关于机械零件加工精度的分析

关于机械零件加工精度的分析

摘要：随着我国工业经济的发展，机械零件的制作与加工质量是非常重要的，

机械产品的性能和使用寿命与组成产品的零件加工质量密切相关，零件的加工质

量是保证产品质量基础，衡量零件加工质量的主要指标是加工精度和表面粗糙度。零件的表面质量是机械零件加工质量的重要内容之一，机械零件的表面质量对零

件使用时的耐磨性、配合精度、疲劳强度、抗腐蚀性等有很大的影响，提高加工

表面的质量，对保证零件的使用性能、提高零件及其机器的寿命具有重要的意义。本文对机械加工表面质量进行了分析，指出了影响机械加工表面质量的因素，并

提出了提高机械加工表面质量的措施，对工程实践有一定的指导作用。

关键词：机械零件；表面质量；机械加工；加工精度

1、机械加工工艺及其与零件加工精度

1.1机械加工工艺概述

机械加工工艺指的是通过相关技术把毛胚加工成机械工件与零件的流程，机

械加工工艺可以使得毛胚、零件更加吻合。在机械加工中，零件加工、毛胚打磨

的精度应当符合相关的要求。一般情况下，应当对零件进行粗加工，之后再进行

精加工。粗加工指的是对零件、毛胚进行大致的打磨，打磨后的零件、毛胚应当

接近加工的要求；精加工指的是通过精确的计算，使得零件、毛胚的吻合程度达

到最大。

1.2机械加工工艺、零件加工精度的关系

在机械加工完成之后，应当对其进行全面的检验校正，如果零件存在的误差

不再允许的范围之内，应当将其淘汰。机械加工工艺流程的严谨程度与零件加工

精确度是否满足加工的要求密切相关。因此，机械加工工艺的本质是将毛胚加工

成合格的零件，并且对零件加工精度的要求非常高。在加工作业中，应当根据相

关的要求严格执行加工的过程，尽量防止外界因素对零件加工精确度产生干扰。

就当前的情况来看，机械加工工艺种类繁多，零件加工的精确度也在快速提升，

这也反映了加工工艺的精密性在不断提高。因此，应当全面了解机械加工工艺影

响零件加工精确度的主要原因，以便制定相应的措施来改进、完善机械加工工艺，减小其对零件加工精确度的影响，提高零件加工的精确度。

机械加工精度是指由设计人员根据零件的使用要求合理规定的，由工艺人员

根据设计要求和生产条件等，通过采取适当的工艺方法来保证的加工误差所允许

的范围。在这里有必要正确区分机械零件的加工误差与加工精度。所谓加工误差，就是指机械零件加工以后的实际几何参数与标准几何参数偏差的大小。而加工精度，则是指机械零件加工以后的实际几何参数与标准几何参数相符合的程度。

2、影响机械零件加工精度的因素

各个环节的加工手段都会对机械零件的加工精度产生影响，从而从根本上影

响零件的质量。以下从受力变形、热变形和工艺系统几何精度三个角度来分析加

工精度的影响因素。

2.1 受力变形

加工机械零件时，工艺系统的变形现象时常发生，这是受到多种外力影响的

结果，如夹紧力和重力等。在这种情况下，会改变加工毛坯所对应的刀具位置，

促使误差的出现，这是影响加工精度的重要因素之一。变形的工艺系统在影响加

工精度的基础上，还会导致零件表面的质量降低，生产效率也会严重减小。通常

情况下，弹性变形是工艺系统最易发生的受力变形，因此加强该系统当中弹性变

形的抵抗能力，对提高加工精度具有重要作用。

2.2 热变形

零件的加工过程中，各个环节会出现摩擦等现象，导致温度上升，在热力的

作用下加工系统就会发生热变形现象。一旦变形发生，会严重影响加工设备的刀

具及零件等，从而导致加工精度的降低。对热变形产生的热源进行分析，主要存

在内部热源和外部热源两种。前者指的是加工设备刀具工作过程中所产生的摩擦

热和切削热；后者指的是太阳光和辐射等外部温度变化所产生的热量。近年来我

国的自动化加工技术取得了巨大的进步，同时也促使热变形对我国机械零件加工

精度的影响越来越大。尤其是那些对精度要求较高的零件当中，热变形的影响更

加严重。

2.3工艺系统几何精度

在进行零件加工的过程中，需要夹具、刀具和机床等各个部件充分的进行配合，从而形成一个连续运转的系统，这就是工艺系统。该系统的计划精度能够从

加工的原理、调整和刀具等误差对加工精度产生严重的影响。其中加工原理误差

造成的危害最大，因加工零件时不同形状的刀具无法完全按照规定的路线运作，

从而会产生一定的误差。例如，直线插补功能是数控铣床唯一的功能，如果想要

促使一段曲线在平面上进行加工，只能运用多个较短的直线来形成进近似要求的

曲线。

3、提升机械零件加工精度的措施与方法

3.1就地加工

此种加工方式适用于需要进行二次加工的部分零件，具有影响因素少、误差

小等优势。对于零件加工来讲，首次加工并不一定能够满足精度要求，所以，为

了使用效果考虑，在使用之前通常还需要对其进行优化处理，这就是一般所说的

二次加工。二次加工同样会因为受到各种因素的干扰，而出现一些误差。为了尽

可能的减小误差，在必须要进行二次加工的时候就可以酌情考虑“就地加工”。就

地加工的优势体现在：其能够对环境变化造成的误差累积起到一定的控制作用。

所以，此种方式也是现实中最常用的二次加工法之一。对于部分机械产品来讲，

为了控制误差对其性能的影响作用，可考虑通过零件组装并精加工的方式，来提

升整体精度。

3.2减小误差

此项措施针对的是原始误差，在精度保护方面属于常用手段，效果相对较好。简单来讲，此项措施指的就是：在进行零件加工的时候，通过分析引起误差的原因，来明确应对策略，并制定相应的消除措施，将原始误差尽可能的降至最小。

由于制定的措施往往都很有针对性，故此种方法的消除效果通常也比较显著。

以细长轴为例，其加工时极易出现变形现象或产生振动。对于这种情况，就

可以尝试利用上述措施进行解决。具体方法为：（1）分析其出现变形的原因，

明确零件弯曲是由加工抗力引发的这一点.（2）根据第一步的结论，初步确定“精

粗交替”的加工改进方案。此项方案能够起到控制变形及稳定切削操作的作用，对于保证细长轴的质量具有重要意义。

3.3补偿误差

此项措施是针对加工误差而言，实质是根据原有误差的方向及大小，借助人

力制造一个与其大小相等、方向相反的误差，使二者相互抵消，进而达到保证整

体精准的目的。在个别情况下，此种人为抵消的补偿措施可以使用固定值，但一