影响机械加工精度的因素及改进措施

TECHNOLOGY AND MARKET

Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．６，２０１２

1机械加工精度的概念及其包含内容

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、几何形状和相互位置）与理想几何参数的相符合的程度，而它们之间的偏离程度又称为加工误差。加工精度在数值上通过加工误差的大小来表示，即精度越高，误差越小；精度越低，误差越大。

加工精度包括三个方面，其如下：

１）尺寸精度。是指机械加工后的零件的直径、长度等尺寸的实际值与理想值的接近程度。

２）形状精度。是指机械加工后的零件的实际几何尺寸与理想尺寸的接近程度。

３）位置精度。是指机械加工后的零件的实际几何位置与理想位置的接近程度。

尺寸精度、形状精度和位置精度的关系：

通常在设计零件及规定零件加工精度时，应注意将形状误差控制在位置公差内，位置误差又应小于尺寸公差。即精密零件或零件的重要表面，其形状精度要求高于位置精度要求，位置精度要求高于尺寸精度要求。

2获得加工精度的方法

方法一：试切法。是指操作工人在每一工步或走刀前进行对刀，然后切出一小段，测量其尺寸是否合适。其加工质量取决于工人的技术水平，常用于单件、小批量生产。

方法二：调整法。分为静调整法和动调整法。静调整法（样切法）是在不切削的情况下对刀块或样件来调整刀具的位置。动调整法（尺寸调整法）是按试切零件进行调整的方法，调整完毕即可加工。

方法三：尺寸刀具法。大多利用定尺寸的孔加工刀具，如钻头、拉刀等来加工孔。

方法四：主动测量法。是在加工过程中，边加工边测量加工尺寸，达到要求时就立即停止加工。

3影响加工精度因素

3.1工艺系统的制造精度和磨损对加工精度的影响

在机械加工时，由机床、夹具、刀具和工件构成的系统称为工艺系统。工艺系统中各构成部分对加工精度有不同程度的影响。

３．１．１机床的制造精度和磨损

导轨误差。导轨是机床中确定主要部件相对位置的基准，也是运动的基准，它的各项误差直接影响被加工工件的精度。如车床的车身导轨在水平面内有弯曲时，纵向切削中，导轨向后凸出时工件上就产生鞍形加工误差；导轨向前凸出时，产生鼓形加工误差。导轨在垂直面内的弯曲对加工精度的影响可以忽略不计。

主轴回转误差。是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对平均回转轴线的变动量。分为四种基本形式：纯轴向窜动、纯径向跳动、纯角度摆动、轴心漂移（如图１所示）。

图1主轴回转误差的基本形式

不同形式的主轴回转误差对加工精度的影响不同，同一形式的回转误差在不同的加工方式（如车削、镗削）中对加工精度的影响也不一样。

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。为了保证传动链的的传动精度，应注意保证传动机构尤其是末端传动件的制造和装配精度，尽量减少传动件，缩短传动路线或必要时采用附用的校正机构。

３．１．２刀具、夹具的制造精度和尺寸磨损

刀具误差对加工精度的意向随刀具的种类不同而不同。一般刀具（如车刀、镗刀及铣刀等）的制造误差，对加工精度没有直接的影响；定尺寸刀具（如钻刀、铰刀、拉刀等）的尺寸误差，直接影响被加工零件的尺寸精度；成形刀具（如成形刀、成形铣刀及齿轮滚刀等）的误差，主要影响被加工面的形状精度。而刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工面的位置，造成被加工零件的尺寸误差。夹具的作用是使工件相对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（特别是位置精度）有很大影响。夹具的制造误差由定位误差、夹紧误差、夹具的安装误差、导轨误差及夹具的磨损组成。夹具的磨损会引起工件的定位误差。

３．１．３调整误差

零件加工的每一个工序中，为了获得被加工表面的形状、尺寸和位置精度，总要进行一些调整工作（如安装夹具、调整刀具尺寸等）。由于调整不可能绝对正确，因此会带来加工误差。

