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摘要：加工精度问题历来是机械制造业关注的重要问题，本文三大方面探讨了影响机械加工精度的因素，并针对性地提出了提高加工精度的具体措施。
关键词：机械加工；精度影响；措施
工件的加工精度直接关系到设备的质量及使用寿命，虽然从经济性及使用性的最优化角度考虑，一般只要求加工后零件的尺寸大小、几何形状、各表面相互位置等的误差小于精度（即δ<Δ）即可，但因加工过程中的误差循环累积会导致精度大幅度降低，因此，采取科学的优化补偿措施以确保加工后实际值与设计理想值之间的偏离误差在公差范围内，意义深远，本文就此进行探讨。
1 影响机械加工精度的主要因素
1.1 工艺系统几何误差
传统的机械加工工艺系统主要由机床、刀具、夹具及工件四部分构成，每一环节的操作失误都可能影响到机械加工精度。以机床影响为例，机床作为刀具和工件的载体，自身精度对工件的加工精度影响颇大，尤其体现在主轴、导轨及传动链三大方面。其中，主轴的径向圆跳动、轴向窜动及角度摆动等误差问题，会降低主轴回转精度进而对零件加工精度造成负影响；导轨生产制造时在水平面上直线度、垂直面内直线度、前后导轨的平行度等方面都会存在一定误差，加上安装过程中的一些质量影响，最终都影响到工件精度，如导轨的水平直线误差Δ1会造成工件产生δΗ= 2Δ1的直径误差；传动链控制着机床主运动、进给运动等的变速问题，若传动元件发生制造误差、装配误差、磨损等问题，势必对加工工件精度造成负影响，尤其是齿轮、螺纹等加工工件对主运动和进给运动有严格传动比，传动链误差造成的精度影响就更大。
1.2 人为因素误差
人为因素误差主要体现在调整、装夹、测量三方面。机械加工中的调整一般有试切法调整及调整法调整两种，但均难做到绝对准确，因而会引发误差问题。以试切法调整为例，在摩擦力作用下在进给机构位移中很难做到实际进给量和总理论进给量的完全相符，如CA6136车床的总理论进给量要求是横向进给一小格刀架向前走0. 02mm，但实际中刀架向前走距离往往小于理论进给量。而装夹误差则主要包括对刀时的双曲线形状误差，夹具的定位误差、装夹力及夹紧方向误差，工件的形状或尺寸变形误差，等等。测量误差则主要包括测量工具、测量方式及读取方式方面的各种误差。
1.3 数控加工误差
当前，计算机数控机床在机械制造中的应用已越来越普遍，较之传统普通机床误差大大减少，但数控机床所采用的程序编制、数控装置、伺服驱动等技术带来的误差问题也不容忽视。以程序编制为例，其误差来源主要为数学误差和工艺过程误差，先说数学误差，由于零件各节点坐标值通常情况下并非有理数，且即便为有理数也在计算机所能表示的范围之外，因而在计算机自行舍去部分数据情况下会产生逼近算法误差、模型误差、截断误差等；工艺过程误差方面，如一些设计图纸对尺寸标准不精准，将φ60+0.03-0.03 写成φ60+0.060，程序编制过程中若不了解直接以φ60最为基本尺寸进行运算就会造成误差。
2 提高机械加工精度的措施
2.1 采取科学措施最大限度地减少原始误差
首先，对工艺系统进行调整改善，提高加工精度。以机床为例，关键是要提高轴承的回转精度，包括对滚动轴承适当预紧、增加轴承刚度、均化滚动体误差等等，又如夹具和刀具方面，要选取最适合加工设计和工艺的夹具，适当更换磨损严重的道具，从而减少人工对夹具、刀具定位造成的误差影响。此外，加工过程中有些误差较难避免，对此可在预先对误差进行科学估计的基础上适当增大预算量，通过合理扩大原材料和加工尺寸的余量来减少误差的产生。其次，对已产生误差的零件采取科学组合措施，达到产品误差平均化、缩小化的目的，如将半成品或毛坯尺寸按误差大小分成若干组，每组毛坯误差就得到相应缩小，再调整工件与刀具的相对位置或调整定位元件，从而缩小整批工件尺寸分布范围。
2.2 严格控制工艺流程减少加工零件误差
