机械加工精度影响因素及提高途径研究

田守仁 宁娇

摘 要：在进行机械加工的整个过程中，被加工件的加工质量受到众多因素的影响，加工精度是最为重要的影响因素之一。所谓加工精度就是指被加工件的实际几何参数与预计几何参数的吻合程度。而加工误差就是指被加工件实际几何参数与预计参数之间的偏差。随着加工精度的提高，加工误差将会减小。本文将以机械加工精度为切入点，对其影响因素以及提高途径进行阐述。

关键词：机械加工；加工精度；提高途径

中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0196-01

任何完整的工业产品都是由不同的零部件组合构成的，哪怕只是一个螺丝钉，它对于设备运行都有着举足轻重的作用。因此，为了确保机械得以正常运转，如何提高各部件的性能质量显得尤为重要。加工精度是机械加工质量的核心指标，在机械加工过程中，因受内、外部因素的影响，难免会出现加工位置偏移等问题，以致于被加工件存在缺陷，无法满足相关标准。可以利用加工精度以及加工误差对加工质量缺陷进行具体阐述。

1 机械加工精度的影响因素

1.1 机床几何误差

机械加工过程中，机床的加工精度对被加工件的加工质量具有决定性影响。主轴回转误差是最为常见的機床加工误差，该误差对加工位置以及工件的外形有着非常重要的影响。由于误差具有敏感性特征，因此加工不同工件表面时，主轴径向跳动造成的加工误差也不尽相同。举例来说，利用机床加工外圆时，主轴径向跳动则会使工件产生圆度误差。

1.2 刀具和夹具制造误差

不同的刀具往往会产生不同的误差。一般来说，刀具引发的制造误差不会对加工精度造成严重影响，但在加工零部件时，会造成尺寸误差，降低刀具精度。同时，刀具的自身形状，也会对被加工件的加工质量以及加工精度造成一定影响。假如刀具发生磨损，那么加工表面势必会受到不良影响，形成尺寸误差。相关维修人员，可以通过夹具固定刀具与机床之间的位置，提高加工精度。但是，当夹具发生磨损时，工件定位将无法精准，进而产生几何误差，降低加工质量。

1.3 热变形

机械加工过程中，加工工艺热度较高，进而导致热变形现象。在热源的作用下，设备工艺系统受力不均匀，各部件的变形程度也不同，以致于刀具与被加工件的相对位置发生改变，因而产生加工误差。而同时，机床受热过高，各元部件受温度影响，也会产生热变形。加之，热源自身便具有不均衡性，而机床的机构又较为复杂，所以，结构不同，其变形程度不同，各部件所处位置变化也随之不同，这对机械加工精度造成了极为恶劣的影响。另外，刀具的比热容通常不大，升温过程较为迅速，因此，刀具容易产生热伸长，进而引发加工误差。刀具伸长误差在粗加工中几乎不会造成什么影响，但是对于精加工工件来说，则会大大降低加工精度。

2 提高机械加工精度的途径

2.1 实时补偿控制

补偿控制技术在传动精度系统较高的机床中应用较为广泛。补偿装置主要由校正尺、螺母（接受附加运动）构成。该装置具有操作简便，可靠性高的优势，但其补偿精度要视校正尺的加工质量而定。同时，校正尺的调整工作较为困难。数控机床的补偿方式主要为软件补偿，通常会在参数表中置于已测量完的误差参数，在精插补结束之后，以坐标参数为依据获得误差补偿数据，从而有效控制坐标轴的附加运动。软件补偿的步骤并不复杂，同时可根据实际情况适当调整误差参数。在机械加工过程中，实时补偿控制还可辅以高精度的测量设备收集误差参数，以便明确误差的大小以及方向，进而利用补偿控制技术对刀具进行动态控制。实时补偿控制主要负责收集实时状态之下的误差数据，在实际工作过程中，虽然补偿装置的惯性存在滞后现象，但其补偿精度受到普遍认可。与此同时，实时补偿控制存在结构复杂、不易调试的弊端。

2.2 均化原始误差

所谓均化原始误差，就是要将对误差的敏感方向转化到到非敏感方向。在实践加工中，应尽可能将零件的敏感方向向误差非敏感方向转化，这对于提高被加工件的加工精度十分有利。对于多次转位的加工工序，应对切削道具所处的位置进行合理化安排，以削弱对加工精度的影响。同时，应将转位误差转移到加工表面切向方向，以便将误差影响降到最小。

2.3 分化原始误差

分化原始误差是提高加工精度的另一个有效途径。可以遵循误差的常规规律，按照测量尺寸将毛坯分为N组，并适当调节每组的误差范围，以确保刀具位置和工件相对应。举例来说，在齿轮的精加工过程中，应将加工后齿圈以及齿轮内控同轴度纳入考量范围，进而明确芯轴定位，提高齿圈与内孔位置的契合度。

2.4 其他方法

机床是重要的机械加工设备，相关人员应对机床导轨的维护保养进行合理规划。在加工结束之后，应及时清理机身与导轨，并擦好防护油，避免因锈蚀等原因影响加工精度。同时，还要提高机床安装精确性，有效控制机床运行速度，进而为加工误差的减少创造条件。

3 结 语

总而言之，提高机械加工精度，减少加工误差是改善加工质量的关键所在。然而，就目前而言，我国的机械加工工作仍存在问题，有待改善。因此，相关人员应该合理借鉴国外先进成功经验，对机械加工精度的影响因素以及提高途径进行深入研究，并将理论与实践相结合，有效提高机械加工精度，削弱甚至消除加工误差，不断提高工件加工质量，进而推动工业产业发展，促进国民经济增长。

参考文献

[1]任妙芳.浅析机械加工精度的影响因素及提高措施[J].机械研究与应用，2016，23（2）：124～126.

[2]陈 峰.关于机械加工精度的影响因素分析及提高措施探讨[J].科技创新与应用，2016（29）：143.

收稿日期：2018-3-5