机械零部件加工精度影响因素分析

杨磊

摘 要：工业是一个国家发展的基础，随着我国经济的快速发展我国的工业步入了高速发展期，大量的工业机械设备被应用于生产加工制造中的各个环节。做好机械设备的加工确保其质量是机械加工中的重点也是难点，机械设备是由大量的机械零部件所组成的，零部件在加工制造中所产生的误差会不断累积，从而对机械设备的加工质量造成极大的影响。因此在机械零部件的加工制造中，需要对影响机械零部件加工精度的影响因素进行分析，并在此基础上采取合理的措施来对影响机械零部件加工精度的影响因素进行控制以提高机械零部件的加工精度，确保机械设备的制造质量和使用寿命。

关键词：机械零部件；加工精度；提高措施

中图分类号：TH161 文献标识码：A

机械设备是由大量的机械零部件所组成的，尤其是对于一些复杂的大型的机械设备其更是需要大量的机械零部件并对机械零部件的加工精度提出了较高的要求。单机械零部件的加工精度出现问题将会导致在机械设备的装配过程中这一误差会不断地累积，并最终对机械设备的加工制造精度及使用寿命及使用质量产生极大的影响。因此在机械零部件的加工制造中需要注意其加工精度，机械零部件的加工精度在机械零部件的加工过程中会受到多种影响因素的影响，应当采用合理的措施来对影响机械零部件加工精度的各种影响因素进行规避以使得机械零部件的加工精度得到尽可能地提高。

1.机械零部件的加工精度

机械零部件的加工精度指的是机械零部件在完成加工后实际的各项尺寸及几何参数与图纸中所标注的尺寸之间的符合度，而机械零部件的加工误差则主要指的是机械零部件完成机械加工后机械零部件的各项实际尺寸与设计图纸中所标注的各项尺寸之间的偏离程度。在机械零部件的加工过程中应当尽可能地提高机械零部件的加工精度以减少机械零部件的加工误差，从而提高机械设备的制造精度及使用寿命。

2.机械零部件加工中影响加工精度的因素分析

2.1 机械零部件加工中的误差种类的分析

在机械零部件的加工过程中对于机械零部件加工精度的影响因素众多，根据造成机械零部件加工误差种类的不同可以将机械零部件加工误差分为以下几种类型：

（1）理论误差

在机械零部件的加工过程中由于采用近似的方法而导致的机械零部件的加工所出现的误差。

（2）装夹误差

机械零部件在加工过程中需要进行装夹定位，而由于在机械零部件的装夹过程中由于装夹不到位而导致的机械零部件加工过程中所出现的误差被称之为装夹误差。

（3）机床误差

机械零部件加工主要使用机床来进行加工，因此，机械零部件在加工的过程中会受到机床本身加工精度的重要的影响，而当机床本身所具有的各种误差将会对机械零部件的加工精度产生较大的影响，其中在机床自身的误差中主要有机床主轴误差、导轨误差以及导轨的定位精度误差等多种影响因素。

（4）加工刀具所产生的误差

在机械零部件的加工制造中，刀具作为主要的切削用具其制造精度、装夹精确度以及磨损程度等都会对机械零部件的加工精度产生较大的影响。

（5）机械零部件的加工工艺不当所引起的机械零部件的加工误差

在机械零部件的加工过程中，机床、机械零部件夹具、加工刀具以及所需要加工的工件共同在机械零部件的加工过程中组成了一个统一的体系，这一体系被称之为工艺体系，工艺体系在受到力与热的外作用时都会导致机械零部件的机械加工受到较大的影响，而当工艺体系受到外界力与热的作用时会导致机械零部件产生一定的形变，而这种形变最终或导致机械零部件的加工精度受到较大的影响。

（6）机械零部件加工后的工件残余应力所导致的机械零部件的加工误差

在机械零部件的加工过程中由于刀具与工件之间的作用会使得机械零部件在加工完成后在机械零部件的内部积聚有一定的残余应力，而这一残余应力在机械零部件的加工完成后导致机械零部件出现一定的形变，这种形变在薄壁类零部件以及机械加工过程中受到较大机械力作用的机械零部件加工后极为明显。