首先，严格审核零件设计图，明确其尺寸大小、几何形状等，严格按照已经完善的工艺规范科学编制工艺路线、确定工序设备、操作时间等，并合理分离粗加工過程及精细加工过程，从而针对性地选择合适的机械设备并实现各工序时间的合理安排，确保加工精度。其次，遵循“先主后次、基准先行、先面后孔、先粗后精”的加工原则，同时鉴于机械加工过程中温度控制不足会引起工件及设备的变形，进而影响加工精度，加工过程中还要把握好温控时间，避免热变问题的产生。此外，每完成一定批量的零件加工后应做好设备的数据矫正工作，如此既缓解了机械疲劳又能一一对机械误差进行纠偏，确保加工精度的稳定性。
2.3 通过精度补偿技术及时进行补偿纠偏
该措施主要针对的是数控机床。较之传统人工检测所强调的“加工、检测，再加工，再检测……”，通过精度补偿技术进行补偿纠偏，优势更明显。在数控机床中，组成精度补偿的系统元件有测头、位置传感器及光栅尺等，现以测头补偿技术在精铣缸盖底面加工中的应用为例进行具体探讨，该技术主要通过“精铣刀试切工件去除部分加工余量→测头进给检测试切后的工件面→测头退回并记忆变量值△1→测头进给检测工件半精加工表面→测头退回并记忆变量值△2→与加工时的理论坐标信息比较并补偿修正→用精铣刀以试切面为基准，加入切入补正量精铣工件面至成品尺寸”等措施，能有效修正主轴变形伸长及夹具变形倾斜的误差。但必须指出的是，数控机床虽然较之传统机床优势明显，但其操作和维护要求都较高，尤其是一些通过编程控制的加工工艺过程要求更高，因此我们还要加大这方面的研究。
总之，机械加工是一个复杂的系统工程，除上述三大因素外，机械加工原理问题、特种加工误差问题，受力与受热作用下的误差问题等都会对精度造成影响，因此我们还要继续加强这方面的研究与探讨，采取科学合理的措施，最大限度地降低各相关因素产生的误差问题，从而为实现我国机械加工业的进一步发展增添助力。
参考文献：
[1]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（10）：5051.
[2]郭宏杰，孙敬阳，等.机床加工中的精度补偿技术[J].组合机床与自动化加工技术，2014（5）：133137.
[3]张红锐，郭向飞，等.影响机械加工精度的因素与优化方法[J].科技创新与应用，2014（20）：04.
关键词：机械加工；精度影响；措施
工件的加工精度直接关系到设备的质量及使用寿命，虽然从经济性及使用性的最优化角度考虑，一般只要求加工后零件的尺寸大小、几何形状、各表面相互位置等的误差小于精度（即δ<Δ）即可，但因加工过程中的误差循环累积会导致精度大幅度降低，因此，采取科学的优化补偿措施以确保加工后实际值与设计理想值之间的偏离误差在公差范围内，意义深远，本文就此进行探讨。
1 影响机械加工精度的主要因素
1.1 工艺系统几何误差
传统的机械加工工艺系统主要由机床、刀具、夹具及工件四部分构成，每一环节的操作失误都可能影响到机械加工精度。以机床影响为例，机床作为刀具和工件的载体，自身精度对工件的加工精度影响颇大，尤其体现在主轴、导轨及传动链三大方面。其中，主轴的径向圆跳动、轴向窜动及角度摆动等误差问题，会降低主轴回转精度进而对零件加工精度造成负影响；导轨生产制造时在水平面上直线度、垂直面内直线度、前后导轨的平行度等方面都会存在一定误差，加上安装过程中的一些质量影响，最终都影响到工件精度，如导轨的水平直线误差Δ1会造成工件产生δΗ= 2Δ1的直径误差；传动链控制着机床主运动、进给运动等的变速问题，若传动元件发生制造误差、装配误差、磨损等问题，势必对加工工件精度造成负影响，尤其是齿轮、螺纹等加工工件对主运动和进给运动有严格传动比，传动链误差造成的精度影响就更大。
1.2 人为因素误差
人为因素误差主要体现在调整、装夹、测量三方面。机械加工中的调整一般有试切法调整及调整法调整两种，但均难做到绝对准确，因而会引发误差问题。以试切法调整为例，在摩擦力作用下在进给机构位移中很难做到实际进给量和总理论进给量的完全相符，如CA6136车床的总理论进给量要求是横向进给一小格刀架向前走0. 02mm，但实际中刀架向前走距离往往小于理论进给量。而装夹误差则主要包括对刀时的双曲线形状误差，夹具的定位误差、装夹力及夹紧方向误差，工件的形状或尺寸变形误差，等等。测量误差则主要包括测量工具、测量方式及读取方式方面的各种误差。
