论如何提高机械加工精度

摘 要 机械加工精度是指工件在加工完成后所具有的包括尺寸、 几何形状以及表面相互位置等参数的实际值，与其预先设计应具备的理想几何参数需求比对的相符程度。本文通过影响机械加工精度主要因素的分析，探讨了提高机械加工精度的措施。

关键词 机械加工 精度

中图分类号：TH161 文献标识码：A

机械加工精度是指相关工件在加工完成后所具有的包括尺寸大小、几何形状以及各表面相互位置等参数的实际值，与其预先设计应具备的理想几何参数需求比对的相符程度。由于加工机械的性能、技术方法、生产条件等因素的不同影响，机械加工出来的相关零件在其尺寸、形状和表面相互位置参数与理想参数总是存在一定的偏离误差，在数值上通常采用加工误差的大小来表示加工精度。

1机械加工产生误差主要原因

1.1机床磨损及几何误差对加工精度的影响

1.1.1主轴回转误差

加床存在的主轴回转误差将对工件的具体性状以及工件加工的具置造成最为直接的影响。 主轴的回转误差可以被分解为径向与轴向跳动以及主轴角度摆动，在具体的加工工作中受加工工件具体表面位置的不同以及主轴回转误差变现的不同，而导致的加工误差也各有不同 。

1.1.2导轨误差

机床中导轨主要起着承载和导向的作用，它既是运动的基准，也是确定机床主要部件相对位置的基准，因此它的误差会对工件的形状精度产生直接的影响。导轨在水平面的直线度误差，会直接反映在工件表面的误差敏感方向，即法线方向，加工精度受其影响的程度最大；而导轨在垂直平面内的直线度误差则相对影响较小， 甚至可以忽略不计；前后导轨平行度误差会造成在运动过程中工作台的摆动，刀尖的运动轨迹则为空间曲线，从而导致工件形状的误差。

1.1.3传动链的误差

工件在切削的过程中，其表面的成形运动是靠一系列的传动机构实现的。该传动机构包括齿轮、螺母、蜗杆、丝杆等传动元件。由于这些元件会在装配、加工以及使用过程中产生磨损而导致误差，所以就导致传动链的传动误差。传动线路越长.传动机构越复杂，传动误差就会相应的越大。

1.2刀具、夹具的误差

刀具种类的不同，对于加工精度的影响程度也不同， 普通的刀具，其制造误差对加工精度没有直接的影响；而定尺寸刀具的尺寸误差，则直接影响着工件的尺寸精度；成形刀具则会影响到工件的形状精度。刀具的磨损则直接影响到工件与刀具的相对位置，从而造成尺寸误差。

1.3工艺系统受力变形导致的误差

（1）切削过程中受力点位置变化引起的；

（2）切削力大小变化引起的加工误差――误差复映。

1.4工艺系统受热变形导致的误差

1.4.1机床热变形

受到热源的影响，机床各个部分的温度会发生变化，因为机床构造的复杂性以及热源分布的不均匀，机床部件会发生不同程度的热变形，从而破坏了机床部件原有的互相位置关系，从而影响工件的加工精度。

1.4.2刀具热变形

虽然刀具在切削加工中受到的热量比例很小，但是因为其刀具的热容量和尺寸都很小，所以有很高的温升，最终会引起刀具的热伸长并最终导致加工误差。

1.4.3工件热变形

工件热变形主要是由切削热所导致的，其热变形的情况和加工方法以及是否受热均匀有关。

2提高机械加工精度的措施

2.1减少原始误差

提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、 量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。 为了提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形；对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

2.2补偿原始误差

误差补偿法，是指人为地造出一种新的误差，去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值，反之，取负值，并尽量使两者大小相等；或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差，也是尽量使两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。

2.3转移原始误差

误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差 .受力变形和热变形等。误差转移法的实例很多： 如当机床精度达不到零件加工要求时，常常不是一味提高机床精度，而是从工艺上或夹具上想办法，使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。

2.4均分原始误差

由于毛坯或上道工序误差的存在，往往造成本工序的加工误差，或者由于工件材料性能改变，或者上道工序的工艺改变，引起原始误差发生较大的变化，这种原始误差的变化，对本工序的影响主要有两种情况：误差复映，引起本工序误差；定位误差扩大，引起本工序误差。解决这个问题，最好是采用分组调整均分误差的办法。 这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为 n 组，每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整加工。

2.5均化原始误差

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。这种表面间的摩擦和磨损的过程，就是误差不断减少的过程。这就是误差均化法。

2.6就地加工法

在加工和装配中有些精度问题，牵涉到零件或部件间的相互关系，相当复杂，如果一味地提高其本身精度，不仅困难，甚至无法达到，若采用就地加工法，就可能很方便地解决非常困难的精度问题 。