機械加工精度提升工藝措施論文
摘要：隨著社會經濟的發展以及科技的進步，我國的機械加工技術也在日益革新，工件加工的質量直接影響著工件的質量，對工件影響最大的就是加工精度。然而在機械加工的過程中，難免會出現一些問題影響到工件的精度。所以，要不斷完善加工工藝，減少因為機械裝置造成的誤差或者人為操作的錯誤，提高機械加工精度。本文對影響機械加工精度的原因進行分析，並提出一些提升加工工藝的措施。
關鍵詞：機械技工技術；加工精度；加工工藝
通常情況下，人們認為機械加工精度等同於機械的準確度，但是事實上並不是如此，機械加工精度是指在機械加工之後，零件的實際幾何引數必須符合圖紙設定的理想數值，一般是零件的幾何引數和理想數值之間的誤差越小越好，在幾何形狀的精度、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，為了減少誤差，謹慎的操控工作在實際的工作過程中非常重要。
1機械加工精度的概念
機械加工精度包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。尺寸精度指的是機械加工後零件的現實尺寸和零件尺寸的吻合程度；形狀精度是機械加工後的零件的實際幾何形狀和理想的幾何形狀的相符程度；位置精度是指機械加工後的零件表面之間的實際位置與理想位置的相符程度。在同樣的生產方法和條件下加工的一批零件中，因為一些原因，零件的尺寸、形狀和相互位置難免也會存在一定的加工誤差，但是要在滿足要求的公差範圍內，同時，也要採取合理的措施提高機械加工的生產效率和零件質量。
2影響機械加工精度的因素
2.1定位誤差。第一，基準不重合造成的誤差。設計基準在機械加工中指的是在零件圖紙上確定零件某個表面尺寸和位置的基本標準，工序基準是指在工序圖中用來確定本工序被加工表面加工後的尺寸和位置所依據的基本標準。在機械加工的過程中，基準對產品有著直接的影響，所以，必須要選擇工件上的相關幾何要素作為加工時的定位基準，誤差的大小受定位基準和設計基準的尺寸變化量影響，通常情況；下，尺寸變化量越小，誤差也會越小。下面是定位誤差計算中的合成法計算公式：△D=|△Y±△B|，公式中，△D是定位誤差；△Y是基準位移誤差；△B基準不重合誤差[1]。第二，定位副製造不準確造成的誤差。工件定位面和夾具定位元件這兩部分構成了定位副，這兩部分產生的誤差會導致定位副產生誤差。按一般情況來說，夾具定位元件的實際尺寸是允許在規定的誤差範圍內波動的，不可能按照基本尺寸的生產的非常的精準。出於定位副製造的不精準和定位副之間的配合間隔造成的工件最大的位置變化量，被稱為定位副製造不準確造成的誤差。圖1是一種夾具定位測量的示意圖。2.2刀具的幾何誤差。刀具是機械加工中直接應用於工件塑性的工具，也是加工過程中最重要的工具，不同的刀具種類、質量對加工精度的影響也不同，如果刀具的種類和材質和工件不相符，對刀具的磨損會比較嚴重，從而造成零件的加工精度。而且，定製刀具和成型刀具的尺寸誤差會分別影響到工件的尺寸精度和工件表面的形狀精度。另外，夾具定位不準確，不注意緊度和密度，安裝的時候有錯誤等等都會影響夾具對零件的加工精度[2]。2.3加工的原理誤差。機械加工過程中的原理誤差可以分為兩種，一是採用相似的加工方法。為了使工件表面達到要求，一般需要在工件或者刀具的運動之間建立一定的聯絡，如果這時採取了完全符合理論的標準的加工原理很有可能會造成機床或者夾具操作複雜，工作任務繁重，不能達到較高的加工精度。二是採用相似的刀具輪廓。在應用成形刀具加工複雜曲面的時候，刀具的刀刃口是不可能完全符合理論曲線的輪廓的，這時一般會採用簡單相似的線型，比如直線或者圓弧來代替理論曲線，這樣一來就會產生加工原理誤差[3]。2.4工藝系統受熱變形造成的誤差。在機械加工的過程中會有大量的熱量產生，工藝系統受熱指的是三個方面：一個是機床受熱，機床在運轉的過程中溫度比較高，溫度過高的情況下就會導致機床內部的部件磨損程度加快，並且在這個過程中各部件很有可能偏離原來的位置，引起加工工件精度的誤差。二是刀具受熱引起變形，刀具在工作的過程中受高溫的影響，從而使其的鋒利性和堅韌性有所下降，影響零件的表面切割。三是工件受熱變形，受熱工件在加工後冷卻到室溫時，尺寸大小會產生誤差，當工件受熱不均勻的時候，加工冷卻後會造成外形誤差。因此，在受熱的情況下，對加工工件的影響比較大，特別是在非常精密的加工或者大型工件的加工中，會有更嚴重的影響。2.5工藝系統受力變形引起的誤差。工藝系統受力變形會產生誤差，通常是由一下幾個方面引起的：一是機床部件的剛度不夠；二是工藝系統的剛度對加工工件精度的影響；三是工件的剛度不足；四是刀具的剛度不足。所以，減少工藝系統變形，必須提高工藝系統的剛度。2.6機床的誤差。一般情況下，機床在製造、安裝和使用的過程中都難免會出現誤差，但是不會影響機床的正常運轉，這些誤差就叫做機床誤差。對加工精度造成的影響比較大的有兩種：第一種是主軸迴轉產生的誤差，主要包括其徑向圓跳動和軸向竄動或者擺動，對零件加工的精度有很大的影響。