机械加工论文范文

机械加工论文篇1

论文摘要：本文简要介绍了加工精度与加工误差基本知识。结合生产教学实际，详细介绍了各种误差极其形成原因，并就如何减小误差，提高机械加工精度提出了自己的观点。

1概述

1.1加工精度与加工误差

加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。

1.2原始误差

由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。

工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。

1.3研究机械加工精度的方法

研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。

2工艺系统集合误差

2.1机床的几何误差

加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。

2.1.1主轴回转误差

机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。

主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。

产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。

产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。不同的加工方法，主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。在车床上加工外圆和内孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面则无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。

适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。

2.1.2导轨误差

导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。

2.1.3传动链误差

传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

2.2刀具的几何误差

任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。

3定位误差

3.1基准不重合误差

在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下，工序基准应与设计基准重合。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准(或测量基准)，如果所选用的定位基准(或测量基准)与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。

3.2定位副制造不准确误差

工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们得实际尺寸(或位置)都允许在分别规定得公差范围内变动。同时，工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。

4工艺系统受力变形引起的误差

4.1工件刚度

工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关公式估算。

4.2刀具刚度

外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。

4.3机床部件刚度

机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零；机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。

5工艺系统受热变形引起的误差

工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的40%～70%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时，工艺系统就达到了热平衡状态。

6结论：提高加工精度的途径

机械加工论文篇2

[论文摘要]分析机械加工存在误差的主要原因，然后提出提高机械加工精度的措施。

加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。在机械加工中，误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。通过误差分析，掌握其变化的基本规律，从而采取相应的措施减少加工误差，提高加工精度。

一、机械加工产生误差主要原因

（一）主轴回转误差。主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。

（二）导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也是造成导轨误差的重要因素。

（三）传动链误差。传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起。

（四）刀具的几何误差。任何刀具在切削过程中，都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地采用冷却液等，均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。

（五）定位误差。一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们的实际尺寸(或位置)都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。

（六）工艺系统受力变形产生的误差。一是工件刚度。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。

二是刀具刚度。外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。

三是机床部件刚度。机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所做的功和接触变形功；第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零。

（七）工艺系统受热变形引起的误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。

（八）调整误差。在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。

（九）测量误差。零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。

二、提高机械加工精度的措施

（一）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。

（二）误差补偿法。对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

①误差补偿法：此法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。

②误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

（三）分化或均化原始误差。为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。超级秘书网

①分化原始误差(分组)法：根据误差反映规律，将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

②均化原始误差：此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

（四）转移原始误差。这种方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。转移原始误差至非敏感方向。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。

三、结束语

在机械加工中，误差是不可避免的，只有对误差产生的原因进行详细的分析，才能采取相应的预防措施减少加工误差，提高机械加工精度。

参考文献：

[1]李玉平，机械加工误差的分析[J].新余高专学报，2005(4)．

[2]朱正欣，机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，1999.

机械加工论文篇3

关键词：机械；性能；表面；粗糙度

机械零件的加工质量,除加工精度外,表面质量也是极其重要的一个方面。所谓加工表面质量,是指机器零件在加工后的表面层状态

一台机器在正常的使用过程中,由于其零件的工作性能逐渐变坏,以致不能继续使用,有时甚至会突然损坏。其原因除少数是因为设计不周而强度不够,或偶然事故引起了超负荷以外,大多数是由于磨损、受到外界介质的腐蚀或疲劳破坏。磨损、腐蚀和疲劳损坏都是发生在零件的表面,或是从零件表面开始的。因此,加工表面质量将直接影响到零件的工作性能,尤其是它的可靠性和寿命。

随着工业技术的飞速发展,机器的使用要求越来越高,一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作,表面层的任何缺陷,不仅直接影响零件的工作性能,而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象,将进一步加速零件的失效,这一切都与加工表面质量有很大关系。因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。

1机械加工表面质量对机器使用性能的影响

表面质量对零件的耐磨性,配合精度,疲劳强度、抗腐蚀性,接触刚度等使用性能都有很大的影响。

1.1表面质量对零件耐磨性的影响

零件的耐磨性主要与摩擦副的材料、热处理情况和条件有关。在这些条件已确定的情况下,零件的表面质量就起着决定性的作用。零件的磨损过程,通常分为三个阶段:摩擦副刚开始工作时,磨损比较明显,称为初期磨损阶段(一般称为走合期)。经初期磨损后,磨损缓慢均匀,进入正常磨损阶段。当磨损达到一定程度后,磨损又突然加剧,导致零件不能正常工作,称为急剧磨损阶段。

