论文部分内容阅读
【摘 要】 机械加工精度即加工后零件各表面、形状、尺寸的实际值和理想值的相符程度，它们之间的不同即为产生的误差。一般情况下，精度的高低取决于误差的大小，因此要提高精度就必须从各个环节的误差开始控制。本文就机械加工精度的相关问题进行了具体分析。
【关键词】 机械加工；加工精度；策略分析
机械加工是装备制造业的重要支撑工序，机械加工技术水平决定着一个国家的装备制造实力。随着我国经济社会快速发展，我国已经成为世界上重要的装备制造大国，并不断朝着装备制造强国迈进。特别是随着我国经济实力的不断增强，对机械工业的需求越来越大，质量要求越来越高，机械加工精度是决定机械制造质量的重要指标，也是决定机械制造零部件制造质量的两个关键因素之一。决定机械零部件加工精度主要包括尺寸精度、几何形状精度及相互位置精度等，在进行机械加工的过程中，加强对以上三种精度的控制，可以有效避免精度出现偏差，影响零部件加工质量问题的发生，从而提高机械加工质量和水平。
一、提升机械加工精度的重要性分析
机械零件的质量很大程度上取决于机械加工的精度，对加工后零件的几何参数进行细致提高，以此来有效减少其与理想参数的差别。而随着生产的日益高速化和精确化，各行各业都对机械零件的精度提出了更为严格的要求，这决定了在生产中一定要有效保证机械加工的精度，如果不能保证机械零件的加工精度，就会让加工出来的零件出现很大的误差，这不仅会让机械运行得不到有效的保障，更大大降低了零件的使用寿命。正因为如此，保证机械加工的精度，将误差控制到一个可以接受的范围内，可以大大提升机械生产和运行效率，这是我国经济发展的需要，也是社会进步的要求。
二、机械加工精度的影响因素分析
影响机械加工精度的因素有很多，具体说来，主要有以下几点。
1.加工原理存在误差
加工原理误差指的是在使用近似的成形运动或者近似的切削刃轮廓的情况下，进行机械加工而产生的一定的误差。以滚齿加工用的齿轮滚刀为例，其一般存在着两种类型的误差。首先，会出现切削刃齿廓类似造形的误差。使用阿基米德基本蜗杆或者法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆就是形成这种误差的最主要的原因。其次，对加工会产生很大影响的是滚刀的刀齿数。在一般的情况下，它会导致加工生产过程中出现一条折线的齿形。这种折线的齿形与理论上所说的光滑渐开线是不同的，所以这就带来了无可避免的误差情况。
2.刀具和夹具制造存在误差
机械加工中，刀具和夹具都是十分重要的制造工具，一旦刀具和夹具的制造存在误差，必将会导致整个机械加工的精度产生巨大的偏差。当然，这种影响会因为刀具和夹具的不同而改变。对于刀具来说，其往往不会直接影响刀具的精度。例如，定尺寸刀具若存在误差就可以直接影响到加工零件的尺寸精度；成形刀具若存在误差就会对加工面的形状精度产生较大影响。如果刀具出现磨损的话，就会对刀具相对应的被加工表面的位置带来影响，进而出现误差。不仅如此，当刀具的尺寸和热容量较小时，就会使得其具有非常高的温升，这就会造成刀具的热伸长，进而造成加工误差。相对于刀具，夹具对于加工精度的影响主要体现在夹具的位置上。一旦夹具的位置出现误差，对于工件质量的影响将是毁灭性的。因为夹具的定位、安装和分度会对工件的定位直接造成影响，而这些影响，最终可能出现部件热变形的问题。
3.主轴回转误差
对加工精度影响较大的另外一个因素是主轴回转出现误差。当主轴几段轴颈的同轴度或者承之间的同轴度等环节出现误差时，就会让主轴产生主轴径向回转误差；当主轴轴肩端面以及轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度的误差时，就会造成轴向窜动的问题，这些都会对加工零件的垂直度和平面度等方面造成很大的影响，极大地降低了部件的精度。
4.系统受力变形导致的误差
在进行机械加工的过程中，工艺加工系统如果相关的指标发生改变，可能会对零部件加工精度产生一定的影响，导致误差的产生。以切削为例，在加工过程中，当毛坯工件的形状、尺寸及材料表面硬度等存在较大误差时，会导致切削深度不断发生变化，切削力也会随之发生变化，以致工艺系统产生相应的变形，最终加工后的工件仍延续着与毛坯表面相近的尺寸误差。系统受力变形导致的误差最常表现在工件表面的误差上，主要体现在表面层材料的冷作硬化、金相组织变化与残余应力等方面。
