浅谈影响机械加工精度的常见因素及预防措施

吕晓晨 陈东阜

摘要：随着现代社会经济不断发展，机械产品已经成为人类日常生活不可或缺的一部分。人们对机械产品质量的要求也随着经济水平的增长日益提高，其中机械加工精度作为影响产品质量的重要因素越来越受到企业的重视。本文对影响机械加工精度的部分因素进行分析，并提出一些建议性的意见帮助提高机械加工的精度。

关键词：机械加工；零件精度

1.加工精度简述

加工精度是指零件表面本身或表面之间的实际尺寸与理想几何参数的符合程度。机械的加工精度主要包括三个方面：尺寸精度、形状精度和位置精度等。在从事机械加工时，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。

2.影响零件加工精度的因素

2.1 加工原理误差

加工原理误差直接影响零件加工精度。原理误差实质上指的就是加工的过程中由于采用近似的刀具轮廓或者近似的成形运动而产生的误差。从理论层面上来看，在加工的时候我们应该按照理想原理来处理，不过某些时候理想原理需要非常复杂的环节，因此，在具体处理的时候，我们会采用近似的原理，此时就会出现误差。

2.2 机床自身误差

機床自身的精度也会影响零件的加工精度。在机床的制造、安装、使用过程中存在着主轴回转的误差、导轨的误差和传动的误差等。主轴的径向圆跳动、轴向窜动及角度摆动等误差问题，会降低主轴回转精度，进而对零件加工精度造成负影响；导轨生产制造时在水平面上直线度、垂直面内直线度、前后导轨的平行度等方面会存在一定误差，加上安装过程中的质量影响，最终将影响到工件精度；传动链控制着机床主运动、进给运动等变速问题，若传动元件发生制造误差、装配误差、磨损等问题，则会影响零件的加工精度，尤其是加工齿轮、螺纹等对主运动和进给运动有严格传动比的工件，传动链误差造成的精度影响就更大。

2.3 刀具和夹具误差

实际生产中，刀具和夹具的误差对零件加工精度也有重要影响。刀具主要是用来对零件毛坯进行减材切削，使产品外形和精度达到设计方案的要求。刀具因为其表面也存在误差，所以对零件的表面精度会带来影响。此外，刀具在加工过程中一般还会伴随发生磨损，当磨损量累计到一定程度后，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，刀具在切削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。夹具主要是用于机械加工过程中的固定，使工件不会随着机加操作的进行而随意移动。它的装夹精度也会直接影响到工件的加工质量。如果夹具的定位、安装出现误差，或者夹具受热出现变形，则零件的相对位置与理想值出现偏差，则会导致产品出现加工误差。

2.4 工艺系统受力变形和热变形

机械加工过程涉及机床、工件、刀具、夹具这四部分的运转，因此，零件加工会受到来自外界的各种作用力。加工系统在长期的运转中，会受到不同程度的压力使得加工系统出现变形，对系统的位置、形状等都会产生影响，从而阻碍系统的正常运行，缩短加工系统的使用寿命，影响系统的精度。

零件加工过程中会产生大量热量，这些多余热量会导致机械加工系统出现热变形，对零件加工精度产生直接的影响，具体表现为工件、刀具与机床本身的热变形等方面。此种热变形影响刀具和被加工零件之间精确的运动关系，影响零件的精度。

3. 提高机械加工精度的措施

3.1 优化工艺系统，减小原始误差对加工精度的影响

原始误差包括夹具误差、量具误差、机床的集合误差等，针对不一样的误差必须使用不一样的措施来应对。此方法，具体来讲指的是在开始加工的时候发现误差，便于我们提前采取应对方法，以此来避免影响，提升精确性。常见的方法有两种，分别是转移原始误差法和补偿原始误差法。对于转移原始误差法来讲，如果我们无法降低或是避免误差带来的负面影响，可以以全新的角度分析问题，即当误差无法减小的时候，不继续去寻找其减小方法，而是竭尽全力地将影响精度的要素转化到对零件加工精确性规定不是很严格的地方。所谓的补偿原始误差法，指的是为了降低系统误差的发生几率，进而引进的一种全新的误差，以此来抵消系统误差，进而起到提升精确性的目的。运用此方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抵消旧误差的方式，他需要工艺人员对机械加工过程有足够的了解，能找出误差产生的原因，并及时采取措施消除误差。

3.2 加强对加工温度的控制

机械设备运行很容易受到温度要素的影响，如果温度适应性较差会直接影响机械设备运行的效果。尤其是在加工机械零件方面，过高的温度会增加机械设备热变形的几率，进而影响零件加工的精度。所以，需要寻找合理的解决方法，增强对设备加工温度的控制。通常情况下，会选择冷水来降温。特别是机械设备中刀具运行时，反复切割零件会提高刀具温度，致使刀具和零件运动关系发生变化。在这种情况下，应采取物理降温的方式确保刀具温度的降低，进而规避变形因素对于零件加工精确度产生的负面影响。

3.3 降低外力因素的影响

机械加工过程中会受到许多外力变化的影响，而这种外力对零件精度影响较为明显。所以在设备加工运行过程中，要指定专门的技术人员对加工运行情况定期检查、监控。检查各个部位位置等是否适中，保证正常运行；定期对机械表面进行打磨，防止机械老化对加工精度造成不良影响，有效控制在安全范围内，提高加工质量。同时，构建合理的机构设计，提高设备连接表面的接触刚度，采用合理的装夹和定位方式，也能够进一步改善加工系统，减少外力因素的影响。

4.结语

机械加工是一个复杂的系统工程，实际生产中除上述因素外，还有设备特点、操作者水平等因素都会对零件精度造成影响，因此我们还需要继续加强这方面的研究与探讨，采取科学合理的措施，最大限度地降低各相关因素产生的误差，从而为实现我国机械加工工业的进一步发展增添助力。

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