探讨提高机械加工精度的工艺措施

　　引言
　　通常人们将机械加工精度与机械的准确度等同，但实际上机械加工精度是将机械加工之后，必须要做到零件的实际几何参数符合零件图纸设定的理想值，参数与理想值之间的差距越小越有利，其中在尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度等三个方面都要做到相辅相成，互补为宜。一般来说，尺寸精度越高，几何形状和相互位置的精度也越高。影响机械加工精度的因素主要是人为误差和原始误差两种，人为误差具有不确定性，而原始误差则存在于机械加工工艺的每个环节。想要有效的提高机械加工的精度，就要认真分析加工误差，探寻控制和降低误差的措施。
　　一、机械加工精度的影响因素分析
　　1.1加工原理误差
　　在机械加工过程中，有两种情况会产生原理误差。一是采用近似的加工方法会产生加工误差。在很多情况下，为了得到要求的工件表面，需要在工件或刀具的运动之间建立一定的联系，采用理论上完全准确的加工原理可能会使机床或夹具变得复杂，反而难以达到较高的加工精度。二是采用近似的刀具轮廓也会造成加工误差。在使用成形刀具加工复杂曲面时，使刀具刃口完全符合理论曲线的轮廓几乎是不可能的，这种情况下，往往采用简单近似的线型，比如圆弧和直线来代替理论曲线，从而产生了加工原理误差。
　　1.2机床误差
　　一般来说，机床在制造、安装以及使用的过程中都会出现一定的偏差和错误，但对机床正常运转不会产生影响，这就是机床误差。其中对加工精度影响较大的有两种：一是主轴回转误差，包括其径向圆跳动、轴向窜动和摆动，主要是影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度以及表面粗糙度。二是导轨误差，其产生的主要原因是导轨的制造与安装误差，以及导轨的不均匀磨损。
　　1.3刀具和夹具的制造误差以及磨损
　　不同种类的刀具对加工精度所造成的误差程度也有所区别，普通刀具的制造误差对加工精度无直接影响；定制刀具的尺寸误差直接影响零件的尺寸精度；成形刀具的误差主要影响零件表面的形状精度。通常来说，夹具在定位时不准确，夹紧时不注意紧度和密集度，安装时有错误等都会影响夹具对零件的加工精度。另外，刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的位置；夹具的磨损也会引起零件的定位误差。
　　1.4定位误差
　　定位误差指的是在夹具或者机床上，由于零件定位不准引起的误差。定位误差主要包括两个方面：一是定位基准与设计偏差所造成的定位误差，在机械加工过程中，实际定位与设计偏差越大，精度就越不准确；二是定位与定位副之间的配合度偏差。
　　1.5工艺系统受热变形引起的误差
　　工艺系统受热变形引起的误差主要包括三个方面：一是机床受热变形，机床在运转过程中温度过高，容易加速机床内部各部件的磨损程度，同时偏移原有的部件位置，造成工件精度偏差.二是刀具受热变形，刀具切割、加工时受到高温影响，降低刀具的锋利性和坚韧度，从而影响零件外形切割。三是工件的热变形，对于简单的平均受热工件，加工后冷却到室温时，长度和直径就可能会发生尺寸误差；当工件受热不均时，加工冷却后就可能会形成外形误差。
　　1.6工艺系统受力变形产生的误差
　　工艺系统受力变形产生的误差主要包括五个方面：一是工件刚度不足受力变形；二是刀具刚度不足受力变形；三是机床部件刚度不足受力变形；四是工艺系统刚度对加工精度的影响，包括工艺系统刚度变化引起的误差、切削力变化引起的误差以及夹紧变形引起的误差。要减少工艺系统变形，可以提高工艺系统刚度，同时减少切削力并压缩它们的变动幅值。
　　1.7工件残余应力引起的误差
　　如果金属发生不均匀的体积变化，就会产生残余应力，一旦零件的残余应力处于不稳定状态，其内应力就会发生变化，从而影响加工精度。毛坯制造、冷校正以及切削加工都会产生内应力。因此，适当的热处理能均匀工件的厚度和韧度，平衡零件的内部结构，减小在实际操作运转中所形成的磨损度。
　　1.8调整误差与测量误差
　　在机械加工过程中，需要不断对工艺系统进行调整，而这些调整工作不可能绝对准确，从而产生调整误差，调整误差对加工精度有着决定性的影响。机械加工过程中，为了调整误差，需要对测量方法和量具精度进行严格规范和要求，综合考虑工件在机械加工过程中可能会出现的问题处理等因素。
　　二、提高机械加工精度的措施
　　2.1采用现代化的加工技术控制误差
　　随着机械加工技术的提高，数控机床已经在机械加工企业中得到了普及。技术工人可以通过计算机技术和软件操作数控机床，实时监测加工过程中每一个环节的几何参数，根据被监测到得工件误差的方向和程度，构建一个误差的微量位移，从而实现实时的误差补偿。这种技术的唯一缺陷就是会受到补偿装置惯性的影响，导致补偿措施的滞后，但是这种技术可以有效的控制误差，提高加工精度的效果十分明显。
　　2.2采取补偿控制技术提高加工的精度
　　目前，在数控机床上一般采用软件补偿的方式：采用统计测量数据，再精细查找误差，最后控制坐标轴附加的方法。这种软件补偿技术，实现起来较为简单，同时误差数据也能得到及时的修改与调整。误差补偿法主要包括两种方式：一是误差补偿法，即保留固有的原始误差，但在其基础上进行新形式的误差填补，从而覆盖原有的误差，也就是"以形补形"；二是误差抵消法，与误差补偿法不同的是，误差抵消法是将存在的原始误差之间寻找关联点，并将相同或相似部分予以抵消，形成"空白点"，以用于缩小精度误差。采取补偿控制技术，需要根据实际情况，不断加强对补偿控制技术的研究，才能有效的提高机械加工精度。
　　2.3分化或均化原始误差提高加工精度
　　为了提高零件的加工精度，可以分化某些原始误差，对于精度要求高的零件表面，也可以采取逐步均化原始误差的方法。分化原始误差就是根据误差反映规律，将工件尺寸经测量按大小分为n组，并将工件的尺寸范围减为原来的1/n，再按各组的误差范围分别调整工件位置，从而缩小工件的尺寸分散范围；而均化原始误差则是通过比较和检查有密切联系的工件或工具表面，找出它们之间的差异，进行相互修正加工或基准加工。

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