加工精度的影响因素及改进措施探讨

邹志辉

广州市增城区职业技术学校，广东广州 511300

在这个科技月新日异的时代，科学技术在各行各业发展中的体现也是非常明显。其中，机械加工行业也得到广泛的发展，机械产品的质量不断提高。但在加工过程中依然存在设备、技术等一些因素制约了零件的精度，可以通过一些途径来提高加工精度，如误差预防、误差补偿等。

1 零件加工工艺及其概念

机械加工工艺是指利用传统工具按照图纸所给的数据比例对毛坯进行大小、尺寸、形状等的加工和打磨，也就是说零件加工后的实际参数要与理想参数相符合[1]。其加工过程一般是粗加工—精加工—装配—检验—包装；在加工过程中必须使用精确的仪器按照规范去加工，不然就会出现较大的误差和不合格的产品。机械零件加工的工艺流程是规定零件加工工艺过程与操作方法等的工艺，它是在具体的生产条件下，把较为合理的操作方法和工艺过程整理成可以使用的方案，并按照规定的形式书写下来，最后通过相关技术部门审批之后成为用来指导零件生产的最终方案。机械加工工艺规程一般包括以下内容：各工序的具体内容、零件加工的操作流程及其所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。在制定的过程还要反复对前面步骤进行调整，直至完善制定方案，使加工出来的零件能达到质量要求。

2 影响机械加工精度的因素分析

在机械加工中难免存在一些误差，由于这些误差造成了机械加工的质量下降，使得零件加工效率低下，质量不好，造成经济、人力、时间的浪费，给这些加工厂造成损失[2]。而主要存在机床几何误差、加工原理误差和夹具、刀具制造的磨损误差、定位误差、工艺系统受热变形引起的误差、机器热变形等对加工精度造成影响。

机床几何误差。首先造成这种误差的主要原因有机床主轴回转误差，这种误差主要是由于轴承本身存在的误差及轴颈和轴承的距离误差，以及主轴绕度等因素造成的，为了改变这种误差，对轴承的选择要求必须提高，并且还要提高主轴部件装配的优质选择，对滚动轴进行预紧，使其在运作时变得稳定，还要对高速主轴进行平衡调整，这些都可以提高主轴的回转精度；其次是导轨误差问题，导轨是机床位置运作的标准，也是机床运动的轨迹，机床对导轨的摩擦以及安装对其都是有影响的，这也是造成机床误差的重要因素，更是造成机床精度下降的主要原因之一；最后就是传动链的误差，而这种误差主要由于装配问题以及使用中的磨损问题造成的[3]。

加工原理误差。其原因主要是采用了近似的加工运动造成的，在加工过程中，如工件或刀具的运动之间没有联系，那么机床与刀具之间的就会变得复杂，从而缺少加工的精确度，甚至有时候是不能完成。例如，磨削螺纹的时候由于导程公式t＝∩m中多了一个∩无理因子，若是换成配换齿轮来得到的公式就会有误差。

刀具及夹具制造、磨损误差。从物理因素方面分析，加工过程中刀具会对金属产生挤压，产生塑性变化，表面变得粗糙。也就是说，工件材料的韧性越好，它的变形可能就会越大，加工后表面的粗糙程度就越大，到精加工的时候，因为切削的深度小，以至于刀刃容易打滑，就会使表面变得粗糙[4]。而夹具方面，在制造夹具过程本身也存在尺寸误差，在装配过程中夹具各部分工作面之间的相对尺寸误差是不可避免的，在使用过程中夹具和工件之间由于相互之间的作用力，加工过程中的振动等原因造成磨损。

定位误差。造成这样的问题是因为基准不重合。被加工的工件在其加工前的尺寸和加工后的尺寸位置所依据的基准就是工序基准，如果设计基准与定位基准不重合，就会造成工序基准误差，其次就是夹具的位置也必须按尺寸制定的来制作，不能随意定位。