影响机械加工精度的因素及改进措施

赵岩，苏君

（河南工业职业技术学院，河南南阳473009）

摘要：对机械加工精度进行了分析，指出了影响机械加工精度的因素，并提出了保障、提高机械加工精度的措施，对工程实践有一定的指导作用。

关键词：机械加工；精度；改进措施

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１２．０６．０１２

技术研发

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技术与市场第１９卷第６期２０１２年

３．１．４测量误差

工件在加工过程中，要用各种量具进行检验。由于量具本身的制造误差、测量时的接触力、温度等都直接影响加工误差。因此要正确地选择和使用量具，以保证测量精度。

3.2工艺系统的受力变形对加工精度的影响

工艺系统中的机床、夹具、刀具及工件等在切削力、传动力、惯性力、重力等作用时会产生弹性变形，从而破坏了刀具和工件之间正确的相对位置，使工件的加工精度降低。

１）工件刚度不足受力变形。工艺系统中如果工件的刚度相对于机床、夹具、刀具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。

２）刀具刚度不足受力变形。外圆车刀在加工表面法线（ｙ）方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。

３）机床部件刚度不足受力变形。机床部件有许多零件组成，其不同的部件对精度影响不同。

3.3工艺系统受热变形对加工精度的影响

在金属切削加工过程中，工艺系统由于受到切削热、摩擦热以及日光和供暖设备的辐射热等热源的影响，其会产生复杂的变化，对加工精度会产生很大的影响，其影响分为以下三种：１）机床的热变形破坏了机床的几何精度，降低了机床的加工精度；

２）工件热变形的热源是切削热。热变形对加工精度的影响表现为两方面，当工件受热膨胀均匀时，会引起尺寸大小的变化；若膨胀不均匀，会引起形状的变化；

３）刀具热变形。刀具从常温到热平衡的连续工作的过程中逐渐伸长，会产生平面度和圆柱度误差。

3.4加工原理误差对加工精度的影响

加工原理误差是由于采用了近似的加工运动或者近似的刀具轮廓产生的。如在用滚刀切削渐开线齿轮、渐开线花键轴时，是利用展成法原理，为了得到切削刃口，在滚刀上形成了刀齿，这些刀齿是有限的，因此滚刀只能断续切削，切出的齿形是由各个刀齿轨迹的包络线所形成的，是一条近似的折线。

3.5定位误差对加工精度的影响

定位误差主要包括基准位移误差和基准不重合误差，其主要影响被加工零件的位置精度。

4提高机械加工精度的措施

１）减小原始误差。提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具的精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减小原始误差。

２）误差补偿法。此法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原理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）分化原始误差法。根据误差反应规律，将毛坯或上道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１／ｎ。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。

４）均化原始误差。此法过程为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。

５）转移原始误差。此法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，可大大提高加工精度。

参考文献：

[1]刘传绍.机械制造技术基础[M].北京：中国电力出版社,2009.

[2]熊梁山.机械制造技术基础[M].武汉:华中科技大学出版社,

2005.

[3]陆建中,孙家宁.金属切削原理与刀具[M].北京：机械工业

出版社,2005.

[4]李旦.机械制造技术基础[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.作者简介：

赵岩（1981-），男，河南镇平人，工学硕士，河南工业职业技术学院机械工程系教师。

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备需积极改装，以促进装置使用性能的提升。

２）系统管理自动化控制系统设计方案完成后，企业领导需组织专家和技术人员研究分析。对系统存在的不足或需要改进的地方及时提出来，以防止系统运行后因设计不科学造成各种问题。变电站的电气工程的管理系统需包括：线路连接、装置搭配、操作调控等，只要一个方面发生问题则需要立刻更改调整。对自动化系统及时优化以从多个方面为维护变电站运行作用的发挥。

３）操作管理变电站负责人要对操作人员进行技能考核，保证人员专业技术过关后才能正式上岗作业。随着变电站自动化水平的提升，对于操作人员自身技能的掌握要求也更加严格。企业必须要加强各方面的考核，定期开展专业技能培训指导，让值班人员熟练掌握电气设备的操作技巧。发现变电指标与规定不符时，通过报警信号可及时输送信号指令提醒施工人员处理。

４）故障管理一般情况下，电气故障管理包括：自诊断、自排查、自检测等内容。这一方面要靠设备操作人员及时发现故障问题，更多的是要借助于自动化的故障诊断系统。变电企业需制定全面的故障处理系统，加强设备故障问题的管理以改善电力运行效率，促进变电企业自动化水平的提升。

4结语

设备接地、等电位连接、自动化管理等，这些都是设备运行需要关注的重点内容，企业在制定生产计划时要将其归纳在构建自动化模式里。

参考文献：

[1]李子连.火电厂自动化发展综述[J].中国电力,2004(2).

[2]刁颐民.大型变压器的可靠性分析[J].电工技术学报,1990

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技术研发

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