机械加工精度的影响及控制措施

2016-07-17董亮

大科技 2016年21期

关键词：机械加工刀具机床

董亮

（太重集团太原重工齿轮传动分公司山西太原 030024）

机械加工精度的影响及控制措施

董亮

（太重集团太原重工齿轮传动分公司山西太原 030024）

在机械加工的过程中，不可避免的因为各种内外因素影响而产生各种误差，因此需要采取科学的态度来减少误差，并深入分析误差的影响因素，采取合理的措施来控制误差，以达到提高机械加工精度的目的。本文简述了提高机械加工精度的必要性，对影响机械加工精度的因素及其控制措施进行了探讨。

机械加工精度；必要性；影响因素；控制措施

1 提高机械加工精度的必要性

机械加工的精度会直接影响机械产品的性能和使用寿命。在机械加工过程中，由于各方面因素的影响会使得加工出现误差，例如工件和刀具位置偏移等问题，都会导致生产出的产品带有误差。只有实际加工的零件参数能够和规定参数相同，才能判定该零件符合标准。为了保证机械加工企业的长足发展，需要提高机械加工的精度，尽量减少误差，从而提高零件的合格率，提高生产效率。机械加工的精度，需要先从影响精度的因素开始分析，要治其本必先知其源。

2 机械加工精度的影响因素

（1）几何误差因素的影响。几何误差体现在加工原理、机床、刀具、调整四个方面。其中的加工原理误差是在进行近似切削刃轮廓加工时形成的，该种误差对机械加工的影响可以控制，因此只要将误差控制在一定范围内，就仍然可以用于机械生产。当机床转动链产生误差或机床主动回转具有误差以后会形成机床整体误差，如果机床导轨导向不准确也会影响机械加工的精度。刀具误差会表现在刀具安装、刀具装夹部制造以及刀具切削三个环节，如果刀具无法具有很好的尺寸精度，则会影响产生的尺寸。刀具和刀刃的形状精度对产品的形状会造成直接影响，但是此种影响不会直接作用于机械产品，而是会产生间接影响。在机械加工过程中，会由于分批加工等原因进行工序的调整，从而使得每批加工的零件都不可能完全相同，因此会因工序调整造成一定的误差。

（2）加工误差因素的影响。工艺系统加工过程中，会因为重力、惯性力等的作用，使得工艺系统因受力造成变形。产生变形以后的工艺系统会对其生产加工造成影响，破坏工件和切削刀之间的位置关系，从而造成加工误差。工艺系统除了会受力变形以外，还会因受热而变形。工艺系统会因为受不同热源的影响而发生变形，从而影响生产工件的精度。工艺系统受热变形的原因主要有三种：①机床运作过久变热形成热源，由于机床的结构较为复杂，并且热源分布不均匀，因此机床各个部位受温度影响的情况不同，从而导致产生的误差不同。此种原因造成的误差对机械加工的几何精度和加工精度有很大的影响。②工件在生产过程中会因为自身或外因的作用变热，导致工件出现加工误差。③由于刀具的材料特性，其热容量和体积都较小，因此使得热量都集中在切削部位，其温度会对处于切削环节的部件造成影响，影响加工的精度。

（3）内应力分布引起的误差。工件加工在不受外力的情况下，其自身也会产生内应力。该种内应力会影响工件金属的能位状态，使其处于向低能位转化的状态，以寻求自身的稳定。该种转化过程会使工件发生变形，从而影响工件加工的精度。工件内应力会在热加工和冷校直工序中产生，工件在热处理过程中会因为其自身壁厚的不均寻、冷却不均匀等原因而产生内应力。由于丝杠之类的工件较为细长，因此在经过车削以后其内应力会重新分布，使得工件出现弯曲。

3 加强机械加工精度控制的措施

（1）减少原始误差。提高机械精度的最基本方法就是减少原始误差，要在加工过程中将夹具、量具、工具本身的精度提高，并且控制工艺系统在各方面的受力影响，降低其变形的程度。要想使机械加工精度得到很好的提高，就需要对导致误差产生的各方面因素进行分析，根据不同的影响程度和原因制定相应的解决方案。只有将方案措施做到具有绝对的针对性，才能提高误差控制的效果，从而提高机械加工的精度。在对精密零件进行加工时，要从其几何精度、刚度、加工变形等多个方面进行控制，以保证误差控制的效果。

（2）补偿误差。该种方法适用于对原始误差无控制方法可行的情况，该种方法主要包含误差补偿法和误差抵消法两种。误差补偿法即通过人为的操作来制造出一种新的原始误差，通过该种误差来对原先工艺产生的误差进行补偿，从而达到正负相抵的效果。该种方法的应用需要先对误差产生因素有全面的了解，并且能够掌握其成因，从而通过相对的补偿来控制机械加工的误差。误差抵消法即通过对一种原始误差的利用，来实现对原有原始误差或另外一种原始误差的抵消。

（3）分化误差。分化误差主要是通过将原始误差进行分化或均化处理，从而减小工件的误差，提高工件的精度。分化误差主要是根据误差反映的规律将工件尺寸在测量后分为N组，此种状态下的工件尺寸范围就缩减为原先的1/N。接着要根据每一组的误差范围情况进行刀具相对工件位置的调整，该过程要保证每一组工件的尺寸分散范围和中心能够保持一致，从而控制工件整体的误差。通过适当使用定位元件来控制上道工序加工误差对机械加工精度的影响，从而将工件尺寸范围控制在一定标准内，这种方法相比较其他精度提高的方法要更加简便可行。

（4）转移误差。机械加工的误差是由其敏感方向的误差直接造成的，因此在机械加工过程中，只要将误差转移到非敏感方向，就会使加工过程的误差对机械精度不会造成影响。非敏感方向一般是加工表面切线方向，将误差往该方面转移能够使加工精度得到很大的提高。大型机床因其横梁较差，因此在受到重力作用以后容易发生扭曲变形，为了避免这种问题的产生可以在机床的结构基础上添加一根承重附和梁，该附和梁能够起到承受机床自身重力的作用，因此不容易发生扭曲变形，同时也减少了机床加工产生的误差。