提高机械加工精度的探究

在高密度机械上产过程，机械加工的精度是其中的首先前提。这是因为，机械加工过程中，精度不仅影响产品的生产效率和过程，还能够有效降低不合格产品的生产，降低生产成本。提高机械加工的精度，一方面，要在知晓加工误差的基础上，深入分析其中的原因；另一方面，要能够采取有效的补救方法来降低生产误差，提高产品生产性能。

1 机械加工中出现的误差

机械加工的精度往往与实际存在的误差有一定的区别和联系。机械中的精度与加工后的实际数值要求有一定的差异，越是接近规定的要求，越能够体现生产加工的系数标准。

误差则是由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统过程中往往因人为或者机械等不可避免而造成的，与实际生产标准有一定差距，但可通过一定的策略措施予以弥补。

2 工艺生产中影响精度的要素

2.1 工艺系统中机械性误差

机械加工是在一定的操作系统中进行的，往往受到机床的几何、主轴回转、刀具几何等因素影响。这样的机械物质因素影响，不仅影响了机械精度，更是容易导致生产效率低下。

根据这些误差中，主要包括：1）传输运动误差，在传动链始末两端中因传动元件间相对运动导致频率不同而产生一定的误差，主要在机械的转角中。2）刀具切削误差，因刀具在切削过程中，产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。3）主轴回转误差，主轴在运转过程中和实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量不再严格参数范围内，可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。4）导轨误差，在机械生产过程中，各机床部件相对位置关系不在正确的运转系数范围而导致其运转速度产生偏差，主要与在水平面内（垂直面内）直线度和前后导轨的平行度（扭曲）相关。这些机械性误差存在，不仅使得机械不能在正确运转范围内生产，还容易使得机械生产精度大为减少。

2.2 定位过程中误差

机械在生产过程中，往往需要一定的制作设计图本，应该充分考虑实际生产的中可能存在的不确定因素。须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准（或测量基准），如果所选用的定位基准（或测量基准）与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。在生产过程中，基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。这样的定位误差，不仅影响了机械的加工实际要求标准，更易导致大批量不合格产品生产，提高生产成本。

除此而外，还有其他定位制造模块不准确误差。主要有如下及封面：1）定位元件本身不够标准，其本身的精确度不高使得在操作过程中不够精确。2）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。3）定位过程中，未能考虑机械运动的势能变化，使其在加工过程中产生一定的运转偏差。

2.3 工艺系统受力变形引起的误差

工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，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。这是因为机械在加工过程中往往受热胀冷缩等因素影响，产生受力变形。

除此而外，机床部件刚度对工艺系统受力产生误差。机床部件由许多零件组成，这些机床部件刚度测量又是较为困难，是一项全新课题。主要体现在：1）变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。2）摩擦力所作的功和接触变形功等于载加载和卸载循环中所损耗的能量，随着次数的不断增多而变得有所差异。3）需要经过一定的磨合次数才能够达到使得加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零，符合机械加工要求。

2.4 工艺系统受热变形引起的误差

机械在加工过程中，不仅受到相互摩擦的影响，且在摩擦的过程中产生一定的能量，使得生产过程中温度不断提高。而在工艺系统生产过程中，往往因机械的相互运转而形成一定的受热变形。

根据相关资料显示，工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50% 70%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时，工艺系统就达到了热平衡状态。

3 提高机械加工精度的几点思考

1）尽量减少原始中存在的误差，即选用精度高、性能稳的生产机械，以便能够切实消除因人为的不必要错误。

2）在加工过程中，应该采取多元化的方式来转移、均分或者均化原始误差，要能够根据机械加工过程中的不同情况，采取相应的方式来消除误差。

3）可采用小量生产试验的方法，可通过一定加工实验来注意观察相关的数据变化，以此来发现误差存在的原因，采取相应的措施尽量减少误差发生。

正如上所述，提高机械加工的精度，就是在减少误差的过程中，应该最大限度校正和减少原始误差，同时根据误差的原因探寻相应的解决方法。这样的运用，不仅能够使得产品生产过程更为精确，还能够提高机械加工的生产效率与质量。