提高机械零件加工精度的方法研究

提高机械零件加工精度的方法研究

发表时间：2019-09-05T14:55:30.283Z 来源：《防护工程》2019年12期作者：范泽焘张利军曹阳杨丰涛王永山

[导读] 在实际应用中，应通过实践经验，采用合理有效的方式，提高零件加工精度，以更好地满足机械产品使用性能的要求。

北方自动控制技术研究所山西太原 030006

摘要：机械零件加工的精度，是机械生产制造行业相互竞争的衡量标准之一，因而提高零件加工精度是制造相关企业提升自身竞争力的有效方式。在实际应用中，应通过实践经验，采用合理有效的方式，提高零件加工精度，以更好地满足机械产品使用性能的要求。

关键词：机械零件；加工精度；提升方法

1、机械加工工艺影响零件加工精度的因素

1.1机床误差

机械加工离不开机床的辅助，对原材料进行加工处理都是通过机床来控制，所以相应的数控编程对机床的不同性能会进行改变。这种可变性产生的误差影响加工精度：①机床导轨导向误差。导轨导向精度对机械加工的影响主要是导轨误差会引起机床与工件在误差敏感方向的相对位移。床身导轨在垂直平面内的直线度会引起加工表面直线度和平面度的误差；②机床主轴回转误差。机床的主轴在整体运作的时候偏离了正常的主轴线，而造成一定的误差；③机床传动链的传动误差。机床的传动链的原件在运作过程中发生位置改变，造成的错位而引起一定的相对误差。

1.2几何参数的误差

几何参数的误差主要是人为造成，部分是机械老化造成。机械加工除需机床的辅助，也需人工精确测量。但每个加工工人的专业程度不同，经验不同，加工的精度很难达到理想效果，从而会产生几何误差，影响加工精度。此外，机械的保养程度不够的话也会造成一部分的几何偏移，而使加工精度降低。

1.3工艺系统热变形和受力变形

1.3.1受力变形

加工过程中，随着加工工艺的使用，会从外力因素方面来影响零件，打破各个部分的平衡，然后会破坏已经调整好的部分导致加工误差，影响加工精度的提高。

1.3.2受热变形

受热变形是从零件内部产生的，在加工的过程中由于加工工工艺在受热的环境下会发生不均匀受热等现象，会降低加工精度。

2、提升机械加工精度的措施

2.1掌握现代化的加工技术

随着科学技术的快速发展，在机械加工企业中数控机床已经得到了广泛的应用。数控机床是要求技术工人熟练掌握计算机技术与软件操作技术，对加工过程中每一个环节的几个参数进行实时监控，如果出现误差，应该将检测到的误差的方向和程度作为依据，建立误差的微量位移，从而对误差进行实时补偿，提高加工的效率与质量。这种技术在控制误差方面非常有效，有着明显提高加工精度的作用。但是也存在缺陷，就是会受补偿装置惯性的影响，造成补偿停滞或者落后。

2.2直接控制误差

机械加工精度提高的方法中，直接控制误差，主要是通过机床或刀具控制，完善机械加工的工艺，进而实现消除影响精度的误差[2]。例如：机械加工的机床设备中，采用高精度刀具、夹具，专门控制机床的精准性，既可以预防刀具、夹具的误差，又可以缓解热量对机械加工精度的影响，实现误差直接控制的目标。直接控制误差方法，可以应用在车削的工艺内，防止加工零件受力不均，解决了车削中的弯曲变形问题，而且机械加工人员也可以在反车削的工艺中，加装弹簧，辅助工艺顶尖，消除零件受热伸长的误差，保障机械加工的精度控制。

2.3精度误差补偿

机械加工精度提高方法中的误差补偿，还包括误差转移的操作。误差补偿是指在机械加工的期间，设计新的误差，通过新误差补偿零件加工中出现的误差。假如机械加工精度中，存在负值误差，操作人员可以制造与负值误差等量的正值误差数据，正值误差正好可以补偿负值误差，抵消机械加工中的误差数据。误差转移是指利用相关的措施，转移机械加工中的误差，避免其影响机械加工的精度，误差转移中，需要将误差转移到不影响机械加工的方向，可以在机械加工中设置多工位，辅助完成误差转移，误差转移能够解决机械加工中的表面误差，避免影响机械加工的精准性。

2.4转移误差

转移误差在实质上是转移工艺系统中的误差，一般是尺寸误差，包括受力变形和受热变形等等。转移误差在实际应用中比较广泛，如果机床精度达不到零件加工精度的标准，最常用的方法不是盲目的提高机床精度，而是在工艺系统上向解决的办法，创造一些有利的条件，把机床的几何误差向不影响加工精度的方向转移。另一种情况是如果确保磨削主轴锥孔和轴径同轴度，不能单单靠机床主轴的回转精度，而是要依靠夹具来保证。当用浮动连接工件和机床主轴后，就说明机床主轴的原始误差已经被转移了。另外，可以加强对机床的控制，做好定期保养和清理机床导轨，以及做好机床的安装、维修工作，来提高机械加工的精度。

2.5均化或分化原始误差

采用均化或分化原始误差，可以提高一些零件的加工精度，对配合精度要求较高的零件表面，常常使用研磨工艺。误差均化法就是在与工件相对运动的过程中对工件进行少许切削，把高点逐渐消磨掉，使工件表面的误差不断地减小，最终使工件达到高精度的要求，实质上就是把一些有密切联系的表面进行互相比较和检查，在它们之间找到差异，然后把它们互为基准进行加工或者修正。分化原始误差法，是将误差反映规律作为依据，把工序的工件尺寸或者毛坯经过测量按照大小分为若干组，每一组工件的尺寸在原来的基础上缩小，缩小的范围根据分的组数确定，然后按照各组的误差范围调整刀具相对工件的正确位置，使其尺寸分散范围中心基本保持一致，从而缩小整批工

件的尺寸分散范围。

结束语：

通常情况下，人们认为机械加工精度等同于机械的准确度，但是事实上并不是如此，机械加工精度是指在机械加工之后，零件的实际几何参数必须符合图纸设定的理想数值，一般是零件的几何参数和理想数值之间的误差越小越好，在几何形状的精度、尺寸的精度以及相互位置的精度等方面也要相得益彰。因此，为了减少误差，谨慎的操控工作在实际的工作过程中非常重要。

参考文献：

[1]张婷玉.精密机械系统装配精度预测与控制方法研究[D].北京理工大学，2016.

[2]舒安.CK6140数控车加工精度的研究[D].北京理工大学，2015.

[3]范智广.数控加工精度分布规律的研究[D].东北大学，2013.

[4]朱秀荣.数控机床加工精度和生产率的优化研究[D].吉林大学，2010.

[5]郑敬超.车铣数控加工精度分布规律的研究[D].东北大学，2008.