（7）测量误差

造成机械零部件加工精度误差的测量误差主要是由于在机械零部件的加工过程中量具本身或是测量方法不当所引起的。

（8）操作不当所引起的机械零部件的加工误差

在机械零部件的加工过程中需要对机床的进刀量、对刀误差等进行控制，而当基础操作者缺乏经验或是其他一些原因都会导致机械零部件在加工的过程中出现一定的机械加工误差。加工误差的存在会对机械零部件的加工质量造成较好的影响，需要在总结分析机械零部件加工误差原因的基础上采取相应的措施对机械零部件的加工误差进行相应的控制，提高机械零部件的加工精度。

3.机械零部件加工中影响机械零部件加工精度常见误差因素分析

3.1 加工原理误差

在机械零部件的加工制造过程中近似的加工方法在机械零部件的加工过程中被广为采用，而在这一加工过程中近似的加工运动或是近似的刀具轮廓会导致近似误差的产生。在近似加工的过程中为了使得加工工件达到理想的表面要求往往需要在工件和刀具之间建立其相应的联系，而这种联系是建立在准确的运动联系之上的，但是这种准确的联系往往会导致机械零部件的加工过程中产生加工原理误差，机械零部件加工过程中所使用的夹具的要求也极高，而夹具加工时所产生的误差也会累积在机械零部件加工的原理误差中。此外，在机械零部件的加工过程中为取得符合理论曲线的轮廓在使用刀具来对复杂的曲面进行加工时往往多采用的是圆弧、直线等简单近似的线型来代替相应的理论曲线，而这种代替往往会导致加工原理误差的产生。

3.2 机床自身精度误差所导致的机械零部件的加工误差

机床是机械零部件的主要的加工设备，其精度的高低直接影响到机械零部件的加工质量。下面将就常见的会对机械零部件的加工精度产生影响了较大影响的机床数据进行介绍：

（1）机床主轴回转精度，在机械零部件的加工过程中机械零部件的形状和位置精度受到机床主轴的回转误差的直接影响，其中机床主轴在回转的过程中会主要会产生径向跳动、轴向窜动以及角度摆动等几个方向的问题，这些跳动及窜动的存在会对机械零部件的加工产生较大的影响，尤其是当在对机械零部件进行不同表面的加工过程中，由于其所受到的力的不同会导致机械零部件的加工误差也会随着主轴的跳动方向的不同而产生不同方向的误差。比如说在使用车床来对机械零部件的外圆或是内孔进行机械加工时，机床主轴所产生的径向跳动将会使得机械零部件产生圆度方面的误差，而径向跳动则不会对断面车削质量产生影响。而当在对机械零部件的断面进行车削时主轴如存在轴向窜动将会对机械零部件端面的平面度以及机械零部件端面相对于内、外圆的垂直度产生较大的影响。而主轴角度摆动的对机械零部件所产生的加工误差则与主轴径向跳动所产生的误差相类似。

（2）机床导轨误差对机械零部件加工误差的影响，机床主要依靠的是导轨来进行平面内的线性运动的，同时机床导轨也是机床主要的承载部件，机械零部件的加工形状精度会受到机床导轨各项误差的直接影响，在机械零部件被加工工件表面的法线方向上，导轨在水平面内的直线误差将会被直接地反映出来，对机械零部件的加工精度影响最大，导轨在垂直面内的直线度误差尽管也会对机械零部件的加工精度产生一定的影响，但是其影响效果较小。当机床前后导轨的平行度出现误差时将会导致工作台在前后移动的过程中产生较大的摆动，刀具在切削运动的过程中将不再沿着直线进行运动，而是在运动的过程中在空间形成了一条空间的曲线，从而使得加工后的工件的形状产生较大的偏差。

（3）机床传动链误差对机床精度的影响，机床的运动依靠的是一整套的传动机构来加以实现的，而当这一传动链在运动的过程中出现磨损时将会对机械零部件的加工产生一定的影响。

