机械加工精度影响因素及加工精度提高途径分析

周辉

摘 要：在机械加工的过程中，很多因素都会影响工件的加工质量。工件的加工质量要求对加工精度有重要的影响。加工精度主要是指在零件加工之后，实际几何参数与理想几何参数的契合度。加工误差主要是指在零件加工之后，实际几何参数与预期参数的偏差。当零件的加工精度越来越高，加工误差会越来越小。阐释了机械加工精度的影响因素，并分析了提高机械加工精度的途径。

关键词：机械加工精度；机床；补偿控制；齿圈

中图分类号：TH161+.5 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.120

在机械在加工的过程中，通常需要经过多个步骤，因此，工件质量会受其影响，其中最重要的是机床系统。因此，为了提升机械加工效果，提高工件质量，需要在加工之前综合考虑各种影响因素，减小误差。相关人员对加工精度研究后发现，采取有效的措施将误差控制在规定的范围中，可提高加工精度，保证产品质量。

1 机械加工精度的影响因素

1.1 机床几何误差

在加工过程中，刀具的成型主要是借助机床完成的，所以，工件的加工精度主要是由机床的精度决定的。机床制造误差对加工精度有较大的影响，主要体现在主轴回转误差上。主轴回转误差会对加工工件的形状和具体位置产生直接的影响。误差具有一定的敏感方向，在对不同的表面进行加工时，主轴的径向跳动会引发不同的加工误差。比如，在车窗上对外圆进行加工时，当发生主轴径向跳动的情况时，将会导致工件的圆度误差。

1.2 刀具和夹具制造误差

刀具的种类多种多样，因此，其误差也不同。通常而言，刀具的制造误差是不会影响加工精度的，而在加工零件时会产生尺寸误差，进而影响刀具精度。刀具自身具有的形状常会直接影响被加工面的形状和精度。对于刀具的磨损而言，其会对被加工表面造成影响，造成一定的尺寸误差。相关人员采用夹具可以保证刀具与机床处于恰当的位置，因此，夹具的制造误差深刻影响着加工精度。当夹具发生磨损时，将会导致工件定位不准，进而产生一定的误差，影响精度。

1.3 热变形对加工精度的影响

在机械加工中，工艺系统经常会受到热源的作用，发生热变形。在热源的作用下，工艺系统具有承受的不均勻性，各个部分的变形会产生一定的差异，导致刀具和工件的位置发生变化，造成加工误差。在加工过程中，机床会受到热源的作用，各个部分会发生温度的变化。热源自身具有不均匀性，加之机床的结构比较复杂，因此，机床的不同部件的变形程度也不同，对机床各部件的位置产生了一定成程度的影响，不利于保证加工精度。由于刀具的热容量比较小，所以，温度上升比较快，进而引起刀具热伸长，出现加工误差。粗加工中，刀具热伸长的影响几乎可以忽略。但如果零件的加工要求比较高，则刀具的热变形将会极大地影响加工精度。

2 提高机械加工精度的途径

2.1 实行实时补偿控制

补偿控制技术主要应用在传动精度比较高的机床中，补偿控制装置的组成部分是校正尺、接受附加运动的螺母。补偿控制装置操作简单，具有很高的可靠性，但补偿精度主要受校正尺制作精度的影响。此外，调整校正尺也是一件复杂的事情。在数控机床上主要采用的是软件补偿的方式，在数据表中放置好已经测量好的误差数据，当数控系统在完成精插补工作之后，可依据坐标位置在数据表中搜索误差的补偿值，进而对坐标轴的附加运动进行控制。软件补偿开展的步骤比较简单，误差数据可以依据实际情况调整。在加工过程中，实时补偿控制可以利用一些高精度的测量装置实现对误差数据的收集，从而可以观测到误差的的方向和大小，然后通过补偿控制装置实现对刀架的控制。对于实时补偿控制而言，它主要采集实时状态下的误差，在工作中，补偿装置的机枕惯性具有一定的滞后性，但其仍然具有较高的补偿精度，因此，实时补偿控制的缺点就是补偿装置比较复杂，且调试起来比较困难。

2.2 均化原始误差

原始误差对应的误差敏感方向可以将其转移到非敏感的方向。在加工过程中，尽量从零件的敏感方向转移到误差的非敏感方向，这有利于提高加工精度。如果加工工序需要进行多次转位，则会影响加工精度，可以适度安放切削道具的位置，将转位误差放在加工表面的切向，从而减小误差的影响。

2.3 分化原始误差

要想提高零件的加工精度，可以对一些原始误差进行分化。按照误差的一般规律，依据测量尺寸的大小将毛坯分成n组，然后对各组的误差范围进行调整，保证刀具与工件的相对位置。比如，在精加工齿形时，需要考虑到加工后齿圈和齿轮内控的同轴度，需要进行芯轴定位。对于齿轮工件而言，齿圈和内孔位置准确性主要基于芯轴的配合。

2.4 其他方法

机床是一个重要的部件，在日常工作中要做好机床导轨的保养工作。加工完成后，要清理床身，将导轨清理干净，并擦上机油，防止其被锈蚀；保证机床安装的准确性，注意控制机床加工的速度，这有利于减小加工误差。

3 结束语

在加工机械的过程中，误差是不可避免的。操作人员要根据实际情况对产生误差的原因进行分析，进而采取有效的措施减小误差，这有助于提高加工精度。当零件的加工精度越来越高，加工误差会越来越小。加工机械时，通常需要经过多个步骤，其中最重要的是机床系统。为了提升机械加工的效果和提高工件的质量，应在加工之前综合考虑各种影响因素，减小误差。要想提高机械加工精度，就要实行实时补偿控制、均化原始误差、分化原始误差等，保证工件位置的准确性，提升加工效果。

参考文献

[1]姚嘉鑫.浅析机械加工精度的影响因素及提高措施[J].中国新技术新产品，2011（17）.

[2]于阳.机械加工精度的影响因素及提高加工精度的途径[J].现代制造技术与装备，2014（02）.

〔编辑：张思楠〕