張巨洲

摘 要：現(xiàn)實中，要想徹底消除機械加工過程中的誤差是不可能的，但如果采取有效的措施，可以將誤差控制在允許接受的范圍之內(nèi)。而要實現(xiàn)這一點，就需要對實際加工過程中產(chǎn)生的誤差進行認真分析，找出誤差的成因和影響因素，然后再采用有針對性的措施來減少或控制誤差。文章對影響機加精度的因素進行了分析，并在此基礎(chǔ)上就如何提升機加精度的措施進行了探討，希望對推動我國機械行業(yè)的發(fā)展和進步能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：機械加工精度；影響因素；提高措施

中圖分類號：TH161 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）32-0065-02

引言

機械制造業(yè)作為支撐我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，對國家總體的發(fā)展和進步做出了很大的貢獻。然而我國雖然名為制造業(yè)大國，但卻離實現(xiàn)制造業(yè)強國的目標(biāo)仍任重道遠。與歐美等發(fā)達國家相比，我國對于同類產(chǎn)品的加工制造精度都較低，這導(dǎo)致的一個直接結(jié)果就是很多高端機械設(shè)備只能依賴進口，即使自制成功，在使用壽命和可靠性上也大打折扣，這種狀況亟需改變。

現(xiàn)代的機械制造系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及到眾多環(huán)節(jié)，而其中任一環(huán)節(jié)都會對最終產(chǎn)品的加工精度造成嚴(yán)重影響。為了使我國生產(chǎn)的機械產(chǎn)品在市場上具有較高的競爭力，我們必須對機加過程中的精度保障問題提升重視。本文正是基于這一立場，對影響機加精度的因素進行了分析，并在此基礎(chǔ)上就如何提升機加精度的措施進行了探討，希望對推動我國機械行業(yè)的發(fā)展和進步能夠有所幫助。

1 提升機械加工精度的意義分析

現(xiàn)實中，評價機械零部件加工質(zhì)量的一個最重要的指標(biāo)就是加工精度，加工精度會對機械零部件后續(xù)的裝配作業(yè)以及投產(chǎn)使用造成直接影響。為了減少機加過程中的誤差，使最終產(chǎn)品參數(shù)與設(shè)計參數(shù)盡可能地一致，我們有必要對精度保障工作提升重視。機械加工精度可以分為尺寸精度、形狀精度和位置精度三類。在從事機加操作時，只有對這三者的誤差都進行嚴(yán)格控制，才能確保最終產(chǎn)品的加工精度滿足實際要求。現(xiàn)代企業(yè)對機械設(shè)備的運行性能和壽命都提出了嚴(yán)格的要求，而要落實這一點，就必須對產(chǎn)品質(zhì)量進行保障，其中最重要的一點就是保障機加精度。而要實現(xiàn)對加工精度的有效提升，需要對整個制造過程進行全面控制，對所有涉及到誤差產(chǎn)生的環(huán)節(jié)都加強管理，甚至對傳統(tǒng)的制造理念和方式進行變革。因此，對機械產(chǎn)品的加工精度進行控制，使加工誤差不超出設(shè)計要求，是提升機械產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障，也是提升機械企業(yè)產(chǎn)品競爭力的有效途徑。

2 影響機械加工精度的因素分析

2.1 加工原理存在誤差

對于機械加工過程，不同的加工方法對應(yīng)著不同的加工原理，而且每種加工原理在付諸于實踐的過程中都會產(chǎn)生一定的誤差，這種誤差是客觀存在的。例如當(dāng)利用齒輪滾刀進行滾齒加工時，就可能會產(chǎn)生以下兩種誤差：一是出現(xiàn)切削刃齒廓類似造型的誤差，形成這種誤差的原因在于采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿進行機械加工時，與采用漸開線基本蝸桿的加工精度存在明顯不同；二是因為滾刀刀齒數(shù)存在誤差，導(dǎo)致最終生產(chǎn)出來的產(chǎn)品與理想產(chǎn)品間存在明顯差別。因此，加工原理存在的誤差是客觀的，在實際制定加工方案時，應(yīng)盡量選擇精度較高的加工原理，將誤差控制在允許接受的范圍之內(nèi)。