5.内应力分布引起的误差
工件加工在不受外力的情况下，其自身也会产生内应力。该种内应力会影响工件金属的能位状态，使其处于向低能位转化的状态，以寻求自身的稳定。该种转化过程会使工件发生变形，从而影响工件加工的精度。工件内应力会在热加工和冷校直工序中产生，工件在热处理过程中会因为其自身壁厚的不均寻、冷却不均匀等原因而产生内应力。由于丝杠之类的工件较为细长，因此在经过车削以后其内应力会重新分布，使得工件出现弯曲。
三、提高机械加工精度的工艺措施
1.降低工艺系统中的原始误差数值
机械加工误差主要是来源于工艺系统中的原始误差，因而，为提高机械加工精度则必须尽可能的减少工艺系统中的原始误差。这是提高机械加工精度最为重要的手段。降低工艺系统中的原始误差数值，可通过以下方式来进行：促进机床的几何精度提高；保障工具和量具的精准程度；采用优质的夹具，避免测量误差；采取有效的措施防止工艺系统的变形。除此之外，在进行精密零件加工时，则需要加强机床的刚度，提高机床的几何精度，控制机床的受热状况；在进行表面零件加工时，则要避免因刀具安装不规范而造成的误差。
2.在机械加工中采用工艺系统误差补偿法
为有效地解决工艺系统的原始误差，可采用工艺系统误差补偿法，以减少工业系统原始误差带来的机械加工误差。这种误差补偿法是用人为的误差来替代原始误差，以避免工艺系统中产生关键性误差。人为的误差数值要尽可能的等于工艺系统的原始误差数值，当一方取正值时，另一方则要取负值，以提高机械加工精度。 3.在机械加工中采用工艺系统原始误差转移法
所谓工艺系统原始误差转移法，是将对机械加工精度影响较大的原始误差转移到其他对机械加工精度较小的零件加工上，以促使原始误差向非敏感方向转移。这种原始误差转移法，能有效地减少工艺系统中的原始误差，提高机械加工精度。
4.减少综合误差
对于一些加工原理误差，应当尽可能采用较为先进的模型进行加工。通常情况下，要先利用小块的加工工件进行试切，根据小规模加工的工件的误差，认真分析误差产生的原因，针对这些原因，进行归纳分析，制定相应的修偏措施，尽可能减少原始误差。在进行细长轴加工处理中，可以采取大走刀反向车削法，可以有效减少轴向切削力引起的弯曲变形，从而减小加工误差。在加工过程中，可以采取反向误差补偿的方法，抵消因为设备原始误差，从而提高加工精度。同时，可以采取转移原始误差的方法，转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等而产生的误差。比如对于磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度，不仅要靠机床主轴的回转精度来保证，而且要靠夹具保证。当机床主轴与工件之间用浮动联接以后，机床主轴的原始误差就被转移掉，从而提高了加工精度。
5.就地加工
就地加工即在进行机械加工时，对重要工件的表面在装配以后再进行精加工。一般的工件由于在进行精加工以后再进行装配，因此每一个零件的误差累计会对工件整体造成较大的影响。但是在装配以后再进行精加工则可以从整体上控制误差，使整体的误差最小，从而提高机械加工的精度。在机械加工和装配的过程中，很多零件的相互关系都会影响到精度，并且此中相互关系较为复杂，因此如果只注重提高零件的精度，则无法实现工件整体的精度标准。先精加工再装配的方法不仅不能保证工件的精度，还需要相对较高的成本。就地加工方法较为简便，不仅能够减少操作的难度，还能够提高装配后工件的精度。该种方法的适用范围较广，操作也较为简便，能够避免重复繁琐的操作程序，并且从整体上做到精度的提高。
综上所述，对于机械加工而言，加工出精度合乎标准的工件是其加工的追求目标。在机械加工过程中，影响机械加工精度的因素众多，除了已总结出的方面以外，还有其他不定性因素会对其造成影响。因此在机械生产过程中很难做到完全没有误差，但必须要将误差控制在一定范围内，保证工件的精度合格。只有找出误差出现的原因，逐一排查，采用有效的解决方法，才能提高加工精度，提升产品质量。
参考文献：
[1]黄海，申向丽.提高机械加工精度的工艺措施[J].现代企业教育，2012，14：135-136.
