生产率高，主要用于大批大量生产。

2 减小机床误差：（1）提高主轴部件的制造精度。应提高轴承的回转精度，应提高与轴承相配件的精度。（2）对滚动轴承适当预紧：①可消除间隙；②增加轴承刚度；③均化滚动体误差。（3）使主轴回转精度不反映到工件上。

3 减少传动链传动误差。传动件数少，传动链短，传动精度高；

4 减小刀具磨损。在刀具尺寸磨损达到急剧磨损阶段前就必须重新磨刀

5 减小工艺系统的受力变形主要从：（1）提高系统的刚度，特别是提高工艺系统中薄弱环节的刚度；（2）减小持刀量，根据工件的材料选用合理的吃刀量。

6 如果要提高系统刚度需要：（1）在设计过程中需要对工件的结构进行分析，保证工件的结构合理：①尽量将工件设计为一个整体，减少中间连接的薄弱环节。②在加工过程中要对工件的整体性的温度进行分析，避免局部受热。③应合理选择基础件、支撑件的结构和截面形状。

（2）提高连接表面的接触刚度：①选用合理的机床连接件的质量。②给机床部件以预加载荷；③提高工件定位基准面的精度和减小它的表面粗糙度值。（3）采用合理的装夹和定位方式

7 减小载荷及其变化需要：（1）合理选择刀具几何参数和切削用量，以减小切削力；（2）毛胚分组，尽量使调整中毛胚加工余量均匀。

8 减小工艺系统热变形：（1）减少热源的发热和隔离热源：①采用较小的切削用量；②零件精度要求高时，将粗精加工工序分开；③尽可能将热源从机床分离出去，减少机床热变形；④对主轴轴承、丝杆螺母副、高速运动的导轨副等不能分离的热源，从结构、润滑等方面改善其摩擦特性，减少发热或用隔热材料；⑤采用强制式风冷、水冷等散热措施。

（2）均衡温度场。（3）采用合理的机床部件结构及装配基准：①采用热对称结构；②合理选择机床零部件的装配基准。（4）加速达到传热平衡。（5）控制环境温度。

9 减少残余应力：（1）增加消除内应力的热处理工序；（2）合理安排工艺过程。

结语

本文对加工精度产生的原因与如何减小机械加工误差的方法进行了介绍。

[1].林艳华.机械制造技术基础[M].化学工业出版社.2010.