提高机械零件加工精度的方法探讨

摘要：机械零件加工精度是衡量零件质量和性能的重要标准，加工出来的零件的几何参数与设计的几何参数越接近，则机械零件的精度值越高，反之则越低。机械零件的加工过程比较复杂，由于多种因素的限制，会导致不同程度的误差，本文主要介绍影响机械零件加工精度的主要因素，并提出了提高机械零件加工精度的几种方法。

关键词：机械零件；加工；精度

    随着科技水平的不断提高，对机械零件加工的要求越来越严格，从零件的设计、加工到产出，各个环节的精度控制对机械产品质量的提高发挥重要的作用。零件的加工精度主要是通过零件的加工误差来表达，通常机械零件的加工精度包括位置、尺寸、形状等的精度，其精度值是由设计人员根据零件实际的使用需求等来规定的，在实际的加工过程中，要分析误差产生的原因，采取一定的控制措施，提高机械零件加工精度。

一、影响机械零件加工精度的要素

1、工艺系统的几何误差

（1） 机床存在的几何误差

机械零件的加工全过程都离不开机床，所以机床的几何误差是导致零件加工误差的主要因素。第一，主轴回转运动误差。机床主轴存在误差会导致机床运行不稳定（例如轴承之间的同轴度误差、主轴几段轴颈的同轴度误差等），进而出现回转误差，出现径向圆跳动、轴向窜动、纯角度摆动等现象。第二，导轨直线运动误差。作为机床上确定各个部件相对位置的基准，导轨的误差不仅会影响组件的位置，还会影响到机床运动的传递。导致导轨误差的主要原因有导轨工作时产生的磨损、导轨安装误差和制造误差等。第三，转动链误差。传动机构是实现机床运动的保障，若传动链各个环节存在制造和装配误差，就会导致始末两端元件产生相对运动误差。

（2）机床上夹具及装夹产生的误差

机床上的安装夹具起着固定工件的作用，确保工件和刀具以及机床之间的相对位置，夹具误差对零件位置精度影响较大，所以要保证夹具的制造精度，并及时保养和更换磨损的夹具。在夹具的安装过程中也容易导致定位误差的产生，基准不重合误差和定位副制造不准确误差都是常见的误差形式，前者是指零件加工过程中所使用的定位基准与设计基准不重合而导致的误差，而后者是指工件定位面与夹具定位元件构成定的位副不准确，导致工件出现较大位置变动量。

（3）刀具的几何误差

普通刀具、定尺刀具以及成型刀具是机械零件加工中常用的几种刀具，刀具在制造过程、安装过程中通常会产生一定的几何误差，并且在刀具的使用中会存在一定的磨损，这些误差便会影响到机械零件的加工精度，所以要采用适合的抗磨损刀具材料，并严格规定刀具的几何参数和切削用量。

2、工艺系统的动态误差

（1）定位误差

定位误差是机械零件加工中较为常见的误差类型，基准位移误差和基准不重合误差就是常见的定位误差。若加工过程中的工序基准与设计基准没有实现重合，就会导致基准不重合误差。定位元件制造公差以及配合间隙等因素致使定位基准与限位基准不能重合，这种误差被称为基准位移误差。

（2）工艺系统受力变形引起的误差

机械零件的加工过程会产生多种形式的作用力，在各种阻力的作用和反作用下，加工系统会出现变形现象，进而导致刀具和机械零件位置出现变化，零件加工精度难以得到保证。工艺系统受力变形与诸多因素有关，如工件和加工工具的刚度等，是决定系统受力变形与否的关键所在。此外，零件的加工方法和夹具的安装方法是否得当也会影响到系统的变形。

（3）工艺系统受热变形引起的误差

在机械工件的加工过程中由于能量的转化会产生大量的热，系统温度有所升高，工件的刚性不足则会出现形变现象。整个系统的热源分布不均匀，各个部分出现形变的形式和程度也有所差异。因此，要采取一定的技术措施降低系统发热量，并采取隔热措施，促进温度场的平衡，最大限度减小热变形的出现。

（4）内应力重新分布引起的误差

在没有外部负载的情况下，工件内部仍然存在的应力被称为内应力。导致内应力产生的主要原因是热加工或者冷加工导致金属的不均匀体积形变。存在内应力后，工件便会不稳定，当平衡条件被打破后，会出现新的形变，机械零件的加工精度便会大大降低。

二 提高加工精度的方法

1、直接减小原始误差

减少原始误差是提高机械零件加工精度普遍采用的方法，例如合理控制工艺系统的受力、提高机床几何精度、降低系统形变、测量误差等都是减少原始误差的手段。通过对原始误差的综合考察和分析，有针对性地采取措施，使用高精度的加工机床，确保加工工具的刚度，同时还要注重提高机床的安装技术。

2、转移误差法。

顾名思义，误差转移法是将误差转移的过程，将原始误差由误差敏感方向转移到非敏感方向，进而使得反映到零件加工上的误差得到降低，这一方法能够有效提高加工精度，在机械零件加工中得到广泛的应用。

3、补偿误差法。

误差补偿法是指在原有误差的基础上，制造出新的误差，原始误差与新造误差相互抵消。补偿误差法可以补偿或抵消加工过程的原始误差，已达到提高加工精度的目的。

4、分化误差法

对误差进行分析，总结误差产生的原因和规律，进而对误差进行综合分类和定位，有针对性地采取相应的解决措施，提高加工精度。对于误差较大的机械零件，可以对其进行二次加工，降低前次加工遗留的误差，不断完善加工质量。

5、采用现代化的机械加工技术，实现实时加工误差的控制

随着科学技术的发展，许多新型的技术和设备已经应用到机械加工领域中去，例如，近年来，数控机床在机械加工中得到了广泛的应用。数控机床依靠计算机技术和软件操作，对工件进行加工，通过计算机系统设定几何参数，能够实时了解和控制加工产生的误差，提高加工精度。

结束语

机械零件加工误差不能完全避免，但是可以通过一定的技术措施有效的降低。我国的机械加工技术水平与国外先进国家相比还存在一定的差距，所以要不断引进先进的技术和设备，采用现代化的机械加工工艺，加强技术创新，优化加工工艺，提高机械零件的质量和性能。

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