机械加工精度影响及控制措施

机械加工精度影响及控制措施

张建山  ,庞玉国

日立电梯(天津)有限公司   天津市   301899

摘要：机械加工精度是机械加工过程中最为关键的环节，致使机械加工精度不高的影响因素很多，只有把影响机械加工因素全部排除掉，才能实现机械加工的高精度与高标准。虽然机械加工误差不能彻底去除，但是通过采取一定的措施后，可以将原先的机械零件精度进行有效提升。对机械加工的各种影响因素进行详细分析，并针对每种问题提出有效解决措施，旨在优化机械加工工艺，并提高机械加工精度，使机械加工工艺越来越精准，促进我国工业快速发展。

关键词：机械加工；精度影响；控制措施

引言

加工精度，即完成所有加工步骤后，零件参数与预测参数的重合度。重合度高意味着零件加工精度高，否则就存在加工误差。零件加工过程中需要严格控制加工精度，而加工精度体现出生产水平。机械制造中合理运用数控技术，提高机械制造质量与效率，因此在实际中得到广泛应用。机械制造领域广泛运用数控技术，实际操作时有很多问题需要注意。通过分析数控技术优势，总结影响到数控技术应用质量的因素，给出针对性的控制措施，切实发挥数控技术的作用。

1机械加工精度概述

在对机械加工的部件进行质量评价时，加工精度是非常关键的参数，一般来讲，机械加工精度的表示主要是通过数学公差等级，其数值的大小，可以反映加工精度情况。数值小，表明机械加工部件对精度有较高的要求；相应地，在实际加工中，允许的误差范围也就越小。在具体进行机械加工的过程中，有关加工精度的确定需要结合实际情况。单纯来讲，加工精度高，机械部件的质量也会更高。在实际的加工工作中，加工精度的提升会牵涉到成本投入问题，所以，有关机械加工精度的确定，需要根据具体的要求，在保证加工部件质量的基础上，兼顾其成本经济性。

2机械加工精度的主要影响因素

2.1加工工艺因素

为了达到预想的加工表面，刀具、工件之间需要达到精准的成形运动，理论上存在完美的成形运动，但实际生产过程中，完美的成形运动难以实现，时常出现加工效率低下，再加上机床、刀具等结构复杂，生产加工难度较大，在多个结构环节存在的情况下，很容易导致机床传动误差。

2.2热变因素

在切削的过程中，在受到切削力及其切削热的作用下，部件表面金属物理特性、机械性能肯定会产生变化，其主要变化包括表面金属显微硬度的改变、金相的改变、残余应力的产生。除了上述系统内外因素会影响机械加工精度外，热变因素也会影响机械加工精度。一般而言，常见热变因素包括刀具、工件、机床机构三方面。首先，在系统部件的加工过程中，刀具受热、切削，在不断地切削过程中，刀具与工件之间由于摩擦力，产生热变形，影响精度；其次，工件热变化，在进行较长部件的切削过程中，工件表面温度升高，在内外温度差的作用下，工件因此而变形，影响精度；最后机床本身发生热变化，在部件加工过程中，机床受到内外各种力的作用，温度升高，机床内部零件适用性降低，尤其是在高温条件下，导致机车紧耦合零部件微小间隙，进而影响精度。除此之外，机车工作过程中，整体发热，也影响其性能，导致机车转速下降，影响整个加工的精度。

2.3数控编程因素

机械加工现如今使用较为普遍的设备就是数控机床，其对于提升加工质量和效率都起到了良好的帮助。这一数控技术的应用，需要依靠程序控制系统实现自动化，而控制系统则需要相应的控制编码和符号指令达到目的。也就是将有关信息载体输入到数控装置中，通过有关运算，使数控装置能够向各部分终端发布相应的控制信号，这样数控机床就能够依照图纸设计的要求对部件进行自动加工。这表明，机床运行最关键的就是数控装置的编写程序，所以，影响加工精度的一个因素就是数控编程。这一影响因素属于不可逆的误差，数控编程确定之后，加工部件时，如果工件定位出现偏差，后续运行会出现累积误差，使偏差值逐渐增大，不能通过人工进行消除，最终加工出来的零部件就会出现尺寸大小不一致的情况。