第二種是導軌誤差，在導軌的製造和安裝過程中都會產生誤差，或者是導軌的不均勻磨損引起的誤差[4]。2.7調整預測量誤差。通常在機械加工的過程中，對工藝系統需要不斷地進行調整，這些調整工作不準確很有可能會造成調整誤差。當工藝系統的原始精度達到工藝要求但是沒有考慮到動態因素的時候，加工精度會直接受調整誤差的影響，為了減小誤差，需要嚴格規範測量的方法和量具的精度，對加工過程中可能出現的問題進行綜合性的考慮。2.8工件殘餘應力造成的誤差。金屬一旦出現不均勻的體積變化，就會產生殘餘應力，如果零件的殘餘應力處於某種不穩定的狀態，就會影響其內應力(不受外力作用而存在於零件內部的應力叫做內應力)，加工精度也會受到影響[5]。為了減小實際運作中所造成的磨損程度，適當的熱處理能使工件的厚度和韌度變化均勻，零件的內部結構也會趨於平衡。
3提升機械加工精度的措施
3.1掌握現代化的加工技術。隨著科學技術的快速發展，在機械加工企業中數控機床已經得到了廣泛的應用。數控機床是要求技術工人熟練掌握計算機技術與軟體操作技術，對加工過程中每一個環節的幾個引數進行實時監控，如果出現誤差，應該將檢測到的誤差的方向和程度作為依據，建立誤差的微量位移，從而對誤差進行實時補償，提高加工的效率與質量[6]。這種技術在控制誤差方面非常有效，有著明顯提高加工精度的作用。但是也存在缺陷，就是會受補償裝置慣性的影響，造成補償停滯或者落後。3.2減小原始誤差。減小原始誤差要從以下幾個方面實現：提高機械加工過程中使用的機床的幾何精度，以及量具、工具和夾具的精度；減少因刀具磨損、受熱受力變形、內應力造成的變形、工藝系統受力和測量等等產生的誤差；更深入的分析產生各種原始誤差的原因，並且採取具有針對性的措施進行處理，從而達到減少誤差，提升加工精度的目的。另外，當加工精密零件的時候，應該最大程度的提高機床的幾何精度及其剛度和韌度，有效控制在加工過程中出現的受熱變形[7]。3.3補償原始誤差。工藝系統中出現的一些原始誤差，一般是採取補償原始誤差的方法進行控制因誤差給零件加工帶來的影響。在實際操作中主要有兩種補償原始誤差的方法：一是誤差補償法，指的是用人為的方法制造出一些新的原始誤差，來補償原來的工藝系統中的誤差，但是二者需要大小相等，這樣來達到減少誤差，提高加工精度的目的。二是誤差抵消法，指的是透過利用一些原始的誤差，部分或者全部的抵消原來的.原始誤差或者另外一種原始誤差，但是也需要和原來的原始誤差相等。3.4轉移誤差。轉移誤差在實質上是轉移工藝系統中的誤差，一般是尺寸誤差，包括受力變形和受熱變形等等。轉移誤差在實際應用中比較廣泛，如果機床精度達不到零件加工精度的標準，最常用的方法不是盲目的提高機床精度，而是在工藝系統上向解決的辦法，創造一些有利的條件，把機床的幾何誤差向不影響加工精度的方向轉移。另一種情況是如果確保磨削主軸錐孔和軸徑同軸度，不能單單靠機床主軸的迴轉精度，而是要依靠夾具來保證。當用浮動連線工件和機床主軸後，就說明機床主軸的原始誤差已經被轉移了。另外，可以加強對機床的控制，做好定期保養和清理機床導軌，以及做好機床的安裝、維修工作，來提高機械加工的精度[8]。3.5均化或分化原始誤差。採用均化或分化原始誤差，可以提高一些零件的加工精度，對配合精度要求較高的零件表面，常常使用研磨工藝。誤差均化法就是在與工件相對運動的過程中對工件進行少許切削，把高點逐漸消磨掉，使工件表面的誤差不斷地減小，最終使工件達到高精度的要求，實質上就是把一些有密切聯絡的表面進行互相比較和檢查，在它們之間找到差異，然後把它們互為基準進行加工或者修正。分化原始誤差法，是將誤差反映規律作為依據，把工序的工件尺寸或者毛坯經過測量按照大小分為若干組，每一組工件的尺寸在原來的基礎上縮小，縮小的範圍根據分的組數確定，然後按照各組的誤差範圍調整刀具相對工件的正確位置，使其尺寸分散範圍中心基本保持一致，從而縮小整批工件的尺寸分散範圍。3.6就地加工。對於一些很重要的工件表面，在裝配前不進行精細加工，裝配後在對其自身使用的機床進行精細加工，這種加工方式就是就地加工。就地加工的方法操作簡單，沒有繁瑣重複的操作程式，而且適用範圍比較廣泛，能夠從整體上控制誤差，從而使整體達到最小誤差，在整體上提高機械加工的精度[9]。
4結束語
透過上文對影響機械加工精度的原因以及相應的提升加工工藝的措施的探討可以得出以下結論：在機械加工過程中，難免會出現各種因素影響著零件加工的精度。當出現誤差的時候，要深入的分析產生誤差的原因，對於一些無法避免的誤差，可以透過提升加工工藝將誤差縮小到最小的範圍內。而對於一些可控的影響因素，可以透過提高技術和完善管理等手段，提高零件加工的精度。機械加工精度對機械的正常運轉和機械加工企業的健康可持續發展有著非常重要的作用。所以，提升機械加工工藝，做好相關的工作是勢在必行的。
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