机械加工中获得零件加工精度的方法

机械加工中获得零件加工精度的方法

【摘要】本文对机械加工过程中如何获得零件加工的精度进行了讨论，并分析了多种影响零件加工质量的因素，希望可以减少生产过程中不必要的麻烦，并且对如何使工件的加工质量达到要求，同时还能保证生产效率进行了介绍。

【关键词】机械加工；零件加工；精度随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，现代企业在高目标和低成本的追求过程中，对零件制造的基本要求就是要做到多、快、好、省。其中“好”的含义包括不断提高零件的质量，提高其使用效能与使用寿命，最大限度地消灭废品，降低次品率，提高零件的合格率。因为零件的质量直接影响着机器的性能、寿命、效率、可靠性等指标，是保证机器质量的基础，而零件的制造质量，是依靠其毛坯的制造方法、机械加工、热处理以及表面处理等工艺来保证的。因此，在零件制造的各个环节都要始终把保证质量放在首位。

1.对加工精度和加工误差的分析

加工精度是指零件加工后的实际几何参数与图纸规定的理想几何参数符合的程度，这种相符合的程度越高，加工精度也越高。在加工中，由于各种因素的影响，实际上不可能将零件的每一个几何参数加工的与理想几何参数完全相符，总会产生一些偏离，这种偏离，就是加工误差。实际上，只要零件的加上误差不超出零件图上按零件的设计要求所规定的公差，就可以说保证了零件的加工精度要求。由此可见，“加工精度”和“加工误差”这两个概念是从两个侧面来评定零件几何参数这个同一事物的。加工精度的低和高是通过加工误差的大和小来表示的。所以，保证和提高加工精度的问题，实际上就是限制和减小加工误差的问题。

2.如何获得加工精度

由于在加工过程中有很多因素影响加工精度，所以同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的。如果盲目追求加工精度，就会降低生产效率，增加加工成本。所以，我们在保证加工质量的前提下，应尽量达到提高效率，降低生产成本的目的。加工精度可以分为尺寸精度、形状精度和位置精度，因此，加工精度的高、低是以尺寸公差、形状公差和位置公差来衡量的。

2.1零件尺寸的精度方法

零件尺寸的加工方法首先包括试切法，就是先试切出很小部分加工表面，测量试切所得的尺寸，按照加工要求适当调刀具切削刃相对工件的位置，再试切，再测量，如此经过两三次试切和测量，当被加工尺寸达到要求后，再切削整个待加工表面。其次是调整法，就是预先用样件或标准件调整好机床、夹具、刀具和工件的准确相对位置，用以保证工件的尺寸精度，并在一批零件加工过程中尺寸保持不变，这就是调整法。还有定尺寸法，即用刀具的相应尺寸来保证工件被加工部位尺寸的方法，它是利用标准尺寸的刀具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸决

定，即用具有一定的尺寸精度的刀具来保证工件被加工部位的精度。最后是自动控制法，即在加工过程中，通过由尺寸测量装置、动力进给装置和控制机构等组成的自动控制系统，使加工过程中的尺寸测量、刀具的补偿调整和切削加工等一系列工作自动完成，从而自动获得所要求尺寸精度的一种加工方法。

2.2获得形状精度的方法

获得形状精度的方法首先包括轨迹法，这种加工方法是利用刀尖运动的轨迹来形成被加工表面的形状的，普通的车削、铣削、刨削和磨削等均属于刀尖轨迹法，用这种方法得到的形状精度主要取决于成形运动的精度。另外是成形法，通过利用成形刀具的几何形状来代替机床的某些成形运动而获得加工表面形状的。如成形车削、铣削、磨削等，成形法所获得的形状精度主要取决于刀刃的形状。

还有展成法，就是利用刀具和工件作展成运动所形成的包络面来得到加工表面的形状，这种方法所获得的形状精度主要取决于刀刃的形状精度和展成运动精度。

2.3获得位置精度方法

机械加工中，被加工表面对其他表面位置精度的获得，主要取决工件的装夹。

直接找正装夹法是用百分表、划线盘或目测直接在机床上找正工件位置的装夹方法。划线找正装夹法是先在毛坯上按照零件图划出中心线、对称线和各待加工表面的加工线，然后将工件装上机床，按照划好的线找正工件在机床上的装夹位置，这种装夹方法生产率低，精度低，且对工人技术水平要求高，一般用于单件小批生产中加工复杂而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而无法直接用夹具装夹的场合。最后是用夹具装夹，夹具是按照被加工工序要求专门设计的，夹具上的定位元件能使工件相对于机床与刀具迅速占有正确位置，不需找正就能保证工件的装夹定位精度，用夹具装夹生产率高，定位精度高，但需要设计、制造专用夹具，广泛用于成批及大量生产。

3.数控工艺对零件加工精度的影响

自1952 年世界上第一台数控铣床产生以来，高精度化就成为数控技术发展追求的目标。随着现代制造技术的发展，数控机床越来越普及，与普通机床相比，数控机床在控制系统、伺服驱动、机械结构等方面发生了具大变化。数控机床采用计算机数字控制，各坐标轴采用闭环或半闭环伺服驱动，机械传动链变短，机械部件在消隙、减磨等方面进行了很多改进，因此，数控机床具有加工精度高、生产效率高、产品质量稳定、加工过程柔性好、加工性能强等特点。数控编程对加工精度的影响主要来自编程原点的确定、数据处理、轨迹拟合、加工路线选择等方面。

首先是编程原点选择对加工精度的影响，数控编程首先遇到的问题就是确定编程原点，编程坐标系一般是编程人员根据零件加工特点和零件图纸确定的。编

程原点的选择直接影响零件的加工精度，确定编程坐标系最根本的原则是编程基准、设计基准、工艺基准统，这样可最大限度地减少尺寸公差换算所引起的误差。另外是编程时数据处理对加工精度的影响，数控编程时的数据处理对轮廓轨迹的加工精度有直接影响，其中比较重要的因素是未知编程节点的计算以及编程尺寸公差带的换算。还有加工路线对加工精度的影响，加工路线是编程的重要内容之一，加工路线对加工精度及加工效率影响很大。接下来是插补运算对加工精度的影响，插补运算对加工精度的影响取决于系统的插补方式，经济型数控系统多采用脉冲增量法，标准型数控系统则多采用数据采样法及软件、硬件相配合的两级插补法，但无论哪种插补方法都会产生累积误差，当累计误差达到一定值时，会使机床产生移动和定位误差，影响加工精度。最后是轨迹拟合误差对加工精度的影响，数控机床在进行非圆曲线加工时是利用小直线段或小圆弧段生成加工轨迹的拟合曲线，因为一般数控系统只具备直线和指定平面内圆弧插补功能，当加工轨迹为非圆曲线时，只能用直线和圆弧去逼近。非圆曲线轨迹的拟合常用等间距、等弦长、等误差法，其中等误差法可以在保证拟合精度的同时，提高加工效率。非圆曲线轨迹的拟合必定带来拟合误差，这里最重要的是控制拟合误差小于工件的允许误差，必要时要经过严格的计算。

4.结束语

综上所述，本文对机械加工过程中的零件精度加工的方法进行了分析和讨论，还对数控技术对零件精度加工的影响进行了总结。事实上，在机械加工中，误差是不可避免的，加工过程中不管采用那种加工方法，只要精心操作，细心调整，并选用合适的切削参数进行加工，都能使加工精度得到较大的提高，相信随着我国机械加工工艺的不断提高，在不久的将来就能建立基础工程的数据库，提高数控加工效率，最终获得质量精度合格的零件。

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