论机械加工及其加工精度质量技术控制

论机械加工及其加工精度质量技术控制

杨学义

（哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040）

摘要：质量和精度的控制是机械加工中的重要环节，主要从当前机械加工精度的概念和内容出发，分析机械加工过程中产生误差的原因，力图探索在机械加工的过程中如何才能提高加工的质量，并且加强对加工过程的精度控制，从而提高整体加工水平。本文主要介绍机械加工及加工精度的概念及内容，分析机械加工产生误差的原因及提高机械加工精度的工艺方法。

关键词：机械加工；几何误差；定位误差；工艺方法

1机械加工精度的概念及内容

机械加工精度是指工件在机械加工后的实际几何参数与零件图纸所规定的理想值之间的符合程度，如果它们之间存在不相符合的程度则就称为加工误差。这既是要求我们的加工误差越小，最终实现的结果就是加工精度越高。零件加工精度有尺寸精度、形状精度和位置精度。零件加工的尺寸精度、形状精度和位置精度之间是有联系的。机械的加工精度包括了三方面因素：首先是尺度因素，尺度因素限制加工表面和基准间尺寸的误差；其次是几何形状精度，主要是指限制加工表面的宏观性状的误差，从而达到提高机械加工表面质量的目的；最后是相互位置的精度，主要是指限制加工表面和其基准间的相互位置误差。机械加工误差的大小反映了机械加工的精度高低[1]。

在相同的的生产条件下所加工出来的一批零件，由于加工因素的影响，其尺寸、形状和表面相互位置不会绝全一致，总是存在一定的加工误差。同时，从满足要求的公差范围的前提下，要采取合理的、经济的加工方法，以提高机械加工的生产率和经济性。

2机械加工产生误差主要原因

2.1刀具的几何误差

刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具，其制造误差对工件加工精度无直接影响。夹具的几何误差：夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。

2.2机床的几何误差

机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。（1）主轴回转误差，机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。（2）导轨误差，导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。（3）传动链误差，传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

2.3定位误差

一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差[2]。

2.5调整误差

在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。

3提高加工精度的工艺方法

3.1减少原始误差

提高加工零件所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形产生的误差，减少刀具磨损、内应力引起的变形误差，尽可能减小测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取相应的解决措施[3]。

3.2误差补偿法

对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

3.2.1误差补偿法：该方法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。

3.2.2误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

3.3分化或均化原始误差

为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。

3.3.1分化原始误差（分组）法：根据误差反映规律，将毛坯或工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

3.3.2均化原始误差：这种方法的过程是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

3.4转移原始误差

该方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。转移原始误差至非敏感方向。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。

4结语

总之，产品确保质量的前提和基本要求是对零件的质量要求，要求我们在加工环节中做好零件质量的掌控措施。实现持续的加工工艺提升，进而也就在根本上实现了提高机械产品的使用性能、增加机械产品使用寿命。

参考文献：

[1]郑渝.机械结构损伤检测方法研究[D]；太原理工大学；2004年

[2]刘程.关于机械加工中表面质量控制的研究［J］.科技促进发展（应用版），2010，（04）.