王秀艷

（哈爾濱工程機(jī)械制造有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 影響機(jī)械加工高精度的原因

1.1 機(jī)械加工中機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)誤差

機(jī)械加工過(guò)程中由于工件加工都是通過(guò)機(jī)床上的刀具直接作用上去的，所以工件的精度很大程度上是有機(jī)床精度決定的，而且長(zhǎng)時(shí)間工作機(jī)床必然會(huì)磨損，所以機(jī)床是導(dǎo)致機(jī)械加工誤差的重要原因，機(jī)床影響機(jī)械加工精度的誤差主要有三個(gè)部分，即導(dǎo)軌誤差、傳動(dòng)鏈誤差與主軸回轉(zhuǎn)誤差。

導(dǎo)軌誤差，主要有金屬構(gòu)成也可以是其他材料，主要用于承受、固定、引導(dǎo)移動(dòng)裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置，做高精度直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌的安裝和生產(chǎn)質(zhì)量都會(huì)影響機(jī)床精度，而導(dǎo)軌長(zhǎng)時(shí)間磨損是導(dǎo)致機(jī)床誤差的重要原因之一。傳動(dòng)鏈誤差，傳動(dòng)鏈兩端傳動(dòng)元件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩端的角度和速度等原因是導(dǎo)致傳送鏈誤差的主要原因，平常把傳送鏈末端元件角度誤差記為傳送鏈誤差的標(biāo)準(zhǔn)。主軸回轉(zhuǎn)誤差，主軸是用來(lái)承載工件或刀具的平臺(tái)，把動(dòng)力傳給刀具，帶動(dòng)工件。所以主軸回轉(zhuǎn)的精度必須高，它的誤差直接影響工件的精度，是影響機(jī)床精度的重要原因。

1.2 機(jī)械加工中刀具和夾具誤差

刀具誤差是根據(jù)機(jī)械加工中機(jī)床上刀具的種類幾何形狀影響的，由于刀具種類繁多幾何形狀不同對(duì)工件加工的影響的誤差也不同，如定尺寸刀具展成刀具加工工件時(shí)，刀具直接影響工件的精度，它的誤差相對(duì)機(jī)床加工精度影響較大，而車刀之類的刀具對(duì)工件加工影響就不那么明顯。夾具主要固定機(jī)床刀具校準(zhǔn)位置，它的要求比較高，如果位置不準(zhǔn)確直接導(dǎo)致工件加工精度，特備是特殊位置的夾具，影響就更大，所以安裝調(diào)試是一定要注意。

1.3 機(jī)械加工中定位誤差

機(jī)械加工中定位誤差主要分為兩個(gè)方面：定位副制造誤差，當(dāng)工件在夾具中時(shí)它的位置主要取決于夾具定位元件，而基準(zhǔn)不重合與定位副制造不標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致的誤差影響工件加工精度，基準(zhǔn)不重合誤差，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)往往與定位基準(zhǔn)存在偏差，而試切是無(wú)法判斷出來(lái)，在機(jī)械加工時(shí)就會(huì)存在一定的誤差，這也是影響工件加工的精度，定位副制造誤差與定位基準(zhǔn)不重合誤差的的和就為定位誤差值。

1.4 受工藝影響引起的誤差

當(dāng)機(jī)械加工工件時(shí)，工件在夾具中受到機(jī)床帶來(lái)的切削、慣性、重力、傳動(dòng)等力的作用，時(shí)常由于操作不當(dāng)引起工件變形，改變刀具與工件之間的準(zhǔn)確位置，使工件加工產(chǎn)生誤差。在機(jī)械加工過(guò)程中工件與刀具的剛度強(qiáng)弱直接影響其精度，如果工件不足以承擔(dān)機(jī)床帶來(lái)的切削力很容易變形，而刀具剛度則由不同刀具類型決定工件加工的精度，比如外圓車刀的剛度大，它可以承擔(dān)比較大的力不易變形，所以對(duì)工件加工的精度影響較小，由于膛直徑內(nèi)孔較小，刀桿剛度不高，對(duì)工件加工精度影響較大。這些誤差可因根據(jù)材料力學(xué)相關(guān)公式算出來(lái)。

1.5 機(jī)床部件與工藝系統(tǒng)剛度對(duì)機(jī)械加工精度的影響

機(jī)床由許多部件組成，每個(gè)部件的剛度大小各有不同，而每個(gè)部件由于部位不同受到的機(jī)械加工過(guò)程中帶來(lái)的力也不同，有些受到的力較小，對(duì)剛度要求不高，而有些受到的力較大，對(duì)剛度要求就高，并且受到的力各有不同，由摩擦力、切削力等所以機(jī)床各部件剛度要求無(wú)法統(tǒng)一，很難算出誤差也沒有適當(dāng)?shù)挠?jì)算方法。工藝系統(tǒng)剛度引起的誤差很多，比如切削力引起的誤差，當(dāng)工件在機(jī)械加工過(guò)程中，由于工件不同位置材質(zhì)不同受到同樣的切削力，而效果不同很容易變形，生產(chǎn)出來(lái)的工件存在一定的誤差；夾具在夾緊工件時(shí)，由于機(jī)床作用了導(dǎo)致工件夾緊點(diǎn)發(fā)生變化，工件所受到的力方向部位等發(fā)生變化，生產(chǎn)出來(lái)的工件也存在一定的誤差，這些誤差都是不可能用計(jì)算方法算出來(lái)的。