2.2 刀具和夾具存在誤差

機械產(chǎn)品在進行加工操作時，需要用到的制造資源除了機床之外，還需要用到刀具和夾具。前者主要是用來對零件毛坯進行減材切削，使產(chǎn)品外形和精度逐漸達到設(shè)計方案的要求；后者主要是對處于機加過程中的工件進行固定，使工件不會隨著機加操作的進行而隨意移動。對于刀具來說，其作為一種機械產(chǎn)品，本身在尺寸上就存在一定的誤差，所以必然會對最終的機加精度造成影響。成型刀具因為其表面也存在誤差，所以對機械零部件的表面精度也會帶來影響。此外，刀具在加工過程中一般還會伴隨發(fā)生磨損，當(dāng)磨損量積累到一定程度后，刀具的磨損會加劇，從而使機械零部件的加工精度受到嚴(yán)重影響。同時，刀具在加工過程中還會受熱膨脹，導(dǎo)致刀具發(fā)生變形，這也會對產(chǎn)品精度帶來影響。對于夾具來說，它的裝夾精度也會直接影響到工件的加工質(zhì)量。如果夾具的定位、安裝出現(xiàn)誤差，或者夾具受熱出現(xiàn)變形，那么都會導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)加工誤差。

2.3 主軸回轉(zhuǎn)誤差

主軸（如圖1所示）是機床中的重要零件，它對機床的加工精度影響巨大。當(dāng)機床主軸的幾段軸頸出現(xiàn)同軸度誤差，或者主軸和配套的安裝軸承出現(xiàn)同軸度誤差時，那么機床在運轉(zhuǎn)時就會產(chǎn)生徑向回轉(zhuǎn)誤差，這樣自然也會給最終的零部件加工帶來誤差。此外，當(dāng)機床的主軸軸肩端面與軸承承載端面的配合不夠精密時，也很容導(dǎo)致軸向竄動誤差，這種誤差會對零部件的加工平面質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，進而降低產(chǎn)品精度。

3 機械加工精度提高措施

3.1 直接減少誤差法

在機械加工過程中，直接減少誤差法是使用最為廣泛的一種方法。該方法首先對導(dǎo)致零件出現(xiàn)誤差的原因進行分析，并直接針對原因采取相應(yīng)的策略來降低誤差。比如在加工細長軸時，采用大主偏角反向切削法可以避免軸向切削力導(dǎo)致的變形，進而提升加工精度。又例對磨損嚴(yán)重的刀具進行修磨或直接更換，也能提升產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

3.2 補償誤差法

補償誤差法主要是解決因人為因素而導(dǎo)致的誤差問題，通過采取補償措施來消除既有誤差，從而實現(xiàn)對零件加工精度的有效控制。補償誤差法一般用來解決既有誤差無法直接消除的情況，該方法首先應(yīng)對既有誤差進行全面的分析，然后結(jié)合實際情況制定誤差補償措施。運用補償誤差法需要一個前提條件，即確保舊的誤差無法被直接消除，也不能對其進行控制，這樣才能采用補償誤差法來消除既有誤差。補償誤差的本質(zhì)是一種通過制造新誤差來抵消舊誤差的方式，它需要工藝人員對機械加工過程有足夠的了解，能夠找出誤差產(chǎn)生的原因，并及時采取措施消除誤差。

3.3 誤差分組法

零件加工往往會涉及多個環(huán)節(jié)，前一個環(huán)節(jié)的誤差會對后續(xù)的加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生不利影響，這不僅可能導(dǎo)致加工成本升高，而且也不能保障機械產(chǎn)品的加工質(zhì)量。為了能有效解決這一問題，可以考慮采用誤差分組的方式。誤差分組法是將上一環(huán)節(jié)的加工零件按照誤差進行分組，確保每組的誤差會減小，從而最大限度的降低誤差，在此基礎(chǔ)上通過對其進行調(diào)整以實現(xiàn)高精度加工的目標(biāo)。

3.4 誤差轉(zhuǎn)移法

誤差轉(zhuǎn)移法是采取一定的措施來將工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差進行轉(zhuǎn)移，要求工藝人員和操作工人配合使用相應(yīng)的策略，將系統(tǒng)誤差轉(zhuǎn)移到對零件精度沒有影響的位置。例如在進行多工位加工時，其中轉(zhuǎn)位產(chǎn)生的誤差會嚴(yán)重影響到加工質(zhì)量，此時就可以通過垂直安裝刀具的方式來轉(zhuǎn)移誤差。垂直安裝刀具會使因刀架轉(zhuǎn)位產(chǎn)生的誤差轉(zhuǎn)移到零件內(nèi)孔誤差，確保了最終的零件加工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

現(xiàn)實中，要想徹底消除機械加工過程中的誤差是不可能的，但如果采取有效的措施，可以將誤差控制在允許接受的范圍之內(nèi)。在實際加工過程中，就需要采取有效措施來對加工誤差進行控制，以提升機械產(chǎn)品的加工精度。而為了落實這一點，就需要對實際加工過程中產(chǎn)生的誤差進行詳細研究，找出誤差產(chǎn)生的原因和影響因素，然后再采用有針對性的措施來減少或控制誤差。同時，通過對機械加工工藝進行優(yōu)化，也能提升產(chǎn)品加工過程的可控性，這對提升產(chǎn)品加工精度和生產(chǎn)效率具有積極效果。

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