3机械加工精度影响的控制措施

3.1减小工艺系统受力变形的措施

①提高接触刚度：通过提高导轨等结合面的刮研质量、形状精度并降低表面粗糙度，都能增加接触面积，有效地提高接触刚度。预加载荷，也可增大接触刚度。②提高零部件刚度减小受力变形：加工细长轴时，采用中心架或跟刀架来提高工件的刚度，也可采用反拉法切削，工件受拉不受压不会因偏心压缩而产生弯曲变形。采用导套、导杆等辅助支承来加强刀架的刚度。③合理安装工件减小夹紧变形。对刚性较差的工件选择合适的夹紧方法，能减小夹紧变形，提高加工精度。④减少摩擦防止微量进给时的“爬行”。采用塑料滑动导轨，其摩擦特性好，有效防止低速爬行，运行平稳，定位精度高，具有良好的耐磨性、减振性和工艺性。此外，还有滚动导轨和静压导轨。

3.2减少热变形对加工的影响措施

在生产中，须注意：机床在开始工作的一段时间内，其温度场处于不稳定状态，其精度也是很不稳定的，工作一定时间后，温度才逐渐趋于稳定，其精度也比较稳定。因此，精密加工应在热平衡状态下进行。即：一般在工作前开动机床后空转一段时间，在达到热平衡后再进行加工；在加工有些精密零件时，尽管有不切削的间断时间，但仍让机床空转，以保持机床的热平衡。

3.3完善设备检测编程系统

机械加工过程中，相关操作人员应不断深入研究，提升工艺，从细节入手，认真分析机械零部件加工编程系统。机械零部件的加工不仅是门学科，更是一门技术。与此同时，相关技术人员应和管理人员一起，做好设备的质量检测，以及后续的养护管理工作，改进机械设施设备，不断优化设施设备的编程系统。除此之外，加强机械零部件的监督、管理，单纯的技术研发难以真正提高加工件的精度，为此，在实际的部件加工过程中，要不断地优化工艺流程，科学地监督管理。相关人员应意识到科学监管的重要性，采用科学合理的监管措施，不仅优化零部件生产程序，在零部件设计、加工、完成生产后，需要进行相关的质量监控，各行政人员做好部件生产的全过程监督。

3.4对相关人员的技术能力进行提升

对工件进行机械加工时，人员的主观因素也会对加工精度产生一定的影响，所以，需要对相关人员的技术能力和职业素养进行有效提升。针对相关工作人员，需要定期组织进行培训，如果是新到岗的人员，要进行岗位职责培训和安全教育，通过岗前考核之后再正式进行工作。在岗的定期培训中，针对机械加工的理念、技术和操作规范等要点进行学习。同时，对于加工中的部分关键环节，可以采取传帮带的形式，由专业能力强、经验丰富的老技术人员指导新工作人员，通过实践不断提升其工作能力。

3.5夹具优化设计

在实际的生产加工过程中，应充分考虑部件所夹持部位的夹紧力，过大的夹紧力导致夹持部件出现大变形；但夹持力度不足，加工过程中很容易出现松动，导致加工过程中出现碰刀，甚至导致刀具、设备的损坏。为此，在实际生产加工前，可开展3次的试作业过程，不断改进所设计的夹具，另外应用三爪手进行部件底部夹持时，夹持部位应距离地面高度保持在5cm左右，顶部进行夹持时，应保证有3个活动辅助支撑点，以此解决因夹紧力而导致的部件变形。除此之外，铸造件生产加工过程中，对工件外形尺寸的一致性有一定要求，为此，可选择装夹定位手段进行工件定位。实际的加工可分为粗车、精车两种程序，粗车加工过程中，允许存在0.3～0.4mm范围内的余量，粗车加工完成后，为保证粗车加工后的部件内部应力的释放，需常温放置24h，而后进行精车加工，需要注意的是，精车加工之前，可应用百分表进行定位，允许出现0.1mm以内的偏差。

结束语

总而言之，在对工件进行机械加工时，影响其加工精度的因素有很多，为了能够更好地保证工件加工质量，需要对其影响因素进行深入分析，并采取合理的措施尽可能降低加工误差，从而提高加工精度，以使工件更好地满足设计要求。

参考文献

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