1.6 機(jī)械加工中受熱變形引起誤差

機(jī)械加工過(guò)程中由于摩擦等原因引起工件受熱變形導(dǎo)致誤差而是影響工件精度的又一重要原因，特別是大型工件和精密工件的加工，當(dāng)工件在機(jī)床上加工時(shí)，受各方面影響溫度漸漸升高，再通過(guò)熱傳遞把熱源傳遞到不同位置，期間刀具、夾具、工件都會(huì)受熱，產(chǎn)生物理變化，而當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)入的熱量大于機(jī)床單位時(shí)間散發(fā)出去的熱量時(shí)，熱量積累倒是部分部件受熱變形，影響工件精度。

1.7 機(jī)械加工中內(nèi)應(yīng)力引起的誤差

內(nèi)應(yīng)力就是在沒有外力作用下存在機(jī)床各個(gè)部件之間的應(yīng)力。機(jī)械加工過(guò)程中工件要經(jīng)過(guò)熱處理，而工件各部位的材質(zhì)和薄厚不均勻，致使工件冷卻不均勻?qū)е鹿ぜ艿絻?nèi)應(yīng)力的影響，機(jī)械加工過(guò)程中工件受到內(nèi)應(yīng)力之后工件內(nèi)的金屬就會(huì)從高能位狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低能位狀態(tài)轉(zhuǎn)換，期間伴隨著工件形變影響機(jī)械加工的精度。如絲桿類細(xì)長(zhǎng)軸工件在加工過(guò)程中原料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致工件成品發(fā)生彎曲。

2 提高機(jī)械加工精度的幾點(diǎn)措施

2.1 提高機(jī)床初始精度

首先，必須提高機(jī)床自身精度，從安裝調(diào)試入手，嚴(yán)格按照出廠標(biāo)準(zhǔn)和場(chǎng)地限制安裝機(jī)床，精確刀具、夾具等部件的位置，特別是刀具與夾具的精度。其次，嚴(yán)格控制機(jī)械加工過(guò)程中系統(tǒng)作用力，減輕工件由受熱、內(nèi)應(yīng)力、磨損、剛度等造成的變形情況。日常加工過(guò)程中要對(duì)由機(jī)床幾何印象的誤差進(jìn)行記錄，分析不同情況下產(chǎn)生的誤差原因，并作出相應(yīng)的維修方案，適時(shí)地更換部件，特別是精密工件加工更需要嚴(yán)格科學(xué)的管理，保證機(jī)床的幾何精度、剛度、控制內(nèi)應(yīng)力和熱變化，提高工件加工原始精度減低誤差。

2.2 采用誤差補(bǔ)償法提高精度

在機(jī)械加工過(guò)程總原始誤差不可避免，可以通過(guò)誤差補(bǔ)償法對(duì)原始誤差進(jìn)行矯正，降低誤差提高精度。誤差補(bǔ)償法就是通過(guò)人為的制造一些誤差，來(lái)擬補(bǔ)機(jī)械加工過(guò)程中的原始誤差，通過(guò)此法可以降低機(jī)械加工中的原始誤差，提高精度。也可以通過(guò)機(jī)械加工過(guò)程中一部分誤差來(lái)抵消、中和另一部分原始誤差，也可以降低誤差調(diào)高工件的精度。

2.3 分組法降低誤差

為提高機(jī)械加工工件的精度，可以采用分化原始誤差的方法，逐步加工層層分化原始誤差，根據(jù)工件加工的記錄，把工件的毛坯等半成品分成若干組，再根據(jù)各組的尺寸大小調(diào)整刀具、夾具對(duì)相應(yīng)的部位逐一進(jìn)行加工，圍繞工件的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加工，使各組加工出來(lái)的工件符合標(biāo)準(zhǔn)，這樣大大分散工件的原始誤差，增加工件的精度。還可以通過(guò)對(duì)工件不同工序的反復(fù)加工，比較誤差與標(biāo)準(zhǔn)值，然后進(jìn)行相互修正調(diào)整，縮小和標(biāo)準(zhǔn)的差距。

2.4 移除法

在機(jī)械加工過(guò)程中誤差存在很多種，有的地方特別敏感，而有些部位就不是那么特別敏感，移除法就是轉(zhuǎn)移原始誤差，由于各種原始誤差導(dǎo)致工件成品誤差作用不同，有的誤差影響非常大，而有的誤差影響并不明顯按，所以把機(jī)械加工過(guò)程中敏感部位的誤差轉(zhuǎn)移出去，轉(zhuǎn)移到不是特別敏感的部位從而降低誤差提高精。這種方法必須要有大量的記錄數(shù)據(jù)做依據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)怎么轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移哪些部位，轉(zhuǎn)移到哪是關(guān)鍵，不要把不該轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移出去那就沒必要了。

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