影响机械加工精度的不利因素及改善途径.doc

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【摘要】机械加工过程会存在很多不利因素，影响加工精度和最终产品质量。本文通过对机械加工精度主要影响因素的分析，结合工作实践，有针对性地提出机械加工精度的改善方法。
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【关键词】机械加工精度；不利因素；误差；改善途径
由于机械加工过程会存在各种误差，导致刀具和被加工件偏离正确位置而达不到加工精度要求。加工精度是指零件加工后实际几何参数与理想几何参数的符合度，我们将对影响机械加工精度的不利因素进行分析，并提出机械加工精度的改善途径。
1、机械加工精度的不利因素分析
1.1加工原理的误差
加工原理误差是指因采用近似成形运动或者近似切削刃轮廓进行加工而导致的误差，如切削刃齿廓近似造型上的误差或由于滚刀齿数有限所带来的加工原理上的误差。有时候，简化机床或刀具结构可以提高生产效率，即使带来加工原理上的误差，只要把误差控制在规定精度范围内，这种简化方法仍然值得在生产中推广和应用。
1.2机床误差
（1）主轴回转误差
主轴回转误差是指主轴实际回转轴线和理想轴线的偏移量，一般有三种基本形式：纯角度摆动、纯径向跳动和轴向窜动。影响主轴回转精度的因素源自轴承本身误差、轴承间同轴度误差、轴承间隙、轴颈和轴孔同轴度误差、主轴系统的刚度和热变形等，其对主轴回转精度的影响程度随加工方式而改变。
（2）机床导轨误差
导轨是确定机床主要部件相对位置的参考基准，也是运动基准，导轨误差是指导轨副运动件实际运动方向与理想运动方向的偏差，主要有：导轨在水平面内的直线度误差、导轨在垂直面内的直线度误差、前后导轨的平行度误差（扭曲）、导轨与主轴回转轴线的平行度（或垂直度）误差，这些误差都会导致加工精度降低。
（3）机床传动链误差
该误差是指机床内传动链始末两端的传动元件间存在相对运动的误差，通常用传动链末端元件转角产生的误差量来计算，其产生原因有很多，通常为传动元件的制造误差、元件的装配误差和磨损等。
1.3刀具几何误差以及调整误差
刀具几何误差来自于刀具的制造和安装。刀具的尺寸精度会影响工件的尺寸精度，刀具的形状精度会影响工件的形状精度和加工精度。
而在工序调整时所带来的误差叫做调整误差，对于调整误差而言，一次调整产生的误差一般不会对一批工件造成影响，但多次调整的大批量加工过程中，由于每次的调整不可能完全相同，所以会产生调整误差。
1.4定位误差
定位误差通常源自于两个方面：一是基准不重合误差，当定位基准与工序基准不重合时产生的加工误差称为基准不重合误差，在加工过程中需要选取工件上的诸多几何要素作为定位基准，如果选用的定位基准和设计基准不符合，就会导致基准不重合误差；二是定位副制造不准确误差，一般夹具上的定位元件不可能绝对符合基本尺寸，而且它的实际尺寸或位置也会在规定公差范围内变动，工件定位面和夹具定位元件组成定位副，由于定位副制造不准确及定位副配合间隙导致工件位置的最大变动量，这种误差称为定位副制造不准确误差。
1.5工艺系统的变形
（1）受力变形的影响。工艺系统在切削力、传动力、夹紧力、惯性力等力的作用下，会产生破坏切削刃和工件之间正确位置关系的变形，一般有以下几种形式：受力点位置变化产生的工件变形、毛坯材料硬度不均改变切削力以及误差复映等，均给工件加工带来不可避免的误差。
（2）热变形的影响。工艺系统也会在各种热源影响下产生复杂的变形，工艺系统的热变形也会对加工精度产生影响，如：由于机床受热源分布不均使机床部件发生不同程度的热变形，破坏机床原有几何精度而造成的误差；工件的热变形引起的误差；刀具热变形使切削部位温度剧增而引起的误差。
2、改善机械加工精度的途径
2.1直接减少误差
直接减少误差法是在查明误差产生的主要原因后，直接采取消除和减少误差的措施，这个方法被广泛运用于生产实际，例如：加工细长轴时，采用反向进给切削法并加跟刀架，可减小工件变形，用弹簧活动后顶尖还可进一步消除热变形引发的热伸长影响。
2.2误差补偿
误差补偿是指人为引入一种新的误差，抵消原来工艺系统中固有的原始误差，或利用一种误差去抵消另一种误差，以减少加工误差，提高加工精度。为实现误差抵消，应尽量使两者大小相等、方向相反。
2.3误差转移
各种原始误差反映到加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系，若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。误差转移就是把影响加工精度的原始误差转移到不影响或少影响加工精度的方向上。如：车床加工的误差敏感方向一般在工件直径方向，转塔车床在生产中采用立刀安装法，把刀刃切削基面放在工作垂直平面内，就可以把刀架转位误差转移到误差不敏感的切线方向，减少误差影响。
2.4原始误差分化
将毛坯或待加工工件按尺寸大小分为n组，此时每组工件尺寸范围缩减为原来的1/n，然后按各组误差范围分别调整刀