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[摘 要]机械加工件质量与零件加工质量、设备的装配技术密切相关，机械加工件质量是确保设备顺行的基础。机械加工过程中影响工件加工质量的因素较多，机床精度和产品结构加工工艺是两个重要影响因素。研究机械加工件质量，目的是减少或避免机械加工中各个工艺对加工表面质量影响因素，最终达到提高机械加工精度要求，改善机械加工工件质量、增强设备使用寿命的目的。
[关键词]机加工；精度；机床；刀具
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）04-0369-01
随着国民经济实力的增强和科学技术水平的进一步提高，对产品质量要求越来越高，一些重要机械设备零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响机械零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工件精度有很大关系。机械设备的破损往往是从零件表面开始的，设备产品的性能或其可靠性和耐久度，在很大程度上决定于零件表面层的质量。机加工精度是衡量当前工业零件加工质量的重要指标， 所谓机加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸，几何形状和相互位置）与理想零件几何参数相符合的程度，他们之间的偏离程度则为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低，在机械加工中，误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。确保机加工工件的精度在工业生产中至关重要，因此，在加工过程中工艺系统会产生各种误差，通过分析研究误差与工艺系统本身的结构状态和切削过程的影响因素，改善影响机加工精度的因素，达到提高机加工工件的质量，是提高设备产品的重要基础。
1、影响机械加工精度因素分析
机加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。在加工过程中有很多因素影响加工精度， 同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的，加工经济精度不应理解为某一个确定值，应理解为一个范围。影响机加工工件的主要因素主要有以下几种：
1.1 机床的几何误差
机加工工件一般都是通过机床完成的，机床的精度直接影响加工件的精度，机床受热源的影响，各部分温度将发生变化，由于热源分布的不均匀和机床机构的复杂性，机床的各部件发生不同程度的热变形，破坏了机床各部件原有的相互位置关系，影响加工精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大。其具体主要有以下三方面因素：①主轴回转误差。机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，所谓主轴的回转精度是指主轴的实际回转轴线相对其平均回转轴线的漂移，其主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。②导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，在机床中起导向和承载作用，是整个机加工运动的基准。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。③传动链误差，切削过程中，工件表面的成形运动，是通过一系列的传动机构来实现的。传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。传动机构的传动元件有齿轮、丝杆、螺母、蜗轮及蜗杆等。传动元件由于其加工、装配和使用过程中磨损而产生误差，这些误差就构成了传动链的传动误差。传动机构越多，传动路线越长，则传动误差越大。
1.2 刀具的几何误差：
刀具性能和质量直接影响到数百万台机床生产效率的高低和加工质量的好坏。直接影响到整个机械制造业的生产技术水平和经济效益。在机械加工切削過程中，金属切削加工是用刀具从工件表面切除多余的金属材料，从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度及表面质量等方面均符合要求的零件的一种加工过程。刀具都不可避免要产生磨损，由此会引起加工件尺寸和形状的改变。另外刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度。
1.3 定位误差
所谓定位误差，是由于工件在夹具上（或者机床上）定位不准而引起的加工误差。零件在加工时，其实际定位基准与理想定位基准之间的偏差，因为对一批工件来说， 刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序 基准在加工尺寸方向上的最大变动量。不同种类的零件（如，壳体类，盖类，轴类，盘类，异形件类，等），定位误差表现的形式不同。比如壳体、盖类零件，多采用一面两销的定位方式，而定位孔与定位销之间的间隙，就会造成定位误差。比如，有些带许多凸台、有里孔的零件，因为形状、刚性问题，无法选择零件的设计基准、装配基准作为加工基准，需要间接基准定位加工，从而造成间接保证零件图纸相关的位置公差。
机械加工除上述几种常见的误差外还有工艺系统受力变形、受热变形、调整误差、内应力重新分布等引起的误差。
