机械加工中的表面质量与精度控制技术

2015-10-21胡林妹

科技与企业 2015年3期

胡林妹

【摘要】质量和精度的控制是机械加工中的重要环节，主要从当前机械加工精度的概念和内容出发，分析机械加工过程中产生误差的原因，力图探索在机械加工的过程中如何才能提高加工的质量，并且加强对加工过程的精度控制，从而提高整体加工水平。

【关键词】机械加工；表面质量；影响因素；精度控制

在机械加工工作当中共有两方面需要注意，一个是加工精度，一个是质量，精度指的是实际的加工工作之后的成件是否能够达到设计之初所要求的精度，对于零件来说精度越高可能合格率也就越高，直接点说就是制造精度是否能够真正达到设计要求，我们常用到的一个词就是加工误差，所谓的加工误差指的就是设计与成件之间的相符程度，不符程度越高加工误差就越大，从生产的角度来讲当然是误差越小越好，实现误差最小化就要求加工的精度增高，其中主要包含尺寸上的精度，形状上的精度，位置上的精度，这三个精度组成了衡量一个成件是否真正合格的重要标准，而这三种精度标准也是互相联系互相影响的，而其中最首先要达到的就是尺寸上的精度，因为它限制着加工表面和基准尺寸之间的误差，接下来就是集合形状精度，简单说就是形状是否符合标准，最后就是位置上的精度。成件的误差的大小直接反应出来的问题就是机械加工的精度的高或者低。

1.机械加工成件的表面质量跟产品性能的关系

一般来说无论什么机械零件的使用都是难免有损耗的，这种损耗是无法避免的，只要零件在运转，只要机械在运转就会有，然而这种损耗并不是一下子出现的而是在不断的日常中的运转和使用中日益累积造成的，而零件的损耗会随着时间的推移分为不同的阶段，在进行研究的时候我们一般会将整个损耗过程分为初期磨损，正常磨损及剧烈磨损三个不同的阶段，零件的使用时间越长这三个阶段的特征就会越明显，而三个阶段设备的零件磨损程度更是不一样。对于机械零件来说，表面越光滑，设备对于零件的磨损就会越小，相对的其抗磨损的能力也就更强，但是考虑到润滑油的存储也不能过于光滑，需要保持一个相对稳定的度，还有就是往往一个零件表面的光滑程度也是能够衡量这个零件是否能够具有较强的抗腐蚀性的重要标准，越光滑抗腐蚀能力就越强。

2.影响机械加工质量和精度的因素

2.1机床的几何误差

在进行机械加工的时候离不开最基本的工具那就是機床，机床设备对零件的形成起着重要的作用，因为整个加工过程都是在机床总完成的，所以机床的精密程度直接关系到机械零部件的精度，而机床的制造误差对零件的生产所产生的影响主要有，主轴回转误差、导轨误差和传动链误差三方面，另外机床的长时间运转与使用也会造成机床本身的精度的下降，接下来我们详细的对三种误差进行讲解：

首先是主轴回转误差这种误差会直接影响到被加工零件的精度，因为机床的主轴是装夹工件和道具的基准部件，他会把运动力传输给工件和道具，即使是产生比较小的误差也会直接影响到工件的精度，而且影响是很大的。

其次是导轨误差，导轨与位置相关，因为到对是机床上的确定对位的基准，也就是说各个部件通过导轨进行对位，他是机床所有部件运转的基准，如果导轨本身出现误差，会直接影响到零件的制造，造成导轨误差的原因有很多，如保养不及时造成的生锈，长期的运转造成的磨损，再有就是导轨本身的质量问题造成导轨的精度下降，另外还有在导轨制造出来之初就由一定程度上的误差，这些误差都会直接影响零件的制造精度。

最后就是传动链误差，在制造零件的过程中有些设备是需要传动链进行连接运转的，在传动过程中由于速率不太一样或者操控不恰当都会造成一定程度上的误差。

2.2刀具的几何误差

刀具是进行零部件加工的最直接工具，刀具的误差也会直接影响到零件的整体精度，而制造一种零件的时候会选用固定的刀具尺寸，形状，组合，这些选择是基于制造合格的零件的要求的，然而刀具的选用过程中难免会出现一些不合格或者质量未达标的产品，每一个刀具的精度都会直接影响到整体的制造效果，几何误差会随着时间的推移逐渐的变大。还有就是夹具的几何上的误差，所谓的夹具就是让工件保持制造零件所需要的合理正确的位置，夹具的误差也会直接影响到工件的品质和精度。

2.3定位误差

首先是基准不重合的误差。在设计之初就用某些特定的符号在零件的图上面确定所有位置的尺寸，称作设计基准。通过工序图来确认经过加工后的零件的表面的尺寸位置所遵循的标准为工序基准，通过机床对零件进行加工的时候要注意到通过以上几种方法进行基准定位，因为基准定位准确能够保证零部件的精度，但是基准出现误差的话，部件的精度也会受到影响。

其次就是定位不准造成的一定程度上的误差，因为在实际的操控过程中夹具上的定位原件完全准确的可能性不太大，它们不可能按照基本尺寸制造，这里我们就会说道一个概念那就是公差范围内的变动，这种变动是一个范围值，在这个范围内的变动都是允许的，一旦超过这个变动就会产生我们常说的定位副制造不准确误差。

2.4工艺系统受力变形产生的误差

首先是工件的刚度，刚度直接影响到部件的加工过程，因为刚度能够达到标准才能制造出合格的产品，但是如果刚度不合格的话就会造成加工过程中工件因为刚度过低而降低了精度或者被损坏。

其次是刀具的刚度，进行加工的时候刀具需要对工件进行雕琢，刀具的刚度要高于工件的刚度且安装位置正确。

第三是机床部件的刚度，一套完整的机床的组成结构是十分复杂的，零件众多，一般机床部件的刚度都是通过实验方法实现的。

2.5机床加工工艺系统受热变形引起的误差

热量是影响机床加工工艺的另外一个因素，由于机床是处于运转状态，很容易产生热量，通过观察我们可以发现，因为热量造成的加工误差可能会占到总数误差的一般，整个机床，刀具和工件受到外界的很多热源的影响会升温，机床本身也会有一定的温度。

2.6调整误差

在机床的使用过程中一定要定期的进行维护以保证机床设备的正常运转。

3.提高机械加工质量和精度的方法

3.1对症下药，那些部件容易出现误差要认真对待，选用质量过硬的部件，比如夹具，刀具和一些其他的基本的工具的精度和刚度，控制好温度以免造成误差，在日常的维护工作当中要及时的发现误差，找到根本原因进行改正，精密的加工更是需要提升整个机床的精度以达到相应的要求。

3.2误差补偿发现误差之后通过人为制造出相应的误差进行补偿使得部件达到相应的标准。