1.1.1最佳表面粗糙度

在干摩擦或半干摩擦情况下,摩擦副表面的初期磨损与表面粗糙度有很大关系。摩擦副表面有一个最佳粗糙度,过大或过小的粗糙度都会使初期磨损增大。摩擦副的原始粗糙度太大,开始时两表面仅仅是若开凸峰相接触,实际接触面积小于名义接触面积,接触部分的实际压强很大,破坏了油膜,接触的凸峰处形成局部干摩擦,因而接触部分金属的挤裂、破碎、切断等作用都较强,磨损也就较大。随着走合期过程的进行。表面粗糙度逐渐减小,实际接触面积增大,磨损也随之逐步减小,就进入正常磨损阶段。

摩擦副的原始粗糙度过小,紧密接触的两金属表面分子间产生较大的亲和力,油被挤去,造成条件恶化,使表面容易咬焊,因而初期磨损也较大。随着走合过程的进行,表面粗糙度有所增大,磨损也随之有所减小。当表面粗糙度等于最佳粗糙度时进入正常磨损阶段。所以,在初期磨损阶段因走合而使表面粗糙度自动适应最佳值。摩擦表面的最佳粗糙度视不同材料和工作要件而异,一般大致在V0.8～V0.4左右。对于完全液体,金属表面完全不接触,由一层油

膜隔开,因此要求摩擦副表面粗糙度应不刺破油膜,粗糙度越小,允许的油膜越薄,承载能力越大,则表面粗糙度越小越有利。

2影响表面粗糙度的因素

2.1切削加工影响表面粗糙度的因素

在加工表面留下了切削层残留面积，其形状是刀具几何形状的复映。减小进给量vf、主偏角、副偏角以及增大刀尖圆弧半径，均可减小残留面积的高度。此外，适当增大刀具的前角以减小切削时的塑性变形程度，合理选择液和提高刀具刃磨质量以减小切削时的塑性变形和抑制刀瘤、鳞刺的生成，也是减小表面粗糙度值的有效措施。

2.2工件材料的性质

加工塑性材料时，由刀具对金属的挤压产生了塑性变形，加之刀具迫使切屑与工件分离的撕裂作用，使表面粗糙度值加大。工件材料韧性愈好，金属的塑性变形愈大，加工表面就愈粗糙。加工脆性材料时，其切屑呈碎粒状，由于切屑的崩碎而在加工表面留下许多麻点，使表面粗糙。

2.3切削用量

以较高的切削速度切削塑性材料，减小进给量可以提高表面光洁度。

2.4磨削加工影响表面粗糙度的因素

象切削加工时表面粗糙度的形成过程一样，磨削加工表面粗糙度的形成也是由几何因素和表面金属的塑性变形来决定的。影响磨削表面粗糙的主要因素有：(1)砂轮的粒度；(2)砂轮的硬度；(3)砂轮的修整；(4)磨削速度；(5)磨削径向进给量与光磨次数；(6)工件圆周进给速度与轴向进给量；(7)冷却液。3影响加工表面层物理机械性能的因素

在切削加工中，工件由于受到切削力和切削热的作用，使表面层金属的物理机械性能产生变化，最主要的变化是表面层金属显微硬度的变化、金相组织的变化和残余应力的产生。由于磨削加工时所产生的塑性变形和切削热比刀刃切削时更严重，因而磨削加工后加工表面层上述3项物理机械性能的变化会很大。

3.1表面层冷作硬化

3.1.1冷作硬化及其评定参数

机械加工过程中因切削力作用产生的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒间产生剪切滑移,晶粒被拉长和纤维化，甚至破碎，这些都会使表面层金属的硬度和强度提高，这种现象称为冷作硬化(或称为强化)。表面层金属强化的结果，会增大金属变形的阻力，减小金属的塑性，金属的物理性质也会发生变化。

被冷作硬化的金属处于高能位的不稳定状态，只要一有可能，金属的不稳定状态就要向比较稳定的状态转化，这种现象称为弱化。弱化作用的大小取决于温度的高低、温度持续时间的长短和强化程度的大小。由于金属在机械加工过程中同时受到力和热的作用，因此，加工后表层金属的最后性质取决于强化和弱化综合作用的结果。评定冷作硬化的指标有3项，即表层金属的显微硬度HV、硬化层深度h和硬化程度N。

3.1.2影响冷作硬化的主要因素

切削刃钝圆半径增大，对表层金属的挤压作用增强，塑性变形加剧，导致冷硬增强。刀具后刀面磨损增大，后刀面与被加工表面的摩擦加剧，塑性变形增大，导致冷硬增强。切削刃钝圆半径对加工硬化的影响切削速度增大，刀具与工件的作用时间缩短，使塑性变形扩展深度减小，冷硬层深度减小。切削速度增大后，切削热在工件表面层上的作用时间也缩短了，将使冷硬程度增加。进给量增大，切削力也增大，表层金属的塑性变形加剧，冷硬作用加强。工件材料的塑性愈大，冷硬现象就愈严重。

3.2表面层材料金相组织变化

当切削热使被加工表面的温度超过相变温度后，表层金属的金相组织将会发生变化。

3.2.1磨削烧伤

当被磨工件表面层温度达到相变温度以上时，表层金属发生金相组织的变化，使表层金属强度和硬度降低，并伴有残余应力产生，甚至出现微观裂纹，这种现象称为磨削烧伤。在磨削淬火钢时，可能产生3种烧伤.

