保证加工精度的工艺措施及应用

摘 要：通过对工件加工误差的分析，找到影响加工精度的因素，结合生产实际，通过提高机床的几何精度和刚度、改进加工工艺等方法，提出了保证和提高工件加工质量的措施。

关键词：精度；工艺措施；误差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.025

在机械加工中，零件的加工精度包括尺寸误差、形状误差以及位置误差等。加工精度的高低与机床、夹具、刀具以及工件组成的工艺系统有关，为了减小加工误差，提高零件的加工精度，必须控制这些误差的产生以及对加工精度的影响。下面结合生产实际，论述从机床精度、加工工艺等方面保证加工精度的方法。

1 机床对加工精度的影响及解决措施

机床对加工零件的影响主要是由于机床本身的制造误差、安裝误差以及机床的磨损，对零件加工精度影响最大的是传动链的传动误差、主轴回转误差等，一般在实际生产中采用以下三种方法来解决。

1.1 误差补偿法

误差补偿法，是人为地造出一种新的原始误差，去抵消原来工艺系统中固有的原始误差，从而达到减少误差，提高加工精度的目的。实际生产中，用校正机构提高丝杠车床传动链精度。加工精密螺纹时，机床传动链误差将反映到被加工零件的螺距上，使精密丝杠的加工精度受到影响。图1所示为螺纹加工校正装置，当刀架纵向进给运动时，由校正尺5工作表面使杠杆4产生位移并使丝杠螺母产生附加运动，即以大小相等、方向相反的误差来补偿螺距误差，确保零件螺距的累积误差在加工精度范围内。

1.2 误差转移法

在机床精度达不到精度要求时，通过误差转移的方法，将可能产生的误差转移到非敏感方向。如镗床镗孔时，孔系的位置精度和孔间的尺寸精度都依靠镗模和镗杆的精度来保证，镗杆与机床主轴之间采用挠性连接传动，使机床误差与加工精度无关。对具有分度或转位的多工位工序或采用转位刀架加工的工序，其分度、转位误差将直接影响零件有关表面的加工精度。若将刀具安装到定位的非敏感方向，则可大大减少其影响。它可使六角刀架转位时的重复定位误差±△α转移到零件内孔加工表面的误差非敏感方向，以减少加工误差，提高加工精度。

1.3 “就地加工”法

机器的工作性能与装配精度有直接的关系，装配精度问题牵涉到很多零部件自身的加工精度以及彼此间的相互关系，相当复杂。如果单纯地提高零部件的精度来满足设计要求，会增加零件加工的难度，此时若采用就地加工法就可解决这种困难。如在六角车床制造中，转塔上六个装刀具的孔，其轴心线必须保证和机床主轴旋转中心线重合，而六个平面又必须与主轴中心线垂直。如果按传统的精度分析与精度保证法，单个地确定各自的制造精度，不仅使加工误差小到难以制造的程度，而且装配后的精度更达不到要求。采用就地加工法，即对这些重要的加工表面在装配之前不进行精加工，待转塔装配到机床上后，再在自身机床上对这些表面作精加工，即在自身机床主轴上装上镗刀杆和能作径向进给的小刀架对这些表面做精加工，从而达到所需的精度。

2 加工工艺对加工精度的影响及解决措施

一般合理的加工工艺措施可以有效地减少零件的加工误差，以在车床上加工细长轴为例，由于受力和热的影响，使工件产生弯曲变形，在高速回转下，由于离心力的作用，使变形加剧并引起振动。另外，工件在切削热的作用下必然产生热伸长，若卡盘和顶尖之间的距离是固定的，则工件在轴向没有伸缩的余地，因此也产生轴向压力，加剧了工件的弯曲变形。为了消除和减少这些误差，可以采取如下的措施：

（1）采用反向进给的切削方法。如图2b所示，进给方向由卡盘指向尾座，这样轴向力Fx对工件的作用（从卡盘到切削所在点的一段）是拉伸而不是压缩，同时尾座利用弹性回转顶尖，既可以消除轴向切削力Fx把工件从切削点到尾座顶点间的压弯问题，又可以消除热伸长而引起的弯曲变形。（2）采用大进给量反向切削和大的主偏角车刀，增加了轴向力Fx，工件在强有力拉伸的作用下还能消除径向的颤动，使切削平稳。（3）在卡盘的一端的工件上车出一个缩颈部分，缩颈直径d=D/2（D为工件坯料的直径）。工件在缩颈部分的直径减少了，则柔性就增加了，从而起到了自位作用，消除了由于坯料本身的弯曲而在卡盘强制夹持下轴心线随着歪斜的影响。

通过上述三项措施，可以直接消除或减少细长轴在车削加工时的弯曲变形所带来的加工误差。

3 结束语

零件的加工精度和装配精度直接影响零件的使用性能，通过分析工艺系统对零件精度的影响，即使在机床的精度不能满足要求的情况下，采取直接减少误差、误差补偿以及误差分组等工艺措施仍可有效地提高和保证零件的加工精度，满足零件使用性能的要求。

参考文献：

[1]闫世才，安平.机械制造工艺与装备[M].中国劳动出版社.

[2]朱为国.技师培训教材[M].机械工业出版社.

[3]姚云英.公差配合与测量技术[M].机械工业出版社.

作者简介：王建立（1968-），男，讲师，主要从事机械加工工艺与设备教学工作。