[2]常双飞.提高机械加工精度的对策研究[J].应用能源技术，2009，07：14-15.
[3]朱必有.提高机械加工精度的有效措施[J].科技资讯，2011，22：111.
【关键词】 机械加工；加工精度；策略分析
机械加工是装备制造业的重要支撑工序，机械加工技术水平决定着一个国家的装备制造实力。随着我国经济社会快速发展，我国已经成为世界上重要的装备制造大国，并不断朝着装备制造强国迈进。特别是随着我国经济实力的不断增强，对机械工业的需求越来越大，质量要求越来越高，机械加工精度是决定机械制造质量的重要指标，也是决定机械制造零部件制造质量的两个关键因素之一。决定机械零部件加工精度主要包括尺寸精度、几何形状精度及相互位置精度等，在进行机械加工的过程中，加强对以上三种精度的控制，可以有效避免精度出现偏差，影响零部件加工质量问题的发生，从而提高机械加工质量和水平。
一、提升机械加工精度的重要性分析
机械零件的质量很大程度上取决于机械加工的精度，对加工后零件的几何参数进行细致提高，以此来有效减少其与理想参数的差别。而随着生产的日益高速化和精确化，各行各业都对机械零件的精度提出了更为严格的要求，这决定了在生产中一定要有效保证机械加工的精度，如果不能保证机械零件的加工精度，就会让加工出来的零件出现很大的误差，这不仅会让机械运行得不到有效的保障，更大大降低了零件的使用寿命。正因为如此，保证机械加工的精度，将误差控制到一个可以接受的范围内，可以大大提升机械生产和运行效率，这是我国经济发展的需要，也是社会进步的要求。
二、机械加工精度的影响因素分析
影响机械加工精度的因素有很多，具体说来，主要有以下几点。
1.加工原理存在误差
加工原理误差指的是在使用近似的成形运动或者近似的切削刃轮廓的情况下，进行机械加工而产生的一定的误差。以滚齿加工用的齿轮滚刀为例，其一般存在着两种类型的误差。首先，会出现切削刃齿廓类似造形的误差。使用阿基米德基本蜗杆或者法向直廓基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆就是形成这种误差的最主要的原因。其次，对加工会产生很大影响的是滚刀的刀齿数。在一般的情况下，它会导致加工生产过程中出现一条折线的齿形。这种折线的齿形与理论上所说的光滑渐开线是不同的，所以这就带来了无可避免的误差情况。
2.刀具和夹具制造存在误差
机械加工中，刀具和夹具都是十分重要的制造工具，一旦刀具和夹具的制造存在误差，必将会导致整个机械加工的精度产生巨大的偏差。当然，这种影响会因为刀具和夹具的不同而改变。对于刀具来说，其往往不会直接影响刀具的精度。例如，定尺寸刀具若存在误差就可以直接影响到加工零件的尺寸精度；成形刀具若存在误差就会对加工面的形状精度产生较大影响。如果刀具出现磨损的话，就会对刀具相对应的被加工表面的位置带来影响，进而出现误差。不仅如此，当刀具的尺寸和热容量较小时，就会使得其具有非常高的温升，这就会造成刀具的热伸长，进而造成加工误差。相对于刀具，夹具对于加工精度的影响主要体现在夹具的位置上。一旦夹具的位置出现误差，对于工件质量的影响将是毁灭性的。因为夹具的定位、安装和分度会对工件的定位直接造成影响，而这些影响，最终可能出现部件热变形的问题。
3.主轴回转误差
对加工精度影响较大的另外一个因素是主轴回转出现误差。当主轴几段轴颈的同轴度或者承之间的同轴度等环节出现误差时，就会让主轴产生主轴径向回转误差；当主轴轴肩端面以及轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度的误差时，就会造成轴向窜动的问题，这些都会对加工零件的垂直度和平面度等方面造成很大的影响，极大地降低了部件的精度。
4.系统受力变形导致的误差
在进行机械加工的过程中，工艺加工系统如果相关的指标发生改变，可能会对零部件加工精度产生一定的影响，导致误差的产生。以切削为例，在加工过程中，当毛坯工件的形状、尺寸及材料表面硬度等存在较大误差时，会导致切削深度不断发生变化，切削力也会随之发生变化，以致工艺系统产生相应的变形，最终加工后的工件仍延续着与毛坯表面相近的尺寸误差。系统受力变形导致的误差最常表现在工件表面的误差上，主要体现在表面层材料的冷作硬化、金相组织变化与残余应力等方面。
5.内应力分布引起的误差
