提高机械加工精密度探析

摘要： 本文就从影响机械加工零件精密度的因素着手，对提高机械加工零件精密度的具体措施进行探讨，以此为同行业提供借鉴。

Abstract： From the influence of the accuracy of machining parts， this paper discusses the specific measures to improve the accuracy of machining parts to provide references for the counterparts.

关键词： 提高;机械加工;精密度

Key words： improve;machining;accuracy

中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）04-0062-02

0 引言

机械加工的精密度就是经过机床加工的零件几何参数与设计的几何参数非常相近，而且这种相似度越高说明零件的精密度就越高，反之则说明零件的精密度越低。随着精细化制造技术的发展，机械产品对零件的精密度要求越来越严格，零件的精密度对产品的质量起着至关重要的作用，因此研究机械加工零件精密度对促进我国现代制造技术，提高我国的高科技行业发展具有积极的作用，比如航天工程、电子产品以及精密仪器等对零件的精密度要求都非常严格。

1 机械加工精密度的概述

1.1 机械加工精密度的概念 机械加工就是经过机床加工以后的零件其在表面形状、几何尺寸以及各项参数上都符合设计的参数，而且这种参数之间的差距越小说明加工零件的精密度越高，加工零件的实际参数与理论设计设定的参数之前的误差我们称之为加工误差，加工误差是表现加工产品精密度的衡量值。

1.2 机械加工精密度的内容 机械加工产品精密度的参数主要包括对加工产品尺寸、几何形状以及相互位置。产品的几何形状精度，主要是对零件表现的宏观形状所产生的误差进行控制，保证零件表面的直线度、平面度以及圆度等符合设计参数要求;尺寸精度顾名思义就是保证零件产品的尺寸控制在一定的合理范围内，将零件的基准同表面之间尺寸误差进行限制;相互位置的精度。相互位置精度主要是对加工产品表面与基准间所产生的位置误差进行控制，保证加工产品的位置与机床加工位置要求相符，比如加工产品的同轴度、垂直度、平行度要符合机械加工产品设备的安装要求。

2 影响机械加工精度的因素分析

2.1 工艺系统的几何误差 工艺系统的几何误差主要表现在机床自身存在的几何误差、机床夹具产生的几何误差以及道具产生的几何误差。首先机床自身存在的几何误差。总所周知机械加工的全过程离不开机床，机床的精度是机械产品精度的基础保障，当前机床自身存在的几何误差主要体现在：主轴回转误差、导轨直线运动误差以及转动链误差等，这些因素的存在都会对机床自身的几何精度产生影响，而且影响的范围比较大;其次夹具以及夹具安装产生的误差。夹具就是固定加工产品的工具，夹具在整个机床加工中起着重要的作用，它是保证加工产品的位置与机床刀具、机床之间的位置符合加工要求的重要基础，如果夹具出现误差就会导致加工零件的安装位置出现偏离，结果导致加工的参数与设计的参数相差甚远，严重影响机械加工零件的精度，同时夹具在安装的过程中也容易出现因为定位偏离而导致的加工工件的基准与机床加工的基准不符的现象出现;最后道具几何误差，道具的几何误差主要是说道具在使用过程中会出现磨损等而导致道具的厚度变薄，而因为加工零件的位置已经固定好，这样加工出来的零件其在表面尺寸上必然不符合设计要求的参数。

2.2 工艺系统的动态误差 首先定位误差。定位误差是机械加工零件精度中常见的误差，其主要表现为基准移位误差和基准不重合误差，这种误差的结果就是造成零件的尺寸不符合设计参数;其次工艺系统受力引起的变形。在机床加工过程中由于受到外界作用力的影响，导致设定好的工艺程序被破坏进而产生加工误差，而且这种误差随着外界作用力的增大而不断扩大，比如在机床加工过程中因为加工零件的不均匀表面材料而导致切削力发生变化，进而引起加工工序出现变形;最后工艺受热引起的误差。受热胀冷缩的物理原理影响，机床在加工零件的时候，会通过刀具的切割等产生热量，而这种热量会影响刀具的形状，如果当产生的热量超过刀具自身的熔点之后，就有可能出现刀具变形，而且这种热量随着切割速度的加快而不断提升。

