提高机械零件加工精度的方法探讨

摘 要：零件是构成机械系统结构，实现不同运动功能的基本单位，其表面的加工精度将直接影响到机械产品的使用性能。在零件进行加工时，其加工精度受多方面因素的制约，采取恰当的方法提高机械零件的加工精度，保证零件成品质量满足使用需求便成为制造企业间竞争的对象。文章从影响机械加工精度的主要因子切入，对提高零件加工精度，缩小其加工误差的方法针对性的给出相关建议。

关键词：机械零件；加工精度；误差；提高方法

引言

机械产品在进行组装和拆卸过程中，均是以零件为基本单位来进行，因而零件加工质量的好坏将直接影响到机械产品的性能发挥。衡量机械零件加工质量的指标，主要包括有零件加工精度及其表面质量的要求等方面，而零件加工精度对加工质量的影响占主导地位。

1 机械零件加工精度的介绍

零件的加工精度，是指机械零件在生产和加工过程中其实际的几何参数和理想中的几何参数之间相符合的程度，主要包括在以下几个方面：形状、尺寸和位置。形状精度体现了加工得到的零件与理论设计的偏离程度，而尺寸精度则在零件的大小上反映与理想的差异程度，位置精度则是从零件中各部分如轴与孔等的相对位置出发，反映其误差大小。

零件在进行加工前，设计人员根据零件的用途及要求等，对零件的加工精度进行界定；然后工艺加工人员根据已设计的精度标准及现场加工条件等，在确保零件加工误差在限定范围内，对零件的加工工艺进行拟定；在工艺流程顺序下，零件的毛坯件与机床夹具、刀具构成工艺加工系統，完成对零件的加工工艺过程。

2 影响机械零件加工精度的要素

零件的加工精度主要是通过其加工误差表达，加工误差值的大小直接反映出加工精度的高低，误差值越大，加工精度越低；反之亦然。以下就产生机械零件加工误差的原因进行具体讨论。

2.1 机床本身几何误差的存在

由于零件需在机床上完成加工工艺全过程，因而机床本身存在的误差将会降低零件的加工精度，且是造成零件加工误差的主要原因。主要常见于主轴回转误差、导轨误差以及传动链误差。

因为机床上的主轴在进行制造、装配过程中，会产生一定的误差，因而造成机床在运行过程中，主轴回转线所处的空间位置不固定，如此便导致回转误差的产生。其对零件的加工精度影响主要表现为径向圆跳动、轴向窜动以及纯角度摆动等形式；而导轨误差的产生则是因导轨在机床上用以确定机床各组件相对位置的基准，也是机床本身运动的基准，导轨在制造过程中的加工误差，以及在机床上不断地磨损等，导致在零件加工出现导轨误差，进而降低机械加工精度；传动链误差是指传动链始末两端元件间相对运动的误差。由于机床的一些运动是靠传动机构予以实现的，这些元件在加工制造存在的误差以及使用磨损产生的误差，将导致运动的传递出现偏差，造成零件的加工误差。

2.2 机床上夹具及装夹产生的误差

在机床中，安装夹具的目的是为了固定工件，使其与机床及刀具间的位置确定，因而由夹具原因造成的误差对零件的加工精度，尤其是与位置精度相关的影响较大。机床的夹具误差主要来自于夹具的定位组件、导向组件以及夹具体等零件在制造及装配过程中产生的误差作用。

2.3 零件加工过程中产生的动态误差

机械零件在加工的过程中需严格按照已拟定的加工工艺执行，然而零件在加工的过程中，受切削应力、切削热以及摩擦等作用，会发生局部弹性变形，造成零件与加工工具间的相对位置出现波动，从而造成刀具对准等出现偏差，因而造成生产加工误差。其具体原因主要从以下几个方面展开讨论。

首先是零件受力点位置波动造成的误差。因在对零件进行切削加工过程中，切削应力随受力点的位置而改变，由于刀具与零件的摩擦作用，其相对移动位置与理想状态下出现偏差，导致切削错位，进而形成加工误差；其次零件在加工过程中受热变形影响。刀具对零件进行切削时，产生大量的热量，由于零件各部分结构的差异，其热变形程度不同，进而造成刀具与零件的位置及相对运动不准确，造成加工误差；另外，零件在加工过程中，需不断调整其位置，由于调整工作无法实现绝对正确，因而会造成刀具与零件间的相对位置不准确，增加零件加工误差。

3 零件加工精度提高方法

3.1 尽量减少机床的原始几何误差

上述中提到，机床的几何误差主要集中在主轴回转误差、导轨误差以及传动链误差，因而减少机床几何误差也主要从这几方面着手。

针对机床主轴回转精度的提高，可选用精度较高的主轴部件，并尽量采用双死顶尖方式对工件进行装夹，从而减少主轴回转误差转移到待加工工件上；导轨误差的产生源于制造加工及工作时的摩擦作用，因而在加工制造导轨时，应选择精度高、耐磨性好的材料，并加强润滑保养工作；传动链误差主要是由于传动件在机床中的应用而引起的，若降低这一误差，可通过减少传动机构元件的数目，消除传动件间的间隙等措施加以改进。

3.2 对加工过程中的误差加以补偿

由于零件在加工工艺过程中产生误差，因而可采用一些措施缩减这部分误差。可通过人为地增加与原始误差相反的效果，对原始加工误差进行补偿；或是使用已存在的某一种原始误差局部或全部消除另一种原始误差造成的结果。

3.3 对原始误差进行分化或者均化处理

为更好地改善机械零件的加工精度，可通过将原始误差进行分化进行处理。针对零件加工精度要求更高，还可利用在不断试切加工流程中，对原始误差采取逐步均化的方式加以处理。

对原始误差进行分化处理可通过将待加工毛坯件或经过上道加工工序得到的工件按测量尺寸大小加以分组，再根据各组的误差范围值合理调整刀具相对工件的正确位置，以确保各组工件的尺寸分散范围中心保持一致性，进而使得所有组的工件的尺寸更为集中化；而均化原始误差则是基于利用精确加工工艺使得工件的原始误差不断减少及平均化的思想。其主要方法是将联系紧密的工件或加工表面相互间加以对比和检查，对其存在的差异进行修正再加工或是基准加工，进而达到缩小均化整批工件的误差值。

此外，还可通过对原始误差进行转移的方式，即将加工精度要求高的工件表面误差转移到要求相对较低的表面，以提高工件的整体加工精度；另还可将现代化的加工技术方式投入到零件加工中，实现对误差的实时控制以及误差补偿，在满足加工质量的前提下提高机械生产效率，节约加工成本。

4 结束语

在机械零件进行加工过程中，其误差始终无法避免，然而通过一定的方式提高零件的加工精度，保证零件成品的质量，是当下机械加工行业提升市场综合竞争力的有效方式。目前我国机械加工制造机床、工艺方法等相比于国外，仍存在一定的差距，因而我们仍需经过坚持不懈的努力，进一步找出机械零件加工工艺中存在的漏洞，优化加工工艺技术，实现加工精度的改善，带动市场竞争力的提升。

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作者简介：孟金花（，1979，3-），女，河北景县，本科学历，助理工程师，现就职于河北百工实业有限公司，从事技术工作。