工件加工在不受外力的情况下，其自身也会产生内应力。该种内应力会影响工件金属的能位状态，使其处于向低能位转化的状态，以寻求自身的稳定。该种转化过程会使工件发生变形，从而影响工件加工的精度。工件内应力会在热加工和冷校直工序中产生，工件在热处理过程中会因为其自身壁厚的不均寻、冷却不均匀等原因而产生内应力。由于丝杠之类的工件较为细长，因此在经过车削以后其内应力会重新分布，使得工件出现弯曲。
三、提高机械加工精度的工艺措施
1.降低工艺系统中的原始误差数值
机械加工误差主要是来源于工艺系统中的原始误差，因而，为提高机械加工精度则必须尽可能的减少工艺系统中的原始误差。这是提高机械加工精度最为重要的手段。降低工艺系统中的原始误差数值，可通过以下方式来进行：促进机床的几何精度提高；保障工具和量具的精准程度；采用优质的夹具，避免测量误差；采取有效的措施防止工艺系统的变形。除此之外，在进行精密零件加工时，则需要加强机床的刚度，提高机床的几何精度，控制机床的受热状况；在进行表面零件加工时，则要避免因刀具安装不规范而造成的误差。
2.在机械加工中采用工艺系统误差补偿法
为有效地解决工艺系统的原始误差，可采用工艺系统误差补偿法，以减少工业系统原始误差带来的机械加工误差。这种误差补偿法是用人为的误差来替代原始误差，以避免工艺系统中产生关键性误差。人为的误差数值要尽可能的等于工艺系统的原始误差数值，当一方取正值时，另一方则要取负值，以提高机械加工精度。 3.在机械加工中采用工艺系统原始误差转移法
所谓工艺系统原始误差转移法，是将对机械加工精度影响较大的原始误差转移到其他对机械加工精度较小的零件加工上，以促使原始误差向非敏感方向转移。这种原始误差转移法，能有效地减少工艺系统中的原始误差，提高机械加工精度。
4.减少综合误差
对于一些加工原理误差，应当尽可能采用较为先进的模型进行加工。通常情况下，要先利用小块的加工工件进行试切，根据小规模加工的工件的误差，认真分析误差产生的原因，针对这些原因，进行归纳分析，制定相应的修偏措施，尽可能减少原始误差。在进行细长轴加工处理中，可以采取大走刀反向车削法，可以有效减少轴向切削力引起的弯曲变形，从而减小加工误差。在加工过程中，可以采取反向误差补偿的方法，抵消因为设备原始误差，从而提高加工精度。同时，可以采取转移原始误差的方法，转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等而产生的误差。比如对于磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度，不仅要靠机床主轴的回转精度来保证，而且要靠夹具保证。当机床主轴与工件之间用浮动联接以后，机床主轴的原始误差就被转移掉，从而提高了加工精度。
5.就地加工
就地加工即在进行机械加工时，对重要工件的表面在装配以后再进行精加工。一般的工件由于在进行精加工以后再进行装配，因此每一个零件的误差累计会对工件整体造成较大的影响。但是在装配以后再进行精加工则可以从整体上控制误差，使整体的误差最小，从而提高机械加工的精度。在机械加工和装配的过程中，很多零件的相互关系都会影响到精度，并且此中相互关系较为复杂，因此如果只注重提高零件的精度，则无法实现工件整体的精度标准。先精加工再装配的方法不仅不能保证工件的精度，还需要相对较高的成本。就地加工方法较为简便，不仅能够减少操作的难度，还能够提高装配后工件的精度。该种方法的适用范围较广，操作也较为简便，能够避免重复繁琐的操作程序，并且从整体上做到精度的提高。
综上所述，对于机械加工而言，加工出精度合乎标准的工件是其加工的追求目标。在机械加工过程中，影响机械加工精度的因素众多，除了已总结出的方面以外，还有其他不定性因素会对其造成影响。因此在机械生产过程中很难做到完全没有误差，但必须要将误差控制在一定范围内，保证工件的精度合格。只有找出误差出现的原因，逐一排查，采用有效的解决方法，才能提高加工精度，提升产品质量。
参考文献：
[1]黄海，申向丽.提高机械加工精度的工艺措施[J].现代企业教育，2012，14：135-136.
[2]常双飞.提高机械加工精度的对策研究[J].应用能源技术，2009，07：14-15.
[3]朱必有.提高机械加工精度的有效措施[J].科技资讯，2011，22：111.