3.2.2改善磨削烧伤的途径

磨削热是造成磨削烧伤的根源，故改善磨削烧伤有两个途径：一是正确选择砂轮；合理选择切削用量，尽可能地减少磨削热地产生；二是改善冷却条件，尽量使产生的热量少传入工件。

3.3表面层残余应力

产生残余应力的原因：

（1）切削时在加工表面金属层内有塑性变形发生，使表面金属的比容加大。由于塑性变形只在表层金属中产生，而表层金属的比容增大，体积膨胀，不可避免地要受到与它相连的里层金属的阻止，因此就在表面金属层产生了残余应力，而在里层金属中产生残余拉应力。

（2）切削加工中，切削区会有大量的切削热产生。

（3）不同金相组织具有不同的密度，亦具有不同的比容。如果表面层金属产生了金相组织的变化，表层金属比容的变化必然要受到与之相连的基体金属的阻碍，因而就有残余应力产生。

零件主要工作表面最终工序加工方法的选择：

零件主要工作表面最终工序加工方法的选择至关重要，因为最终工序在该工作表面留下的残余应力将直接影响机器零件的使用性能。选择零件主要工作表面最终工序加工方法，须考虑该零件主要工作表面的具体工作条件和可能的破坏形式。在交变载荷作用下，机器零件表面上的局部微观裂纹，会因拉应力的作用使原生裂纹扩大，最后导致零件断裂。从提高零件抵抗疲劳破坏的角度考虑，该表面最终工序应选择能在该表面产生残余压应力的加工方法。

4结论

由于机械加工表面对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能及精度的稳定性等有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。由于影响表面质量的因素是多方面的,因此应该综合考虑各方面的因素,对表面质量根据需要提出比较经济适用性的要求。

参考文献

［1］杨叔子.机械加工工艺师手册［M］.机械工业出版社.

机械加工论文篇4

关键词：加工精度；误差；工艺系统

随着国民经济实力和科学技术水平的提高，社会要求提高产品的质量。而加工精度是衡量零件加工质量的重要指标，所以保证零件的加工精度很重要。这就要求我们来了解影响机械加工精度的因素，从而提高加工精度。在加工过程中工艺系统会产生各种误差，这些误差与工艺系统本身的结构状态和切削过程有关，产生加工误差的主要因素有：

一、加工原理误差

加工过程由于采用了近似的加工方法，近似的传动或近似的刀具轮廓而产生的加工误差。

1.1采用近似的加工运动造成的误差

在许多场合，为了得到要求的工件表面，必须在工件或刀具的运动之间建立一定的联系。从理论上讲，应采用完全准确的运动联系。但是采用理论上完全准确的加工原理有时使机床或夹具极为复杂，致使制造困难，反而难以达到较高的加工精度，有时甚至是不可能做到。如在车削或磨削模数螺纹时，由于其导程t=πm，式中有π这个无理因子，在用配换齿轮来得到导程数值时，就存在原理误差。

1.2采用近似的刀具轮廓造成的误差

用成形刀具加工复杂的曲面时，要使刀具刃口做得完全符合理论曲线的轮廓，有时非常困难，往往采用圆弧、直线等简单近似的线型代替理论曲线。如用滚刀滚切渐开线齿轮时，为了滚刀的制造方便，多用阿基米德基本蜗杆或法向直廓基本蜗杆来代替渐开线基本蜗杆，从而产生了加工原理误差。

二、机床几何误差及磨损其对加工精度的影响

加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。

2.1主轴回转误差

主轴的回转误差直接影响被加工工件的形状和位置精度，可分解为径向跳动、轴向跳动和角度摆动。由于存在误差敏感方向，加工不同表面时，主轴的径向跳动所引起的加工误差也不同。例如，在车床上加工外圆或内孔时，主轴的径向跳动将引起工件的圆度误差，但对于端面加工没有直接影响。车端面时，主轴的轴向跳动将造成工件端面的平面度误差，以及端面相对于内、外圆的垂直度误差；车螺纹时，会造成螺距误差。主轴的轴向跳动对加工外圆或内孔的影响不大。主轴的角度摆动对加工误差的影响与主轴径向跳动对加工误差的影响相似，主要区别在于主轴的角度摆动不仅影响工件加工表面的圆度误差，而且影响工件加工表面的圆柱度误差。