1.3 数控加工误差
当前，计算机数控机床在机械制造中的应用已越来越普遍，较之传统普通机床误差大大减少，但数控机床所采用的程序编制、数控装置、伺服驱动等技术带来的误差问题也不容忽视。以程序编制为例，其误差来源主要为数学误差和工艺过程误差，先说数学误差，由于零件各节点坐标值通常情况下并非有理数，且即便为有理数也在计算机所能表示的范围之外，因而在计算机自行舍去部分数据情况下会产生逼近算法误差、模型误差、截断误差等；工艺过程误差方面，如一些设计图纸对尺寸标准不精准，将φ60+0.03-0.03 写成φ60+0.060，程序编制过程中若不了解直接以φ60最为基本尺寸进行运算就会造成误差。
2 提高机械加工精度的措施
2.1 采取科学措施最大限度地减少原始误差
首先，对工艺系统进行调整改善，提高加工精度。以机床为例，关键是要提高轴承的回转精度，包括对滚动轴承适当预紧、增加轴承刚度、均化滚动体误差等等，又如夹具和刀具方面，要选取最适合加工设计和工艺的夹具，适当更换磨损严重的道具，从而减少人工对夹具、刀具定位造成的误差影响。此外，加工过程中有些误差较难避免，对此可在预先对误差进行科学估计的基础上适当增大预算量，通过合理扩大原材料和加工尺寸的余量来减少误差的产生。其次，对已产生误差的零件采取科学组合措施，达到产品误差平均化、缩小化的目的，如将半成品或毛坯尺寸按误差大小分成若干组，每组毛坯误差就得到相应缩小，再调整工件与刀具的相对位置或调整定位元件，从而缩小整批工件尺寸分布范围。
2.2 严格控制工艺流程减少加工零件误差
首先，严格审核零件设计图，明确其尺寸大小、几何形状等，严格按照已经完善的工艺规范科学编制工艺路线、确定工序设备、操作时间等，并合理分离粗加工過程及精细加工过程，从而针对性地选择合适的机械设备并实现各工序时间的合理安排，确保加工精度。其次，遵循“先主后次、基准先行、先面后孔、先粗后精”的加工原则，同时鉴于机械加工过程中温度控制不足会引起工件及设备的变形，进而影响加工精度，加工过程中还要把握好温控时间，避免热变问题的产生。此外，每完成一定批量的零件加工后应做好设备的数据矫正工作，如此既缓解了机械疲劳又能一一对机械误差进行纠偏，确保加工精度的稳定性。
2.3 通过精度补偿技术及时进行补偿纠偏
该措施主要针对的是数控机床。较之传统人工检测所强调的“加工、检测，再加工，再检测……”，通过精度补偿技术进行补偿纠偏，优势更明显。在数控机床中，组成精度补偿的系统元件有测头、位置传感器及光栅尺等，现以测头补偿技术在精铣缸盖底面加工中的应用为例进行具体探讨，该技术主要通过“精铣刀试切工件去除部分加工余量→测头进给检测试切后的工件面→测头退回并记忆变量值△1→测头进给检测工件半精加工表面→测头退回并记忆变量值△2→与加工时的理论坐标信息比较并补偿修正→用精铣刀以试切面为基准，加入切入补正量精铣工件面至成品尺寸”等措施，能有效修正主轴变形伸长及夹具变形倾斜的误差。但必须指出的是，数控机床虽然较之传统机床优势明显，但其操作和维护要求都较高，尤其是一些通过编程控制的加工工艺过程要求更高，因此我们还要加大这方面的研究。
总之，机械加工是一个复杂的系统工程，除上述三大因素外，机械加工原理问题、特种加工误差问题，受力与受热作用下的误差问题等都会对精度造成影响，因此我们还要继续加强这方面的研究与探讨，采取科学合理的措施，最大限度地降低各相关因素产生的误差问题，从而为实现我国机械加工业的进一步发展增添助力。
参考文献：
[1]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（10）：5051.
[2]郭宏杰，孙敬阳，等.机床加工中的精度补偿技术[J].组合机床与自动化加工技术，2014（5）：133137.
[3]张红锐，郭向飞，等.影响机械加工精度的因素与优化方法[J].科技创新与应用，2014（20）：04.