机械加工精度的影响因素分析及提高措施探讨

张巨洲

摘 要：现实中，要想彻底消除机械加工过程中的误差是不可能的，但如果采取有效的措施，可以将误差控制在允许接受的范围之内。而要实现这一点，就需要对实际加工过程中产生的误差进行认真分析，找出误差的成因和影响因素，然后再采用有针对性的措施来减少或控制误差。文章对影响机加精度的因素进行了分析，并在此基础上就如何提升机加精度的措施进行了探讨，希望对推动我国机械行业的发展和进步能够有所帮助。

关键词：机械加工精度；影响因素；提高措施

中图分类号：TH161 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）32-0065-02

引言

机械制造业作为支撑我国国民经济发展的支柱性产业之一，对国家总体的发展和进步做出了很大的贡献。然而我国虽然名为制造业大国，但却离实现制造业强国的目标仍任重道远。与欧美等发达国家相比，我国对于同类产品的加工制造精度都较低，这导致的一个直接结果就是很多高端机械设备只能依赖进口，即使自制成功，在使用寿命和可靠性上也大打折扣，这种状况亟需改变。

现代的机械制造系统是一个非常复杂的系统，涉及到众多环节，而其中任一环节都会对最终产品的加工精度造成严重影响。为了使我国生产的机械产品在市场上具有较高的竞争力，我们必须对机加过程中的精度保障问题提升重视。本文正是基于这一立场，对影响机加精度的因素进行了分析，并在此基础上就如何提升机加精度的措施进行了探讨，希望对推动我国机械行业的发展和进步能够有所帮助。

1 提升机械加工精度的意义分析

现实中，评价机械零部件加工质量的一个最重要的指标就是加工精度，加工精度会对机械零部件后续的装配作业以及投产使用造成直接影响。为了减少机加过程中的误差，使最终产品参数与设计参数尽可能地一致，我们有必要对精度保障工作提升重视。机械加工精度可以分为尺寸精度、形状精度和位置精度三类。在从事机加操作时，只有对这三者的误差都进行严格控制，才能确保最终产品的加工精度满足实际要求。现代企业对机械设备的运行性能和寿命都提出了严格的要求，而要落实这一点，就必须对产品质量进行保障，其中最重要的一点就是保障机加精度。而要实现对加工精度的有效提升，需要对整个制造过程进行全面控制，对所有涉及到误差产生的环节都加强管理，甚至对传统的制造理念和方式进行变革。因此，对机械产品的加工精度进行控制，使加工误差不超出设计要求，是提升机械产品质量的重要保障，也是提升机械企业产品竞争力的有效途径。

2 影响机械加工精度的因素分析

2.1 加工原理存在误差

对于机械加工过程，不同的加工方法对应着不同的加工原理，而且每种加工原理在付诸于实践的过程中都会产生一定的误差，这种误差是客观存在的。例如当利用齿轮滚刀进行滚齿加工时，就可能会产生以下两种误差：一是出现切削刃齿廓类似造型的误差，形成这种误差的原因在于采用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆进行机械加工时，与采用渐开线基本蜗杆的加工精度存在明显不同；二是因为滚刀刀齿数存在误差，导致最终生产出来的产品与理想产品间存在明显差别。因此，加工原理存在的误差是客观的，在实际制定加工方案时，应尽量选择精度较高的加工原理，将误差控制在允许接受的范围之内。

2.2 刀具和夹具存在误差

机械产品在进行加工操作时，需要用到的制造资源除了机床之外，还需要用到刀具和夹具。前者主要是用来对零件毛坯进行减材切削，使产品外形和精度逐渐达到设计方案的要求；后者主要是对处于机加过程中的工件进行固定，使工件不会随着机加操作的进行而随意移动。对于刀具来说，其作为一种机械产品，本身在尺寸上就存在一定的误差，所以必然会对最终的机加精度造成影响。成型刀具因为其表面也存在误差，所以对机械零部件的表面精度也会带来影响。此外，刀具在加工过程中一般还会伴随发生磨损，当磨损量积累到一定程度后，刀具的磨损会加剧，从而使机械零部件的加工精度受到严重影响。同时，刀具在加工过程中还会受热膨胀，导致刀具发生变形，这也会对产品精度带来影响。对于夹具来说，它的装夹精度也会直接影响到工件的加工质量。如果夾具的定位、安装出现误差，或者夹具受热出现变形，那么都会导致产品出现加工误差。

2.3 主轴回转误差

主轴（如图1所示）是机床中的重要零件，它对机床的加工精度影响巨大。当机床主轴的几段轴颈出现同轴度误差，或者主轴和配套的安装轴承出现同轴度误差时，那么机床在运转时就会产生径向回转误差，这样自然也会给最终的零部件加工带来误差。此外，当机床的主轴轴肩端面与轴承承载端面的配合不够精密时，也很容导致轴向窜动误差，这种误差会对零部件的加工平面质量造成严重影响，进而降低产品精度。

3 机械加工精度提高措施

3.1 直接减少误差法

在机械加工过程中，直接减少误差法是使用最为广泛的一种方法。该方法首先对导致零件出现误差的原因进行分析，并直接针对原因采取相应的策略来降低误差。比如在加工细长轴时，采用大主偏角反向切削法可以避免轴向切削力导致的变形，进而提升加工精度。又例对磨损严重的刀具进行修磨或直接更换，也能提升产品的加工质量。

3.2 补偿误差法

补偿误差法主要是解决因人为因素而导致的误差问题，通过采取补偿措施来消除既有误差，从而实现对零件加工精度的有效控制。补偿误差法一般用来解决既有误差无法直接消除的情况，该方法首先应对既有误差进行全面的分析，然后结合实际情况制定误差补偿措施。运用补偿误差法需要一个前提条件，即确保旧的误差无法被直接消除，也不能对其进行控制，这样才能采用补偿误差法来消除既有误差。补偿误差的本质是一种通过制造新误差来抵消旧误差的方式，它需要工艺人员对机械加工过程有足够的了解，能够找出误差产生的原因，并及时采取措施消除误差。

3.3 误差分组法

零件加工往往会涉及多个环节，前一个环节的误差会对后续的加工环节产生不利影响，这不仅可能导致加工成本升高，而且也不能保障机械产品的加工质量。为了能有效解决这一问题，可以考虑采用误差分组的方式。误差分组法是将上一环节的加工零件按照误差进行分组，确保每组的误差会减小，从而最大限度的降低误差，在此基础上通过对其进行调整以实现高精度加工的目标。

3.4 误差转移法

误差转移法是采取一定的措施来将工艺系统产生的误差进行转移，要求工艺人员和操作工人配合使用相应的策略，将系统误差转移到对零件精度没有影响的位置。例如在进行多工位加工时，其中转位产生的误差会严重影响到加工质量，此时就可以通过垂直安装刀具的方式来转移误差。垂直安装刀具会使因刀架转位产生的误差转移到零件内孔误差，确保了最终的零件加工质量。

4 结束语

现实中，要想彻底消除机械加工过程中的误差是不可能的，但如果采取有效的措施，可以将误差控制在允许接受的范围之内。在实际加工过程中，就需要采取有效措施来对加工误差进行控制，以提升机械产品的加工精度。而为了落实这一点，就需要对实际加工过程中产生的误差进行详细研究，找出误差产生的原因和影响因素，然后再采用有针对性的措施来减少或控制误差。同时，通过对机械加工工艺进行优化，也能提升产品加工过程的可控性，这对提升产品加工精度和生产效率具有积极效果。

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