2.2导轨误差

导轨在机床中起导向和承载作用，它既是确定机床主要部件相对位置的基准，也是运动的基准。它的各项误差直接对形状精度产生影响。导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被加工工件表面的法线方向(误差敏感方向)上，对加工精度的影响最大。导轨在垂直平面内的直线度误差对加工精度影响很小，一般可忽略不计。前后导轨的平行度误差会使工作台在运动过程中产生摆动，刀尖的运动轨迹为一条空间曲线，使工件产生形状误差。

2.3传动链误差

切削过程中，工件表面的成形运动，是通过一系列的传动机构来实现的。传动机构的传动元件有齿轮、丝杆、螺母、蜗轮及蜗杆等。这些传动元件由于其加工、装配和使用过程中磨损而产生误差，这些误差就构成了传动链的传动误差。传动机构越多，传动路线越长，则传动误差越大。机床传动链误差是影响表面加工精度的主要原因之一。

三、刀具、夹具的制造误差及磨损

刀具误差对加工精度的影响随刀具的种类不同而不同。一般刀具(如车刀、镗刀及铣刀等)的制造误差，对加工精度没有直接的影响；定尺寸刀具(如钻头、铰刀、拉刀及槽铣刀等)的尺寸误差，直接影响被加工零件的尺寸精度；成形刀具(成形刀、成形铣刀以及齿轮滚刀等)的误差，主要影响被加工面的形状精度。而刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的位置，造成被加工零件的尺寸误差，夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度(特别是位置精度)有很大影响。夹具的制造误差由定位误差、夹紧误差、夹具的安装误差、导引误差、分度误差以及夹具的磨损组成。夹具的磨损会引起工件的定位误差。

四、工艺系统受力变形引起的误差

工艺系统是一弹性系统，在加工时由于切削力、夹紧力和传动力等作用会产生相应变形破坏了刀具和工件间的正确位置，从而产生加工误差。

4.1切削过程中受力点位置变化引起的加工误差

切削过程中，工艺系统的刚度随切削力着力点位置的变化而变化，引起系统变形的差异，使被加工表面产生形状误差。

4.2切削力大小变化引起的加工误差——误差复映

工件的毛坯外形虽然具有粗略的零件形状，但它在尺寸、形状以及表面层材料硬度上都有较大的误差。毛坯的这些误差在加工时使切削深度不断发生变化，从而导致切削力的变化，进而引起工艺系统产生相应的变形，使得零件在加工后还保留与毛坯表面类似的形状或尺寸误差。当然工件表面残留的误差比毛坯表面误差要小得多。这种现象称为“误差复映规律”，所引起的加工误差称为“误差复映”。除切削力外，传动力、惯性重力、夹紧力等其它作用力也会使工艺系统的变形发生变化，从而引起加工误差，影响加工精度。

五、工艺系统受热变形引起的误差

机械加工中，工艺系统在各种热源的作用下产生一定的热变形。由于工艺系统热源分布的不均匀性及各环节结构、材料的不同，使工艺系统各部分的变形产生差异，从而破坏了刀具与工件的准确位置及运动关系，产生加工误差。尤其对于精密加工，热变形引起的加工误差占总加工误差的40%～70%。

5.1机床热变形对加工精度的影响

机床受热源的影响，各部分温度将发生变化，由于热源分布的不均匀和机床机构的复杂性，机床的各部件发生不同程度的热变形，破坏了机床各部件原有的相互位置关系，影响加工精度。不同类型的机床由于热源不同，对加工精度影响也不同。

5.2刀具热变形对加工精度的影响

尽管在切削加工中传入刀具的热量只有3%～5%，但由于刀具的尺寸和热容量小，故仍有很高的温升，从而引起刀具的热伸长并造成加工误差。粗加工时刀具的热变形对加工精度的影响可忽略不计；对于加工要求较高的零件，刀具的热变形对加工精度影响较大，使加工表面产生形状误差。例如用高速钢刀具车削时，刃部的温度高达700℃～800℃，刀具热伸长量可达0.03mm～0.05mm。

5.3工件热变形对加工精度的影响

工件的热变形主要是由切削热引起的，热变形情况与加工方法和是否均匀受热有关。

5.3.1工件均匀受热

对于一些简单的均匀受热工件，如车、磨轴类件的外圆，待加工后冷却到室温时其长度和直径将有所收缩，由此而产生尺寸误差；加工盘类零件或较短的轴套类零件，由于加工行程较短，可以近似认为沿工件轴向方向的温升相等。对于较长工件(如长轴)的加工，开始走刀时，工件温度较低，变形较小。随着切削的进行，工件温度逐渐升高，直径逐渐增大，因此工件表面被切去的金属层厚度越来越大，冷却后不仅产生径向尺寸误差，而且还会产生圆柱度误差；对于轴向精度要求较高的工件(如精密丝杠)，其热变形引起的轴向伸长将产生螺距误差。