2 提高加工精度的途径分析
通过以上分析，影响加工件质量的因素较多，应根据相应影响因素进行相应改善，降低影响加工件的因素，提高和改善加工件的质量及精度。
2.1 提高加工件机床几何精度
提高加工零件所使用机床的几何精度，首先要保证机床的工作环境良好，不能太高温或者太低温，这是保证机床正常工作的基本条件，要提高加工精度应从冷却，润滑，工艺方面进行考虑，因为机床的精度不是能随便提高的，只能保持精度不下降。不能让机床处于恶劣环境下工作，超负荷运行。另外电动刀塔的重复定位精度，直接影响加工工件的尺寸精度，应注意定期拆卸清洁保养，检查电动刀塔与中托板连接的固定螺栓是否松动，检查XZ轴丝杠的锁紧螺母，如果螺母松动会造成丝杠窜动，检查XZ轴丝杠与中托板和大托板连接处的螺母是否松动，如果松动影响加工精度，检查主轴锁紧螺母是否松动，主要影响工件的椭圆度等。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形。
2.2 提高刀具方面的几何误差
提高刀具方面的几何误差，应正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量 ，正确地采用冷却液等，均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。 为了减少残留面积，刀具应采用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角或合适（=0）的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀等。选用与工件材料适应性好的刀具材料，避免使用磨损严重的刀具，这些均有利于减小表面粗糙度。
2.3 几何误差均化法
机加工过程中，工件上毛坯或上道工序留下的误差，或工件材料性能改变都给本工序造成加工误差，应采用分组调整均分误差的办法，把原始误差按其大小均分为n组，每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整加工。 对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺，通过对工件不断相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉，工件被加工表面的误差不断缩小和均化，最终使工件达到很高的精度。在实际生产机加工件中，许多精密基准件都是利用误差均化法加工出来的。
3 结束语
机加工过程中，误差难以避免，应针对不同的误差因素进行分析，采取相应的预防措施减少机加工产生的误差，提高机加工工件的精度，进一步提高产品的性能。
参考文献
[1] 王文欣.机械加工精度研究[J].装备制造，2009（12）.
[2] 陶然，杨光，朱亮.数控机床加工精度提高方法的分析[J].湖北工业大学学报，2005（03）.
[3] 徐嘉志.机械加工精度浅析[J].科技咨询导报，2007（20）.
[4] 兰双明. 试论机械加工质量技术控制[J]. 内蒙古石油化工，2013（06）.
[关键词]机加工；精度；机床；刀具
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）04-0369-01
随着国民经济实力的增强和科学技术水平的进一步提高，对产品质量要求越来越高，一些重要机械设备零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响机械零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工件精度有很大关系。机械设备的破损往往是从零件表面开始的，设备产品的性能或其可靠性和耐久度，在很大程度上决定于零件表面层的质量。机加工精度是衡量当前工业零件加工质量的重要指标， 所谓机加工精度是指零件加工后的几何参数（尺寸，几何形状和相互位置）与理想零件几何参数相符合的程度，他们之间的偏离程度则为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低，在机械加工中，误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。确保机加工工件的精度在工业生产中至关重要，因此，在加工过程中工艺系统会产生各种误差，通过分析研究误差与工艺系统本身的结构状态和切削过程的影响因素，改善影响机加工精度的因素，达到提高机加工工件的质量，是提高设备产品的重要基础。
1、影响机械加工精度因素分析
机加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。在加工过程中有很多因素影响加工精度， 同一种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度是不同的，加工经济精度不应理解为某一个确定值，应理解为一个范围。影响机加工工件的主要因素主要有以下几种：
1.1 机床的几何误差
