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1機械加工精度的影響因素探析

1.1工藝系統的幾何誤差對機械加工精度的影響

工藝系統的幾何誤差通常包括機床、刀具、夾具自身的幾何誤差以及在使用過程中的磨損和調整誤差，其中機床、夾具、刀具的自身幾何誤差是加工之前就已經存在的，在加工過程中反饋到零件上。工件的加工通常是通過機床進行的，機床自身制造精度就決定了工件的加工精度。在實際生產中，對工件精度影響較大的有主軸回轉造成的誤差、導軌造成的誤差以及機床傳動鏈造成的誤差等，其中主軸回轉誤差包括主軸的彎曲撓度、同軸度、軸承誤差等；導軌誤差包括導軌制造誤差、導軌磨損、導軌安裝誤差；傳動鏈誤差是由傳動鏈各個環節的制造和裝配誤差造成的。同樣，刀具和夾具的誤差也是由制造誤差和安裝誤差造成的。

1.2工藝系統引起的誤差對機械加工精度的影響

工藝系統引起的誤差按照原理不同可以分受力變形和受熱變形兩種，前者是指工藝系統加工過程中受到重力、慣性力、切削力等因素的影響產生了變形，破壞了工件與切削刃之間的位置關系，從而造成了加工誤差，這種誤差通常通過提高接觸剛度、工件剛度、機床剛度以及合理利用夾具來減少；后者是指工藝系統受到了外界熱源的影響而產生了變形，影響了工件的加工精度，工藝系統發生熱變形的原因有以下三種：（1）機床長時間運行成為熱源，而機床結構復雜、散熱不均勻使機床各個部位的溫度不同，產生的變形也不同，最終導致了誤差；（2）工件在加工過程中由于摩擦或其它外因作用變熱，產生了加工誤差；（3）刀具的熱容量和體積都較小，使熱量集中在切削部位，較高的溫度對工件造成了影響。

1.3工件內應力對機械加工精度的影響

工件內應力是指工件的外載荷去除以后，工件內部仍殘存的應力，主要由于金屬內部組織的體積變化不均勻造成。具有內應力的工件是不穩定的，其內部組織會不斷發生變化，直到內應力消失為止，在內應力變化過程中，工件的原有加工精度也會消失。工件的內應力主要是在熱加工和冷加工中產生，如毛坯的鑄造殘余應力、冷校直中的內應力、切削中產生的內應力等。工件在經過加工過程中因為外界因素產生冷熱不均勻，從而產生內應力，加工后不及時處理，內應力逐漸消失，就會使工件出現變形。在實際生產中通常通過合理設計零件結構、時效處理、合理安排工藝等手段消除內應力。

2提高機械加工精度的措施探討

根據上文的分析，結合實踐經驗可以得知，提高機械加工的精度的工藝措施有四種，分別是直接減少誤差法、誤差補償法、誤差分組法、誤差轉移法。

2.1直接減少誤差法

在查明工件產生誤差的原因后，通過某種工藝措施對其減小或消除。如：采用“大主偏角反向切削法”進行細長軸的車削，可以較好的消除軸向切削力引起的彎曲變形，如果車床的頂尖采用彈簧頂尖，還可以有效的消除熱變形造成的誤差。綜合而言，就是對某具體工件可能產生誤差的各方面因素進行具體分析，針對此工件的加工精度要求，制定相應的工藝加工方案，從而達到控制工件誤差，提高機械加工精度的目的。

2.2補償誤差法

所謂補償誤差就是通過人為的制造一種新的誤差，來抵消工藝系統中的固有誤差，從而達到控制誤差的目的。此方法主要適用于原有誤差無法通過工藝改良進行控制的情況，通過制造誤差達到正負相抵消的目的。此方法的應用是建立在對機械加工誤差全面了解，并完全掌握其成因的基礎上進行的，否則盲目制造誤差會進一步增加誤差，達不到誤差抵消的目的。

2.3誤差分組法

在工件加工過程中，上道工序中的工件誤差，會給本工序造成一定的影響，如：誤差復映造成本工序的加工誤差擴大、定位誤差造成本工序的位置誤差擴大。為了解決這個問題，在大批量加工工件時，可以采用誤差分組法，即將上道工序加工后的零件按照誤差大小分成N組，那么每組的誤差范圍就會縮小到原來的1/N，然后再各組的誤差進行分別調整，從而達到減小誤差，提高加工精度的目的。

2.4誤差轉移法

誤差轉移法是指通過某種措施將工藝系統中的幾何誤差、受力變形以及熱變形等轉移到誤差非敏感的方向，使加工過程的誤差對機械精度不會造成影響，從而達到提高機械加工精度的目的。機械加工誤差通常是指其敏感方向的誤差，如加工表面，只要將誤差轉移到非敏感方向，如加工表面的切線方向，機械加工的精度就會得到很大的提高。

3結束語

在機械加工的過程中，誤差是不可避免的，但可以結合具體情況對誤差產生的原因進行具體的分析，并采取合理的對策減小誤差，從而達到提高機械加工精度的目的。文章著者根據多年的工作經驗，對影響機械加工精度的幾個關鍵因素進行了具體的分析，并提出了提高機械加工精度的措施，為機械加工領域的發展提供了有效的技術支撐。

作者：李順杜磊郭忠華單位：中國電子科技集團公司第四十五研究所