机械加工中加工精度的影响因素与控制
时间：2020-10-31 03:59:53 来源：达达文档网 本文已影响 人 
李恒 吴庆林 成东卫
摘 要：在机械加工中，由于会受到加工中的误差、工艺系统问题以及内部应力等的影响，使零件的加工精度不够准确，最终导致加工的零件质量不合格。为此，就需要相关工作人員采取积极的措施，探索出影响加工精度的各种因素，进而根据自身的实践经验，提出提高机械加工精度的措施，为后期机械加工的精准生产创设条件。
关键词：机械加工;加工精度;影响因素;控制措施
前言
在运用机械加工设备对不同零件进行加工时，设备的各个装置、加工的部件、加工的环境以及操作人员等因素都参与其中，并且在实际加工时，各种因素在不同零件的加工过程中影响程度也会存在差异。机械加工的精度就是指在经过各种加工过程后还能保持其形状、尺寸以及表面粗糙程度等与设计值之间有相符合的程度。首先在加工表面和尺寸误差方面符合设计的要求;其次，零件加工的表面自身的几何形状存在的误差不大;最后在零件加工的表面与基准之间的位置之间误差也要在允许的范围内。一般来说，机械加工的误差难以避免，但是可以结合实际的加工经验，掌握误差的变化规律，操作人员采取合理的措施减少加工误差，有效提高机械加工精度的目的。
一、机械加工中对其精度的影响因素分析
（一）加工原理误差的影响
在对零件进行加工的过程中，常常会出现零件的成形运动或者切削刃轮廓轨迹运动所造成的加工后的零件实际形状与预期设计形状之间存在不相符的情况，这就是加工原理误差。一般来说，在机械加工中出现的加工原理误差主要来源于切削刃的齿轮轨迹误差，一般在进行加工时，加工企业为了减少加工的困难，往往采用阿基米德基本蜗杆代替齿轮加工原理中的渐开线基本蜗杆;在加工时滚刀的齿形呈现出一个折线型，蜗杆的螺距计算一般为一个无理数，在进行计算时会对数值进行简化，进而导致螺距出现误差。因此，在机械加工过程要保证这个原理误差在允许的范围内。
（二）工艺系统几何误差的影响
工艺系统的几何误差涵盖了机床、刀具以及夹具等在使用的过程中受到磨损和调整，最终将这种误差反应到加工的零件身上。对于零件的加工，一般都是通过机床进行的，机床制造的精度也决定了零件加工的精度。对于零件精度影响最大的因素就是主轴回转、导轨以及机床传动链造成的误差，对于主轴回转主要会受到弯曲挠度、同轴度以及轴承误差等的影响，导轨误差主要有包括制造、磨损以及安装误差等，传动链误差则是设备在进行传动的各个环节中制造和装配造成的误差，同时，刀具和夹具的误差也是由这个因素造成的。
（三）工艺系统引起的误差影响
工艺系统引起的误差主要表现为受力变形和受热变形两种，受力变形主要是在零件加工时刽受到重力、惯性力以及切削里等影响进而导致其发生变形，导致零件和切削刃的位置发生改变，进而出现加工误差。但是操作人员可以通过提高接触刚度、零件刚度以及机床刚度以及对夹具的合理利用等来减少这种误差的出现，而受热变形主要是在零件工艺生产时系统会受到外界热源的影响进而导致其变形，总体来说工艺系统发生热变形的原因为：机床长时间处于运行状态，散热不均匀导致其各个部位的温度不同，变形程度也将有所差异;零件加工过程会产生摩擦并有其他外力作用的影响，进而产生发热的加工误差;刀具的热容量和体积都比较小，热量都将集中在切削的部位，这样较高的温度就会使得零件产生误差。
（四）零件内应力的影响
零件的内应力是指在去除零件的外载荷后，零件内部仍残存的应力，主要是由于金属零件的内部组织分布不均匀，特别是内部具有应力的零件，组织内部会不断发生变化，直到内部应力逐渐消失，在内部应力不断变化的过程中，也会带动零件原有的加工精度发生变化。内部应力主要是在冷热加工中产生的，在毛坯时通过铸造还会有残余的应力，切削中产生的应力等。零件在加工中不断受到外界应属于的影响产生冷热不均匀的内应力，如果不进行及时的处理，内应力也将逐步消失，导致零件的变形。在实际的加工过程中，一般会通过对零件的结构进行合理的设计、要求生产工艺的合理化等手段消除零件的内应力。
二、提高机械加工精度的措施和建议
通过实践经验发现，对于零件的加工过程其误差难以避免，就需要采取有效的措施提高机械加工的精度。一般都是通过减少原始误差法、误差补偿法、误差分组法以及误差转移法等。
（一）减少原始误差法
在机械加工中，减少原始误差法是最为常用的一种提高机械加工精度的方法。一般操作人员在查明产生加工误差的主要因素之后，通过有效的措施去消除和减少这些因素。例如在进行细长轴的车削过程中，能够消除轴向切削力引起的弯曲变形，这时将车床的顶尖用弹簧顶尖进行取代，能够有效消除因变形产生的误差。总的来说，就是在进行机械加工时，对于某种具体零件加工所产生的误差可以进行具体的分析，并在满足此零件的加工精度要求的前提下，重新制定相关的工艺加工方案，对零件的加工误差进行控制，提高机械加工精度控制的目的。
（二）补偿误差法
所谓补偿误差就是在机械加工过程中通过人为的制造出一种新的误差，进而有效抵消工艺生产中的固有误差，这种措施主要是用于对目前机械加工的工艺进行改良和控制，进而有效将其存在的固有误差进行抵消的过程。操作人员要对其中可能存在的误差成因进行全面的了解和分析，不能盲目制定误差方案，否则将会进一步增加误差的值，达不到抵消误差的目的。
（三）误差分组法
在对零件进行加工的过程中，由于其是一个循序渐进的过程，会经历很多道工序，并且在一道工序完成后才会转入到下一道工序，在上道工序的零件加工中产生的误差也会给本次工序造成一定的影响。一般误差复映主要是由于成本所造成的误差扩大，而定位误差主要是造成此次工序位置变化而导致的误差扩大。基于这个问题，就需要企业在进行大批量对零件进行加工时，采用误差分组法，即将一道工序在零件加工后将其按照误差的大小分成N组，这样会使每一组的误差范围缩小为原来的1/N，通过对各小组的误差进行调整，以减小加工误差，提高机械加工的精度。
（四）误差转移法
误差转移法就是在对机械加工时，通过采取某种措施将工艺系统中的几何误差、受力变形以及热变形等转移到误差不够敏感的方向，使机械加工过程的不会对其精度造成严重的影响，进而达到提高机械加工过程精度的目的。在机械加工时误差难以避免，在这个过程中的误差特指敏感方向的误差，如零件的表面，只要采取措施将其转移到非敏感的方向，如在加工表面将误差转移到切线方向，这样就能在很大程度上提高机械加工的精度。
总结
总之，在对零件进行机械加工时，其存在的误差往往都是存在的，这就需要相关操作人员对误差存在的具体原因进行有效的分析，并采取合理的对策尽量减小误差，进而达到提高机械加工精度的目的。很多时候，影响误差的因素是多种多样的，操作人员就需要结合生产实践对关键影响因素进行中分析，进而采取有针对性的措施进行控制，为机械的高精度加工提供了技术支撑。
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