机加工工件一般都是通过机床完成的，机床的精度直接影响加工件的精度，机床受热源的影响，各部分温度将发生变化，由于热源分布的不均匀和机床机构的复杂性，机床的各部件发生不同程度的热变形，破坏了机床各部件原有的相互位置关系，影响加工精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大。其具体主要有以下三方面因素：①主轴回转误差。机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，所谓主轴的回转精度是指主轴的实际回转轴线相对其平均回转轴线的漂移，其主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。②导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，在机床中起导向和承载作用，是整个机加工运动的基准。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。③传动链误差，切削过程中，工件表面的成形运动，是通过一系列的传动机构来实现的。传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。传动机构的传动元件有齿轮、丝杆、螺母、蜗轮及蜗杆等。传动元件由于其加工、装配和使用过程中磨损而产生误差，这些误差就构成了传动链的传动误差。传动机构越多，传动路线越长，则传动误差越大。
1.2 刀具的几何误差：
刀具性能和质量直接影响到数百万台机床生产效率的高低和加工质量的好坏。直接影响到整个机械制造业的生产技术水平和经济效益。在机械加工切削過程中，金属切削加工是用刀具从工件表面切除多余的金属材料，从而获得在几何形状、尺寸精度、表面粗糙度及表面质量等方面均符合要求的零件的一种加工过程。刀具都不可避免要产生磨损，由此会引起加工件尺寸和形状的改变。另外刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度。
1.3 定位误差
所谓定位误差，是由于工件在夹具上（或者机床上）定位不准而引起的加工误差。零件在加工时，其实际定位基准与理想定位基准之间的偏差，因为对一批工件来说， 刀具经调整后位置是不动的，即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的，所以定位误差就是工序 基准在加工尺寸方向上的最大变动量。不同种类的零件（如，壳体类，盖类，轴类，盘类，异形件类，等），定位误差表现的形式不同。比如壳体、盖类零件，多采用一面两销的定位方式，而定位孔与定位销之间的间隙，就会造成定位误差。比如，有些带许多凸台、有里孔的零件，因为形状、刚性问题，无法选择零件的设计基准、装配基准作为加工基准，需要间接基准定位加工，从而造成间接保证零件图纸相关的位置公差。
机械加工除上述几种常见的误差外还有工艺系统受力变形、受热变形、调整误差、内应力重新分布等引起的误差。
2 提高加工精度的途径分析
通过以上分析，影响加工件质量的因素较多，应根据相应影响因素进行相应改善，降低影响加工件的因素，提高和改善加工件的质量及精度。
2.1 提高加工件机床几何精度
提高加工零件所使用机床的几何精度，首先要保证机床的工作环境良好，不能太高温或者太低温，这是保证机床正常工作的基本条件，要提高加工精度应从冷却，润滑，工艺方面进行考虑，因为机床的精度不是能随便提高的，只能保持精度不下降。不能让机床处于恶劣环境下工作，超负荷运行。另外电动刀塔的重复定位精度，直接影响加工工件的尺寸精度，应注意定期拆卸清洁保养，检查电动刀塔与中托板连接的固定螺栓是否松动，检查XZ轴丝杠的锁紧螺母，如果螺母松动会造成丝杠窜动，检查XZ轴丝杠与中托板和大托板连接处的螺母是否松动，如果松动影响加工精度，检查主轴锁紧螺母是否松动，主要影响工件的椭圆度等。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形。
2.2 提高刀具方面的几何误差
提高刀具方面的几何误差，应正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量 ，正确地采用冷却液等，均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。 为了减少残留面积，刀具应采用较大的刀尖圆弧半径、较小的副偏角或合适（=0）的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀等。选用与工件材料适应性好的刀具材料，避免使用磨损严重的刀具，这些均有利于减小表面粗糙度。
2.3 几何误差均化法
机加工过程中，工件上毛坯或上道工序留下的误差，或工件材料性能改变都给本工序造成加工误差，应采用分组调整均分误差的办法，把原始误差按其大小均分为n组，每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整加工。 对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺，通过对工件不断相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉，工件被加工表面的误差不断缩小和均化，最终使工件达到很高的精度。在实际生产机加工件中，许多精密基准件都是利用误差均化法加工出来的。
3 结束语
机加工过程中，误差难以避免，应针对不同的误差因素进行分析，采取相应的预防措施减少机加工产生的误差，提高机加工工件的精度，进一步提高产品的性能。
参考文献
[1] 王文欣.机械加工精度研究[J].装备制造，2009（12）.
[2] 陶然，杨光，朱亮.数控机床加工精度提高方法的分析[J].湖北工业大学学报，2005（03）.
[3] 徐嘉志.机械加工精度浅析[J].科技咨询导报，2007（20）.
[4] 兰双明. 试论机械加工质量技术控制[J]. 内蒙古石油化工，2013（06）.