试析机械加工精度的影响因素及强化措施

樊辉

摘 要：该篇文章主要对提升机械加工精度的重要性进行阐述，从工艺系统集合误差、内应力重新分布引起的误差、工艺系统受热变形引起的误差、定位误差等多个方面入手，解析影响机械加工精度的因素，并在此基础上，从直接减少误差法、误差补偿法、误差分组法、误差转移法4个方面，提出强化机械加工精度的措施。希望通过该文的阐述，可以给相关领域提供些许的参考。

关键词：机械加工 精度 影响因素 强化措施

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）09（a）-0057-02

在这个经济快速发展的背景下，我国各个企业为了得到稳定的发展，开始对机械加工精度提出了严格的要求，从而达到提升企业生产率的目的。但是，根据目前的情况来看，在进行机械加工的过程中，机械加工精度还无法满足企业的要求，这主要是因为影响机械加工精度的因素有很多，这些因素的存在，严重影响了机械加工的质量。正因如此，机械加工企业将大量的人力资源、物力资源以及财力资源投入提升机械加工精度中。文章就重点阐述机械加工精度的影响因素及强化措施。

1 提升机械加工精度的重要性分析

机械加工精度的好坏直接影响机械零件的质量。随着我国企业在生产上开始追求高速化以及精准化的需求，各个企业开始对机械加工精度提出了严格的要求，如果机械零件加工的精度无法保障，就会导致加工出来的机械零件存在较大的误差，这样不但会导致机械在运行时无法得到安全保证，同时也影响机械设备的使用年限。因此，加强机械运行的效率，提升企业生产率，是目前我国各个企业通过努力和发展的目标。

2 影响机械加工精度的因素分析

2.1 工艺系统集合误差

（1）机床的几何误差。在进行刀具等机械设备的加工时，一般都需要借助机床来完成，所以，机械加工精度的高低，主要和机床的精度有关。在机床加工中，会给机械加工精度造成影响的主要原因有3个：第一个是主轴回转误差；第二个是导轨误差；第三个是传动链误差。所谓的主轴回转误差主要是指，机床主轴主要是以装夹工件或者刀具为基准，并把运行中所产生的动力传递为装夹工件或者刀具，一旦主轴在回转的过程中存在失误，就会导致机械加工精度受到影响。所谓的导轨误差主要是指，导轨作为确定机床各个零部件位置关系的关键，同时也能保证机床顺利运作的基准，除了导轨自身会出现制造失误之外，如果导轨出现不均匀磨损或者安装出现问题，就会导致导轨误差出现。所谓传动链误差主要是指，传动链始末两端的传送元件会存在误差，通常情况下，传动链末端元件的失误主要来源于衡量。

（2）刀具的几何误差。和机床的几何误差进行比较，导致刀具的几何误差出现的因素有很多种。其中刀具的误差，就会给机械加工精度带来一定的影响。不管是对定尺寸刀具还是成形刀具或者展成刀具进行加工时，刀具的制造误差会给机械加工精度造成直接的影响。而针对普通刀具来说，如车刀等，刀具的制造误差不会给机械加工精度造成直接的影响。

（3）夹具的几何误差。夹具的主要作用就是借助工件对刀具以及机床的位置进行刮泥，因此，一旦夹具出现制造失误，就会给工件的加工精度带来影响，尤其是位置精度，会造成的影响更严重。

2.2 内应力重新分布引起的误差

（1）基本概念。在没有外力的作用下，在零件内部产生的一种应力，可以将其称之为内应力。当工件中出现内应力以后，会导致工件金属一直处于不稳定的状态，它本能地将高能位逐渐向低能位转化，但是在转化的过程中会出现形變，进而导致工件丧失自身具备的加工精度。

（2）内应力的产生。①热加工中内应力的产生：在进行热处理的过程中，因为工件的壁厚存在不均匀、冷却速度不均匀以及金相组织出现转变等因素，使得工件出现内应力。②冷校直产生的内应力：对于丝杠这种比较细长的转轴要经过车削处理之后，棒料在进行轧制的过程中，会产生一定的内应力，并且内应力对进行重新分布，并弯曲。③降低内应力变形误差的途径：要想实现降低内应力变形误差，可以通过改变零件结构的方式得以实现，尽量选择一些壁厚均匀、结构相等的工件，从而缓解内应力发生的几率。

（3）工艺系统受热变形引起的误差，一旦工艺系统出现热变形，就会给机械加工精度造成一定的影响。尤其是在机械精密加工的过程中，由于热变形而导致加工过程出现失误的几率占工件总误差的55%以上。当机床或者刀具受到一定的热作用后，自身所产生的温度会逐渐上升，并且它们可以借助各种热传递的方式向四周的物质以及空间释放多余的热量。当单位时间内传进的热量和传出的热量对等时，工艺系统就会达到热平衡状态。

（4）定位误差。①基准不重合误差，当定位基准和设计基准存在不重合时，就会导致不重合误差出现。这种失误只会在采取调整法的时候才会出现，在试切法加工中不会出现此现象。②定位副制造不准确误差，夹具中的定位元件的主要作用就是确定工件在夹具中的准确位置。基准不重合误差的方向与定位副制造不准确误差的方向不会相同，定位误差主要产生在基准不重合误差与定位副制造不准确误差之间的矢量和。

3 提高机械加工精度的措施探讨

通过上文可以得知，要想提升机械加工的精度，采用的措施有4种：第一种是直接减少误差法；第二种是误差补偿法；第三种是误差分组法；第四种是误差转移法。下面将进一步对这4种措施进行全面的阐述。

3.1 直接减少误差法

在找明工件出现失误的因素以后，可以借助某种工艺措施来减少失误误差。例如，可以应用大主偏角反向切削法，对细长轴进行车削处理，这样做的主要目的是防止轴向切削力产生的弯曲变形现象，如果机床的顶端应用的是弹簧顶尖，这样可以有效地防止误差的出现。总而言之，指定合理的工艺加工计划，这样不仅可以达到对工件失误的控制目的，同时还能提升机械加工的精度。

3.2 补偿误差法

补偿误差主要是指借助人为因素而导致的一种新型的误差，并借助这个误差来消除工艺系统中出现的固有误差，进而实现控制误差的作用。该种处理方式只适合应用在原有误差不能借助工艺改良的方式进行控制的情况下，利用制造误差的方式来实现消除误差的作用。该种处理方式的应用主要是对机械加工误差进行全面掌握的根本上进行使用的，否则盲目地使用该种方式，只会加剧误差的发生几率，进而达不到消除误差的作用。

3.3 误差分组法

在进行工件加工时，上一个加工工序中如果产生误差，就会给整个工序带来一定的影响。例如，误差复映导致成本工序的加工误差逐渐增大、定位误差导致成本工序的加工误差逐渐增大。为了有效处理这方面的问题，在进行工件加工的过程中，可以应用误差分组法，将加工工具进行分组，这样可以减少误差的发生范围，并对各个小组中所产生的误差进行调整，从而达到提升机械加工精度的目的。

3.4 误差转移法

所谓的误差转移法主要指，利用某种方式把工艺系统中存在的几何误差通过转移的方式将其转移到误差非敏感的领域中，保证在进行加工时，出现的误差不会给机械加工精度带来任何的影响，从而提升机械加工精度。机械加工误差主要是指其敏感方向的误差，例如加工表面中的切线领域，只有把误差转移到误差非敏感的领域中，才能达到提升机械加工精度的目的。

4 结语

在进行机械加工的过程中，总是会存在各种误差，只要对这些产生误差的因素進行全面分析，并采用相应的防护措施，就可以达到提升机械加工精度的目的。

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