3.3 机械零部件加工中的工艺系统变形所导致的加工误差

在机械零部件的装夹及加工过程中机械零部件会受到外界的切削力、夹紧力以及机械零部件自身的重力等多种力的叠加的影响，而这些力的存在会使得机械零部件在加工完成后产生受力变形，此外在机械零部件的机械加工的过程中，刀具与工件之间切削所产生的切削热会使得机械零部件容易产生热变形。此外，在机械零部件的加工过程中，工件加工后机械零部件的残余应力、机械零部件加工过程中的测量误差以及操作误差等都会对机械零部件的加工精度产生较大的影响。

4.提高机械零部件加工精度的措施

4.1 减少机械零部件加工时的原始误差

机床是机械零部件加工的基础也是机械零部件加工精度的重要影响因素，为降低机床对于机械零部件加工精度的影响，需要努力提高机床的几何精度和相应工件的量具、夹具的精度，减少机械零部件在加工的过程中所受到的额外的附加力的影响以及其他的磨损变形、内应力等所造成的原始误差。要做好对于机床的保养和日产的检修，使用角尺、检验棒等对机床的各项精度指标进行检测，对于发现问题的要及时予以解决，提高机床的机械精度、几何精度以及刚度等，并在机械零部件加工过程中采用合适的措施来控制机械零部件的加工热变形。对于具有成形表面的机械零部件的加工则最主要的是要降低成形刀和刀具安装不当所产生的机械零部件的加工误差。

4.2 采用误差补偿和转移的方法来提高机械零部件的加工精度

误差补偿法是一种人为的故意造出一种新的原始误差，依靠这一原始误差来对机械零部件加工制造过程中的工艺系统中的固有的原始误差进行补偿抵消的一种措施以实现减少加工误差提高机械零部件加工精度的目的。比如说，在机械零部件的加工过程中如原始的误差是负向的，则在机械零部件的加工过程中，机械零部件加工操作人员可以再加工是通过对加工操作进行改变而故意的制造出与原始误差绝对值相等的正方向的偏差，从而实现对于机械零部件加工中所产生的原始误差的补偿抵消，从而实现提高机械零部件加工精度的目的。而误差转移指的是机械零部件在加工的过程中，针对机械零部件加工过程中可能出现的热变形、残余应力变形以及几何误差等通过采用合理的工艺措施来将上述因素所导致的机械零部件的加工误差转移到对机械零部件的机械加工精度没有影响的方向，从而实现对于机械零部件加工误差的规避，以实现提高机械零部件加工精度的目的。比如说在机械零部件的车削加工过程中，如采用的是多工位或是转位刀架等的加工工序来实现对于机械零部件的车削加工，为避免刀架转动和分度误差对机械零部件表面加工精度的影响，机床操作人员可以将刀具在刀架上的安装方式更改为垂直安装，从而将车削加工过程中刀架转位所产生的重复定位误差将会被转移到机械零部件加工内孔的表面误差上，从而实现了对于机械零部件机械加工误差的一定规避。

在机械零部件的加工过程中，除了通过提高机械零部件毛坯件的加工精度或是提高上道工序加工精度等的措施外，为提高机械零部件的加工精度，还可以通过将机械零部件的毛坯件按照其尺寸的误差的大小来对其进行分组，从而将待加工的机械零部件毛坯件的误差缩小为原先的1/N，通过根据各组的平均尺寸来实现对于机械零部件加工时的刀具和相应的夹具位置、精度的调整，从而可以实现对于机械零部件毛坯件的尺寸误差分散范围的缩小，为后续机械零部件的加工带来方便的同时也提高了机械零部件的加工效率，确保了机械零部件的加工质量。

结语

机械零部件是构成机械设备的重要的组成部分，其加工精度对于机械设备的制造质量有着直接的影响。在机械零部件的机械加工中会受到机床本身、加工工艺、机械受力以及热应力等多种因素的影响，本文在分析机械零部件加工过程中常见的影响机械零部件加工质量因素的基础上对如何提高机械零部件的加工质量的相关措施进行分析阐述。

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