机械加工对精度加工制造的影响

张凯 杨勇 王家斌 王帅 田德棚 徐善明

摘 要：零部件是机械设备的基础组成部分，是影响设备运行安全性与稳定性的重要因素，并且决定了设备的使用性能，因此提高零件质量是十分必要的，但在加工零件时受到机床、工艺、刀具等各类因素的影响，导致误差难以避免，进而使得零件精度达不到生产标准，因此当前最重要的是了解影响零件加工精度的具体原因，并进行针对性处理，同时还可采用误差补偿等方法加以处理，将误差控制在合理的范围内，本文就对此问题进行了详细探讨。

关键词：机械加工；精度加工制造；影响

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.010

0 引言

机械加工是一项较为复杂的工作，原因在于加工过程中存在许多较难控制的因素，一旦机床、刀具或工艺任一方面出现偏差，都会影响零件精度，进而影响机械设备的使用性能，因此企业应不断总结经验，分析误差的特点及成因，提前制定好预防措施，并对整个加工过程加大控制力度。本文就对此问题进行了具体分析。

1 影响因素

（1）机床自身因素。如果机床本身就存在误差，必然会影响零件加工的精度，具体来说，机床方面的误差主要包括以下几种。第一是主轴回转误差。加工零件必须以主轴为准，其属于机床加工的核心部件，因此一旦出现偏差，必然会影响零件精度。第二是导轨误差，其是机床在运行过程中的一项较为基础的条件，对于零件各部分位置的确定具有重要作用[1]。但此类误差较为常见，安装质量也处于极不稳定的状态，进而导致机床整体产生偏差，无法满足零件的加工要求。第三是传动链误差，传动链元件会随机床运行时间的增加逐渐被磨损，进而影响加工精度。

（2）加工工具因素。在加工过程中通常会根据零件的特点选择合适的刀具，必要时还需要采用一些特殊道具，而这类道具最容易形成误差，普通道具的误差相对较小，甚至可根据零件的精度要求直接忽略。另外，夹具的影响较为明显，其主要作用是固定机床与刀具，避免两者偏移，但夹具出现误差的现象也较为常见，最终导致零件的精准度无法满足生产要求，因此需要严加控制。

（3）内应力因素。内应力会影响机械设备的稳定性，进而导致零件变形。内应力的产生与以下两项因素有关。第一，在热处理时零件的尺寸控制难度较大，容易导致尺寸不够均匀，冷却过程中也会出现同样的状况，最终都会产生内应力[2]。第二，如果零件为细长状，车销后会因内应力而弯曲，进而影响零件的加工精度。

（4）工艺系统因素。工艺系统一旦受热，必然会导致零件变形，在具体加工时误差最高可达70%。机床与刀具数受热时同样会出现此种情况，并且变形更为明显。另外，工艺系统在加工过程中通常会受到外力的影响，进而导致加工误差较大，其中的原因主要包括以下两个方面。第一是零件刚度。相对刀具而言，工件刚度较低，在切削力的共同作用下，必然会导致零件刚度不足，进而引发变形问题。第二是刀具刚度。采用外圆车刀加工时尽管因刚度过大会产生一定程度的形变，但通常情况下均能控制在合理的范围内，因此可直接忽略，但如果刀杆刚度较小，则会导致孔加工的精度无法满足生产要求，镗的直径过小也会引发同样的状况。

2 提高加工精度策略

（1）分析误差性质。误差可分为系统与随机两种类型，前者主要指的是批量加工零件时所产生的规律性误差，可分为原理、制造等多种不同的类型[3]。后者主要是由于刀具受损或系统受热所引起的。随机误差具有规律性，包括定位、内应力等多种类型。为了提高零件精度，必须区分误差性质，在具体解决的过程中首先需要了解误差的大小与方向，明确其中的变化规律，而后进行针对性处理。随机误差较难控制且无法彻底消除，因此需要了解误差根源，尽可能地将误差所造成的影响降低至最小。

（2）误差补偿法。误差补偿法应用范围较广，能够消除误差，主要操作方式是制造新的误差，实现新旧误差的结合，这样便能抵消原本所产生的误差，遵循的是正负相消的原理，只要两个误差一正一负且绝对值相等，就能够互相抵消，对于提高加工精度具有重要作用。

（3）均化原始误差。误差均化法主要应用于工件表面或者轴、孔的高精度加工，需要采用研磨工艺均化工件表面，實现两个表面的磨合，进而逐步消除误差[4]，在此过程中也能检查与修正工件，进而达到高精度加工的目的，此种方法尤其适用于精密基准件，对于控制分度转位误差具有重要作用。

（4）优化加工工艺。加工工艺与最终的加工精度密切相关，因此应做好工艺的优化处理，实现加工设备的更新换代，了解老旧设备的现状，明确设备各部件的磨损状况，如果修补后仍无法满足加工要求，则需要及时替换，代之以新的设备。同时还需要做好机械设备的养护工作，定期进行检查，及时处理故障，确保设备性能较为稳定，这样也有助于延长设备的使用期限，进而帮助企业缩减投资成本。另外，企业还应在工艺方面不断进行探索，在实践过程中研究新的加工方法，创造出符合企业生产要求的新工艺。

（5）提高人员技术水平。除了优化工艺、分析并消除误差外，加工人员也是一项较为重要的影响因素，因此需要通过培训帮助人员了解影响加工质量的因素，丰富人员的经验，促使人员在操作过程中能够结合理论知识加以处理，并且还可将实践经验转化为理论知识点，进而不断总结加工经验，合理控制零件误差。

3 结语

总而言之，零件误差较为常见，原因在于加工过程较为繁琐，刀具、温度等各类因素都会影响原本的加工计划，导致出现许多不可控因素，严重影响零件精度，因此企业需要将此问题重视起来，加大研究力度，制定好规避措施，通过误差补偿等方法及时纠正误差，并将零误差作为加工目标，这样才能保障零件质量，促使企业实现长远发展。本文就对此问题进行了深入探究。

参考文献：

[1]刘帅.机械加工中对精度加工制造造成影响的因素[J].内燃机与配件，2018（16）：111-112.

[2]宋建.试析机械加工对精度加工制造造成的影响[J].科技资讯，2016，14（10）：50-51.

[3]简庆龙.塑料模具制造过程中生产成本分析与研究[D].华南理工大学，2014.

[4]卢碧红.虚拟数控车削加工精度预测系统研究[D].大连铁道学院，2013.