5.3.2工件不均匀受热

机械加工论文篇5

在制造业中，机械制造占据了很大一部分，尤其是当今社会，可以说几乎所有的制造都是机械加工而成的。因此，机械制造业在我国市场占据了主要的地位，机械制造业在国民经济当中为国家供应了装备，它的发展对国民经济的发展有着很大的影响。我国的制造业为国民经济的发展贡献了很大一部分的力量，并且成绩斐然。可以根据机械制造业的几个主要的部分分析一下，以此来看它的发展现状。

1.1基础设施与设备

在机械制造业之中，制造专业的设备与仪器的加工对加工的水平有着重要的作用。可是，事实上我国对很多精密的设备零件并没有自主的知识产权，主要依靠的是进口，这对国内制造业有着极大的限制。对比日本、美国等发达国家，我国在制造技术和加工工艺上有着巨大的差距，正是因为这种机械加工工艺的落后，造成了我国机械加工的效率低下，生产的质量也比较差。

1.2制造加工工艺

当今社会，电子技术和信息技术都由于科技信息的发达而得到了快速的发展。机械制造业也越来越关注科技信息的应用。近几年来，提起中国制造，人们往往把他与假冒伪劣或是质量没保障相联系。产品质量往往是和机械加工工艺相联系的。因此我国应当加大对于新型和高科技技术的加工方法的扩大应用，努力使制造加工水平得到良好的提高。

1.3智能与自动化工艺技术

计算机技术的日益发展，使得制造工业中的自动化的程度得到了充分的提高。发达国家已经基本实现了机械制造工业的自动化与智能化以及集成化产品制造。可是，在我国只有极少数的大型机械加工企业达到了国际的水平，而大部分工厂仍旧是以传统的制造工艺进行生产的。

1.4生产与管理部分

制造工业发达的一些国家对于机械加工的管理都是通过计算机进行远程管理与操控的，相对于我们国家只有极少数的企业应用计算机进行辅的管理之外，剩下的大多数中小型企业依然是处在经验的管理阶段。我国的大部分机械加工企业的管理都是管理水平较低，市场开拓的能力弱，竞争能力低下。

1.5核心技术与开发

自从中国进入世界贸易组织之后，虽然大量对外招商引资，可是在引进先进装备的同时，核心技术却是过不去的一道坎，始终难以把握。根据相关数据说明，对外来技术的依赖性居然高至50%，对于这个比例，发达国家却只有30%以下。国防企业是一定要有自己的核心技术，国防技术的依赖性对于国家的安全性是一个很大的威胁。现在世界格局发生了转变，中国是一个全球性的制造大国。但是因为核心技术的不足以及自主知识产权的缺乏，致使我国的制造加工业处于国际价值链的低端。除去以上分析的几个问题，国家的政治政策与宏观方针，创新能力以及人才的培养方案等等，对我国的机械制造与加工工艺都有着一定的影响。文章从机械加工工艺的流程和优化进行重点分析。

2机械加工工艺的优化研究

为使机械加工更好的适应现代市场的转变，机械加工真要面对一个巨大的改革，而对于机械加工工艺的优化就成了中小型企业的选择。要想要优化加工工艺，需要从以下几点考虑：

2.1了解机械加工工艺发展中出现的问题

对于机械加工工艺中的问题在上文中已有提到，现阶段最主要的问题就是如何提高我们自主创新的能力以及对于核心技术研发的能力和怎样提高我国制造工艺信息化的水平。

2.2优化工艺流程建立在提高效益的基础之上

对引进先进的设施设备注重看待，淘汰掉落后的加工工艺。通过对原材料形状、性能、材质等进行相应的改变与优化，成为更加优良的成品的过程就是加工工艺的优化。新的工艺主要的一点就是要提高生产的效率降低制造的成本。用新进的科技技术，运用新的装备是优化工艺的最有效的路径。对技术人员研发产品过程中的知识产权进行保护，对技术人员的待遇进行合理提高。我国在机械加工上通常是缺少原则的，存在普遍的仿制加工的现象。对于知识产权的维护几近于无，这不仅是损害了发明者的利益，还禁锢了机械制造工艺的发展，大大打击了制造工艺者的创新工艺的积极性。国家应该制定相关政策，打击技术盗用，维护技术人员的利益。