工艺系统受热变形引起的误差。在一些机械加工中加热是必要的，但是加工过程中的温度上升也可能是产生误差的因素。加工过程中，机床受热会使部分零件变得受热不均，甚至影响机床的主轴发生位置变化，造成一系列的误差，特别是对一些精密的加工造成较大的误差，对加工的精度造成影响。此外，还有刀具受热变形对加工精度有影响，刀具切削部分的温度很高，这也正是影响零件加工精度的原因之一，刀具受热会使刀杆变长，比如当工件均匀受热如车、外圈磨、镗等加工就会影响尺寸；另外，当它受热不均匀，如铣、磨等工具，就会使表面上下之间形成温差从而产生变形，就影响了形状的变化。

3 改进措施

为减少加工零件中出现的误差，首要条件必须使用专业设备按制定的加工方案规范的进行加工。减少误差可通过一些工艺的加工方法，在拿到了零件加工图的时候，先理解零件结构的材质、特点、精度以及热处理等技术要求，注意加工过程的工序不能乱，基准的正确选择等。所以说，工艺规程制定的合理与否是可以直接影响到工件的质量、生产率和经济效益。因此，在制定工艺规程时必须按实际出发，根据现实的设备条件，以及先进的技术，制定出最完美的工艺规程。可采用以下措施减少误差，提高加工精度：

（1）减小工艺系统受力变形。为了减小工艺系统的变形就要提高工艺系统的刚度，减小切削力的变化，主要是要对工件进行一定程度的热处理来改善材料的质地，以便于用刀具加工时可以精准，受力均匀。

（2）误差预防和误差补偿。首先，误差预防是指较少原始误差或是减小原始误差对之后加工带来的影响，也就是减少误差源；误差补偿则是在工艺系统中人为的加入一个附加的误差源，让它与系统中的误差相抵消，从而减小或消除零件加工的误差。加工零件的本质就是要精准，提高加工零件机床的几何精度、控制刀具、夹具、工件的受热的变化，从而提高其本身的精度。因此可以通过采用先进的工艺和设备来预防和补偿的方式保证零件加工精度。

（3）补偿原始误差。虽然加工过程中，存在的误差不能完全的被消除，但是可以利用人为的另一些误差进行抵消，在运用这种方法的时候必须注意的是，如果误差值是负数，那么用来抵消的值就必须是正数，也就是说要保持两个误差大小相等方向相反。

（4）转移误差。也就是说在机械加工过程中，受力变形、热变形等可以转移工艺系统的几何误差等，比如说机械加工中工艺系统中机床的精确度不够，这时就可以利用优化工件或是工艺系统调整，转移这种误差。

（5）均分原始误差。就是把存在的误差平均分割掉，例如，在第一次工序里产生了误差，就会延续到下一步当中，以至于使误差变得越来越大，所以就得采用均分法，对误差进行消除，也就是把误差等量划分，然后逐渐优化工艺系统，所得到的最终成果就是减小了误差之后的成品。

4 结语

本文就零件加工所存在的一些加工误差进行了分析，并对其提出部分解决措施，在加工过程中不仅仅是设备存在误差，加工方法、方式也有影响，所以在加工中要有技巧，利用设备、方法使误差最小化，通过不断实践活动得出加工零件的更多经验，并有效地利用这些方法在以后的加工中减少误差。当然，人无完人，事物也不可能完美，误差的存在是正常的。当误差出现时，对它合理分析并制定出解决问题的措施，从而提高零件加工的精度和质量，为工业发展提供动力，促进零件加工的技术发展。

综上所述，零件加工是专业的技术工作，不但要有专业的设备，还要高素质的加工人员耐心细致地完成，这些都是必不可少的条件。在零件加工的过程中，零件出现误差也是不可避免的情况，只有我们对所存在的误差进行分析后，可以采取得出解决这些误差的措施，减少加工时存在的误差，从而提高机械加工的精确度、提高加工产品的性能和质量，这也是当前机械生产企业中用来提高市场竞争力的重要手段。到目前为止，机械加工领域还存在着一些零件加工的问题，尤其是在加工零件的技术上还需提高。所以，我们必须通过不断的反复实践，从中得出经验并发现机械加工工艺系统中存在的问题，不断提高零件加工的精确度，不断提高市场竞争力以及加强技术创新，制造出更高精度的工件。