机械加工精度偏差的管控方式

本文作者：牟影 单位：装甲兵技术学院（吉林长春）

相对于人类社会的发展需求而言，机械工业是国民经济发展的重要基础，作为现代化工业产品的重要生产环节，机械加工是利用机械手段针对相关工件进行加工制造的过程。随着高尖科技的不断创新与发展，对于机械元件加工的精度要求愈来愈高，针对影响机械加工精度的误差成因，如何在机械加工过程中避免或减小机械部件的精度误差，提高和优化机械产品的加工质量及其性能，成为现代机械加工制造领域广为关注的技术问题。

1、机械加工精度的内涵要求

机械加工是根据相关工件的外形尺寸或性能结构设计需求，以车床、铣床、钻床、磨床、冲压机、压铸机等专用机械加工设备为介质，采用一定的技术加工手段来进行机械工件产品制作的过程。根据被加工机械元件所处的温度状态，机械加工通常分为冷加工和热加工两种方式。机械加工精度是指相关工件在加工完成后所具有的包括尺寸大小、几何形状以及各表面相互位置等参数的实际值，与其预先设计应具备的理想几何参数需求比对的相符程度。加工精度通常包括尺寸精度、形状精度和位置精度等方面的内容，尺寸精度用来限制加工表面与其基准间尺寸误差的范围，形状精度用来限制加工表面宏观几何形状误差，位置精度用来限制加工表面与其基准间的平行度、垂直度、同轴度等相互位置误差。由于加工机械的性能、技术方法、生产条件等因素的不同影响，机械加工出来的相关零件在其尺寸、形状和表面相互位置参数与理想参数总是存在一定的偏离误差，在数值上通常采用加工误差的大小来表示加工精度。机械元件的加工精度和表面质量等加工质量、是保证相关机械产品装配质量的基础，加工误差的大小反映了加工精度的高低。

2、导致机械加工精度偏差的因素

机械加工中，误差会影响机械部件的加工精度及其表面质量。从误差的规律掌握程度来看，误差可分为系统误差和随机误差，导致机械加工误差的因素主要包括如下类型：

2.1机床刀具的几何误差

机床是工件加工成形的重要机械，工件加工精度在很大程度上取决于机床及其刀具或夹具的加工性能。机床主轴、导轨以及传动链的工作性能低于机床加工的精度影响较大，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度质量，导轨磨损以及传动链始末两端传动元件间相对运动的误差是造成机床精度下降而影响元件加工精度的重要原因。刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。

2.2定位误差

机械加工时应针对相关元件进行一定的基准定位，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。机床夹具定位元件在制造时不可能绝对精确，其实际尺寸应在在规定公差范围内变动。工件加工时将其与夹具定位元件进行固定时会出现细微配合间隙而引起位置变动量，形成定位副制造不准确误差。

2.3测量或调整误差

工艺系统中，工件与刀具在机床上的互相位置精度，需要通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保障，被加工部件在加工过程中需要针对相关参数进行测量并及时调整系统工艺，由于测量方法、量具工具以及工件的原始精度和自身质量都存在着直接影响测量精度的误差因素。特别是工艺系统的调整不可能绝对地精确，因而会出现不同程度的调整误差。调整误差对工件加工精度的影响较为关键。

2.4工艺系统的物理变形误差

工艺系统受力或受热变形对工件加工精度的影响较大，加工过程中机床、刀具和工件受各种热源作用导致温度逐渐升高导致受热变形，特别是在精密加工中，由热变形所引起的加工误差率较高。加工机床的部件刚度、刀具刚度以及工件刚度性能在加工过程中因受力程度不同往往会导致加工期间或被加工元件出现变形，导致工件加工出现误差。

3、提高机械加工精度的误差控制措施

相对来说，机械加工过程中的精度误差具有不可避免的客观性，但应在最大可能的基础上将影响机械加工精度的误差因素控制在允许范围内，从而提高工件加工质量和精度，具体措施如下：

3.1优化加工机械工作性能直接减少原始误差

为提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行合理分析并有效解决，采用近似加工原理直接减少原始误差是保障加工质量的有效措施。提高工件加工机械设备的机床、刀具、夹具以及量具等自身工具的刚度性能和设计精度，控制工艺系统设备在受力和受热状态下的变形程度、优化机床、刀具、轴承等实用性能，防止过度磨损，直接减少或消除造成工件加工误差的可能因素。

3.2合理利用误差补偿措施抵制消除原始误差

机械加工过程中，误差补偿技术是根据机械加工精度需求，通过人为制造一种误差，去抵消工艺系统所固有的原始误差，或者借助原有的一种原始误差去部分或全部地抵消另一种原始误差的处理方法，以控制原始误差对工件加工误差的影响，从而达到提高加工精度的目的。

3.3利用分化或均化技术措施以减小原始误差

分化是采用相关技术措施促使正在发育的个体形态发生变异的过程，均化是将两种或两种以上的物质形态进行均和的过程。根据误差反映规律，将被加工毛坯工件按测量尺寸分组确定其误差范围后分别调整相对位置，分化缩小误差。对表面精度要求高的工件，可采取不断试切加工过程中，采用比较检测法找出工件或工具表面差异后再进行相互修正或基准加工，逐步缩小和平均原始误差。

3.4利用转嫁原理采用相关措施转移原始误差

机械加工中，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。误差转移的实质是转移工艺系统的集合误差、受力变形和受热变形等误差，将原始误差从误差敏感方向转移到其他对加工精度无影响的方面，可有效提高工件加工精度。

结束语

总之，机械加工是当前机械工业产品生产的重要环节，高端科技条件下，对于机械工件的加工精度和质量要求程度较为严格，采取合理措施减少或消除相关影响机械加工精度的误差因素，是保障机械加工产品质量的有效途径。