3对于制造工艺成本的优化

主要内容：①对工艺材料进行合理的选择，材料本身的性质，如硬度、性能、可加工性等对于机械制造工艺都有一定的影响；②对于金属材料的切割尽可能减少，这样做不仅节约了时间，同时也减少了原材料的浪费，但是减少的程度与实际加工要进行优化比对，做到综合最佳；③降低加工的难度。因为机械加工工艺的操作与工具的一些限制，有的形状难以加工。因此要尽可能的把难度降到最低，但是还是要做到符合要求。

4结束语

我国的机械加工工艺与发达国家的差距是显而易见的，但是不能够自暴自弃，应该想办法提升能力，提高在机械加工上的竞争能力，为经济水平的提高贡献自己的力量。

机械加工论文篇6

9621橡胶材料由丁腈橡胶、二氧化硅等原材料制造而成，具有耐烧蚀和较强绝热性能，在航天工业中多用于发动机壳体内腔隔热内衬部分。因由9621橡胶材料、铝合金等材料制成的部件与其他部件有对接要求，所以除了要对铝合金等制件进行机械加工外，还必须对9621橡胶材料制件进行机械加工。但由于9621橡胶材料本身切削成型性能较差，采用加工金属材料或高硅氧布缠绕复合材料的加工工艺，选用硬质合金内孔刀具进行加工，在加工部位经常出现起毛、掉渣、分层甚至掉块等加工缺陷，直接导致制品尺寸超差或报废。为满足设计要求，保证制品加工质量的稳定性，提高生产效率，在加工设备不变的前提下对加工工艺进行研究，通过合理选择加工刀具的材料，对刀具的几何结构进行优化，确定合理的工艺参数以及加工方法等，实现预定目标。

2影响机械加工质量的因素及解决方法

2.1刀具的材料

刀具的材料是影响制品机械加工质量的因素之一。在工艺实践中，分别选用了白钢刀（W18Cr4V）、金刚石整体烧结车刀、硬质合金车刀（YW1、YG8）。通过对比分析，白钢刀的综合性能较好，同时满足对材料加工质量的要求又较为经济，是适合于9621橡胶材料切削加工的车刀材料。

2.2刀具几何结构的优化

常见的9621橡胶材料制品加工部分结构见图1，须保证尺寸Φd×h以及加工面的表观质量。制品加工面呈阶梯形几何结构，需要加工内孔和端面。对其它常规材料，一把内孔刀就可以满足加工要求。但由于9621橡胶材料材质较软，加工中经常出现粘刀、易碎等现象，加工成型性较差，所以用加工常规材质的内孔刀加工难以满足加工要求。刀具切削软质材料时，需要的强度和硬度的要求就较低；加工时粘刀、易碎，对刀具切削刃的锋利程度和韧性要求较高。由于加工内孔和端面是两个不同的加工方向，所以根据加工需要设计制作了组合刀具扎孔刀及端面切断刀，此两种切削刀具的共同特点是切削刃锋利且刃部尖窄，能够有效地割裂9621橡胶，经过工艺试验达到了预定效果（图2、图3、图4）。图2为白钢条制作加工的组合刀具；图3为扎孔刀（用于内孔尺寸Φd的加工）；图4为端面切断刀（用于高度尺寸h的加工）。

2.3工艺参数选择

由于9621橡胶材料制品加工成型性较差的特性，其表观质量除了受到刀具材料和几何结构影响外，还受切削速度、进给量的影响。因此加工时工艺参数的选择对提高制品的表观质量也是不可缺少的条件之一。通过多次切削试验，确定了加工内孔和台阶时都采用粗车和精车两个工步进行。粗车切削速度为70～80r/min，进给量控制在0.03～0.05mm/r，切削深度3～4mm。精车切削速度高于粗车，控制在80～90r/min，进给量控制在0.01～0.02mm/r，切削深度1～2mm。选用这样的工艺参数较好地保证了制品的表观质量。制品粗车、精车的主要参数见表1、表2。

2.4加工工艺方法的确定

通过大量的切削试验确定了刀具的材料、几何结构以及加工工艺参数后，研究较佳的工艺方法，才能达到对9621橡胶材料机械加工要求的设计状态。根据切削试验中的经验积累，逐步确定了以下的加工工艺方法：装端面切断刀，以加工好的法兰端面D（见图1）对刀，粗车尺寸h至要求尺寸的三分之二，保证内孔尺寸小于Φd。换扎孔刀以9621橡胶毛坯端面为准，按照端面切断刀粗车到的直径扎孔（见图5、图6），在刀具不动的前提下去除切断掉的残料，将加工出来的内孔尺寸测量准确后，用扎孔刀将内孔尺寸Φd精车到要求尺寸。换端面切断刀加工台阶h，注意此时的扎孔刀深度要稍大于尺寸h，以确保端面切断刀将高度尺寸h加工到位时根部无残留。将加工出来的内孔深度尺寸测量准确后，再次换上端面切断刀以加工好的法兰端面D对刀，将高度尺寸h精车加工到位，见图7。