3 提高机械加工精度的措施

3.1 优化加工零件的工艺工序 加强对加工零件工艺性的分析与研究是提高机床加工质量的关键环节，首先要对加工零件的外形、局部特征等进行分析，找出它们的规律，从而合理地调整机床的加工工序，确定加工工序的前后，降低加工产品在机床中因为频繁更换刀具而产生的资源浪费以及再次确定刀具的定位等导致机械加工过程的误差出现;其次要确定加工的基准，避免出现重复的装夹以及装夹定位出现偏差，影响机械加工零件的尺寸精度和轮廓位置等。

3.2 选择合适的刀具材料和刀具角度 基于在机床加工过程中产生的热量对刀具的影响，因此为提高机械加工精度需要从刀具的材料和角度着手，首先为避免刀具在应用的过程中出现因为热量而导致的变形等，应该选取硬质合金刀具，这种刀具材料具有耐热性，而且具有耐磨性，能够在复杂的机床加工过程中避免出现刀具磨损而产生的误差现象出现;其次在选择较高的刀具材料后，还要根据加工精度的要求科学的搭配刀具的种类，合理应用刀具的几何度，机床加工刀具的角度主要分为：刀尖角、刃倾角、前角以及后角，合理的搭配刀具角度可以大大提高机械加工的效率，避免频繁换刀而产生的精度下降。

3.3 合理安装工件夹 合理的安装工件夹，避免因为夹具安装的不到位而导致的加工的误差发生，首先要找准基准，合理处理工件、夹具以及机床的位置，保证夹具处在机床的正确位置，一般情况下我们选择组合组夹法方式，避免出现重复安装夹具的现象;其次要及时对夹具进行观测与保养，及时对出现磨损的夹具进行更换，防止在机械加工过程中因为夹具磨损严重而出现加工错位。

4 提高机械加工精度的具体方法

4.1 减少原始误差 原始误差是机床加工过程中所普遍存在的，这种误差也是不可避免的，但是可以通过提高机床的物力效果、提高夹具精确度以及增强刀具的强度等措施降低因为物理因素而导致的原始误差的发生，具体到机械加工的流程中，应该根据不同的情况采取不同的措施提高机床加工的精度，比如对于表面成型的零件，要在降低工具误差和刀具安装上着手，降低误差的发生，而对于属于精密零件的则要从机床的几何精度、刀具形状以及工具热量变形等方面入手，想方设法消除或者减少这些因素的存在。

4.2 转移原始误差 转移原始误差说白了就是将原始误差从误差敏感方向转移到非敏感方向，原始误差在零件的敏感程度上与其方向有直接的关系，如果误差出现在零件的敏感部位，比如在精密零件的表面中出现磨槽感，就会影响零件的使用性能，因此转移原始误差的方法就是在加工中将这些误差通过其它工艺转移到不影响机械产品性能方面上，比如在机床加工零件的精度达不到要求时，可以在工艺或者夹具等着手，创造条件，使机床的几何误差转移到不影响零件精度上。

4.3 对误差进行分化和均化 为了进一步降低机械加工误差，提高精度，可以采取均化原始误差的方法，分化法就是根据误差的规律，进而将毛坯工序进行分类，然后在误差范围内进行定位，从而将机械加工零件的尺寸误差在整体上缩小。均化法就是通过加工是零件的表面误差不断地平均化和缩小化，这种方法就是通过对比相似工件，查找问题，然后在进行相互的修改与加工，例如对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉最终使工件达到很高的精度。

5 结束语

在机械加工过程中由于受到各种因素的影响，加工零件必然会存在误差，而且这种误差是不可避免的，但是只要我们采取科学的加工工艺，使用合理的加工技术与工具，按照具体的机械加工设计要求，本着认真负责、敢于创新的精神就一定能够将这种误差控制在最小范围，使得加工零件的精度越来越高。

参考文献：

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[2]王家雄，董良玮.机制工艺基础与夹具[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]孔祥海，吕银铃.浅谈机械加工精度的提高[J].中国科技信息，2010（21）.

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作者简介：王静毅（1979-），男，湖南津市人，教师，研究方向为机械制造及其自动化。