3应用效果

通过采用优选了材料和改进了几何结构的特制组合刀具，以及工艺参数和工艺方法的合理选择和制定，在实际生产中，有效保证了9621橡胶材料制品的加工质量，产品粗糙度和形位公差满足设计要求，未发现掉块、起皮现象。

4结束语

通过改进特制组合刀具，结合工艺参数的合理选择以及与之相适应的工艺方法制定，在9621橡胶材料制品的加工实践中，所加工制品的质量得到有效控制，完全可加工出满足设计蓝图要求的台阶，有效提高了生产效率，保证了9621橡胶材料制品性能一致性，达到了预期目的。

机械加工论文篇7

1内在因素影响

机械加工工艺对零件加工精度的内在因素一般为机械加工系统中的几何精度误差和安装相关机械时的不规范，内在因素的存在对加工零件的精度影响十分显著，且它的特点是不易消除。几何精度中的机床本身的误差是最为重要的影响因素，机床本身如果存在问题，那么在加工后所生产出的零件一定也存在相当大的误差。机械加工工艺对进行零件加工的设备要求很高，设备的好坏直接影响到生产零件精度。零件的加工机械一般是较大型的组合型机械，这种大型机械会满足零件的精度要求。在组合型机械进行工作时，安装机械是必不可少的环节，机械的各个组合部分有很高的契合度，如果在安装的过程中没有将机械组装好，则将引起零件精度不准确。在日常工作的磨损中也会是机械的各组成部分产生细小的缝隙，这也将对零件的精度产生影响。

2受力因素

在机械设备对零件的加工过程中，机械对零件的接触将使零件受到力的作用。例如有些机械加工设备过紧，它对零件产生的挤压也将成为零件所受的一种外力，加压力对零件的作用是不在加工计算范围内的，所以它的影响将直接是零件的大小产生一定的误差。一般的机械的运行都会对所加工的零件有微小的力的作用，这种看似不会影响零件精度的外力作用往往被生产零件的部门所忽视，但事实上这种运行过程中产生的力的作用会随着时间积累慢慢变大，最终产生足以影响生产零件精度的作用。

3热变因素

机械加工工艺对零件精度的热变因素分为三种，即加工工艺中存在的刀具热变、工件热变形、机床本身及其结构热变形。机械加工工艺过程中存在的刀具热变就是在进行零件加工时的必要切割过程，有些零件的尺寸较小而加工它所用的材料的尺寸却较大，这时就需要用专用刀具对材料进行机械切割。要保证所切割出的零件符合标准，在切割过程中就要反复的切割直至所切割出的材料大小正好符合要求的零件尺寸大小。反复切割的过程就是机械摩擦大量产热的过程，产生的热量会使生产出的零件发生变形，进而影响零件的精度。工件热变形的影响主要是针对长度较长的零件来讲的，在机械加工工艺中经常会加工一些对长度有要求的高精度零件，零件在机械打磨的加工工艺中因为长度过长的原因将产生工件表面温度过高的现象，而其内部的温度却还与环境的温度保持一致，这样就引发了工件的内外温差大的情况，内外存在的温差就会使零件造成严重的形变，这种形变就称之为工件热形变。机床本身及其构件的热变形就是主要针对在加工过程中机床和其它构件运行过程中会相互作用，导致机床本身部分或整体的温度升高。机床局部的温度升高会影响机床本身的结构契合度，高温状态下会使机床的一些部分结合紧密而另一些部分则将会产生结构上的细小缝隙，这样就导致了加工的零件会存在精度不准的问题。整体的机床发热问题会影响带机床本身的正常运行，机床运行的速度会因为温度的升高而下降，这就进一步影响到了所加工生产的零件品质。

二解决机械加工工艺对加工精度影响的对策

1严格控制零件制造过程

在机械加工工艺的过程中要想合理的防止几何精度的误差对零件精度产生影响，就要在选择加工机械加工设备上加以注意，一般的几何误差都来源于出厂时的机械加工设备，对所需要的机械加工设备进行严格的检验。在检验的过程中充分了解设备本身存在的误差问题，经过选择淘汰来找到最适合生产高精度零件的机械加工设备。如果对于已经工作的机械加工设备进行改造，就要对其日常工作所生产的零件进行误差的统计，对得出的数据进行系统的分析，将误差的准确值数据输入到机床的工作系统中去，让其自动的对结果进行误差的消除，生产出的零件就不会存在较大的精度误差。

2减少外力对零件的干扰

在机械加工工艺的过程中，设备对零件所产生的力的作用主要就是挤压力与摩擦力，减少外力对零件精度的影响就要从减少这两方面的力入手。日常加工工作的进行前就要对加工设备进行检查，对固定零件部位过紧的设备要进行及时的整修，减少设备对零件产生力的作用。机械加工设备的表面不可避免都会有摩擦作用，例如在一般的零件生产过程中零件与机床的接触过程中都会产生一定的摩擦力，在持续生产的过程中也会增加设备的表面摩擦力。所以在日常的设备检验过程中就要对表面进行定时的打磨，减少零件与设备接触面的摩擦力的作用，进而减少零件加工过程中产生的误差。

3合理控制温度合理控制

机械加工工艺过程的温度对加工的结果具有重大意义，温度是影响加工设备运行的重要因素，过高的温度与过低的温度都将影响设备的正常运行工作。在加工过程中如果运行的速度快引发了温度的增高就要采取冷水降温的解决措施。例如在对零件的打磨工序中，机床上高速旋转的砂轮与零件相互摩擦将产生大量的热，温度过高将使与砂轮接触的零件部分变形，避免零件变形的重要措施就是用冷水进行设备的降温处理。

三结语

现阶段我国机械加工工艺度零件精度的影响还存在加大的弊端，解决机械加工工艺对零件的误差影响是现阶段我国零件制造业所面临的挑战，合理的找出影响因素，在影响因素的基础上找到解决方法是最为合理的措施。

机械加工论文篇8

机械加工涉及到诸多问题，这些问题有机械加工造成的直接问题，也有存在的间接问题，对于企业的发展和社会的进步都有着阻碍作用，具体分析如下：

1.1机械加工的质量问题质量问题是机械加工最核心问题，加工质量能够直接反映机械加工水平，在我国机械加工行业中，受到我国机械加工传统观念思想观念、管理系统以及工人的素质等问题，导致机械加工质量始终处于发展过程中，达不到国际先进水平。

1.2机械加工的工艺问题机械加工工艺问题主要体现在产品的制造程序合理性与规范性，机械加工工艺问题也是产品制造的规划问题反映。机械加工工艺问题会造成整体制造能力受到限制，所制造出的产品的竞争力不足。机械加工工艺问题与制造工程师、设计工程师的具体设计有关，缺乏高素质的工程师人才。

1.3机械加工的设备应用问题我国诸多企业在近些年来加大了机械加工设备投资，诸多世界先进水平的制造装备也被引进我国。然而，先进设备制造应用也存在一定的问题，不能发挥先进设备作用，得不到应有的加工效果。这就是我国在机械设备应用中对先进制造技术掌握水平较低，不能较好的应用先进制造设备。

1.4机械加工污染问题机械加工污染在我国行业内关注度不高，机械加工产生的污染物往往较难处理，从而对社会环境产生较为恶劣的影响。加工污染问题在企业得不到重视也与国家政策规定有关，国家对于企业加工制造管控能力欠缺。

1.5机械加工成本问题加工成本问题是现代制造企业较为关注的问题，然而我国机械加工行业却不能协调加工质量和成本的关系，往往造成加工成本和加工质量不协调的现象。其中，加工成本问题仍然是加工能力不足，导致加工浪费较为严重。

2.机械加工的改善分析

2.1精益制造在机械加工应用分析制造理论是机械加工的重要指导，在机械加工中要深化先进制造理论影响。其中，精益制造就是最为典型的制造理论，机械加工应用精益生产的思想来改善整个制造系统，以5S的要求规范整个机械加工过程。通过采用精益制造的思想能够提升加工的成本性、质量，完善机械加工体系。

2.2绿色制造在机械加工中应用分析绿色制造技术要保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低。

2.3信息技术在机械加工应用分析信息技术在机械加工应用主要是利用计算机以及通信技术进行机械加工控制，其中包括传感技术、通信技术以及计算机技术，实现机械加工的自动化。通过信息技术应用能够有效的提升机械加工控制性，采用数据显示整个制造过程，利用信息技术大幅提升机械加工水平。

2.4先进设备管理在机械加工应用分析通过采用先进设备管理技术能够有效的保障机械加工的加工能力，并且在加工中进行设备技术的分析，在掌握整个设备运行特点后进行正式加工，并且根据其加工特点统计加工信息数据，用于设备的管理的改进。

2.5机械加工工程师培养分析机械加工工程师素质能够直接影响加工水平，在机械加工工程师培养中要以理论和实践相结合，保证工程师能够在机械加工中分析问题，并提升现场问题的解决能力。

机械加工存在问题会阻碍其自身的发展，机械加工也需要根据存在的问题进行相应的改善，积极地引进先进的制造理论和方法，帮助企业提升机械加工能力，从而为我国机械加工行业的发展提供支持。