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摘 要：在机械加工中，实际零件可能与理想零件存在一些偏差，并因此而影响工件的加工质量，所以应深入研究机械加工中的精度问题。通常情况下，机床、刀具、夹具、工艺系统变形等会影响机械加工精度，应采用转移原始误差、补偿原始误差、减少原始误差、就地加工法等方式提高机械加工精度。
关键词：机械加工；精度；方法
一、引言
在实际机械加工中，实际零件不可能与理想零件完全一致，或大或小地会产生一些偏差，影响零件加工的精确度。机械加工精度是机械零件加工后的尺寸、形状、位置等与理想几何参数的符合程度，两者之间的偏离程度被称为加工误差。加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度，尺度精度是零件的直径、长度等与理想值的符合程度；形状精度是零件的几何尺寸与理想尺寸的符合程度；位置精度是零件的几何位置与理想位置的符合程度。
机械加工中，机床、夹具、刀具、工件等构成了一个完整的加工工艺系统，这个系统中工件、刀具、夹具的位置决定着零件的尺寸、形状和位置，这使加工误差复杂多样。通常，可以将加工误差归纳为工艺系统受力受热变形、应力变化而产生的加工误差，以及原理误差、测量误差、调整误差等。机械加工精度越高，误差就越小；精度越低，误差就越大。虽然加工误差是不可避免的，但必须将误差控制在合理范围内。为此，应分析误差的变化规律，采取恰当的措施提高加工精度。
二、影响机械加工精度的因素分析
第一，机床的几何误差。机械加工中，零件的加工过程都是在机床上进行的，机床的性能、质量、特征等都会影响零件的精度，机床磨损会导致机床工作精度下降。例如，机床主轴起着装夹零件的作用，主轴轴颈同轴度误差、轴承本身的误差、轴承之间的同轴度误差等都会影响零件的精确程度。再如，导轨零件的误差、导轨的不均匀磨损、导轨安装精确度等会影响加工精度；传动链的运动轨迹以及传送原件间的路径不吻合，也会导致传动误差，造成整体误差。
第二，刀具夹具的几何误差。在机械加工时，刀具种类会带来不同的误差，导致工件尺寸与形状的改变。通常情况下，一般刀具对工件误差无直接影响，而成形刀具、定尺寸刀具、展成刀具等会直接导致加工精度问题。因而，应选用耐磨的刀具材料、合理的刀具几何参数、恰当的冷却液，以减少刀具尺寸磨损。夹具是用来固定加工对象的工具，夹具的制作误差会影响工件的加工精度。
第三，工艺系统变形带来的误差。机械加工中，工件刚度不足会导致工件变形，带来加工精度问题。外圆刀车在加工表面法线方向刚度大，变形较小，而镗直径小的内孔，刀杆刚度差，易受力变形，会影响孔加工的精度。此外，机床由许多零件组成，机床变形和载荷不是线性关系，存在残余变形问题。例如，首次卸载后变形无法恢复到加载起点，需要经过多次加载、卸载，使残余变形逐步缩小为零。在机械加工时，部件之间会产生摩擦，使加工系统出现高热现象。由于金属零件的热胀冷缩现象较为明显，所以高热状态下加工零件会导致加工误差。
此外，在零件加工中，调整加工系统或零件时不可避免的，调整可能会带来误差问题。定位基准和设计基准不重合时，可能会产生基准误差，这多见于调整法加工之中，试切法加工中不可能产生。
三、提高机械加工精度的方法探究
机械加工误差是机械加工中不容忽视的问题，通常可以通过补偿原始误差、减少原始误差、均分原始误差、均化原始误差、转移原始误差、“就地加工”等方法，提高工件加工精度。
（一）减少原始误差
减少原始误差是机械加工中常用的方法。在查明产生加工误差的原因后，应设法减少或消除这些因素，例如，提高量具、夹具、工具的精度，控制工艺系统的受力受热变形、刀具磨损、测量误差等，以减少原始误差。在精密零件加工时，应提高精密机床的刚度、几何精度，控制加工热变形；成形表面的零件加工时，应减少成形刀具形状误差、刀具安装误差等，以减少原始误差。再如，用车床加工细长轴时，会使工件产生弯曲变形、振动，使用了跟刀架也很难加工出高精度的长轴，这时可以用反向车削法消除因轴向削力导致的弯曲变形，还可以辅以弹簧顶尖，进一步减少热变形产生的热伸长。
（二）补偿原始误差
补偿误差是人为地制造新误差，在机械加工中可以通过补偿误差法抵消原加工系统的原始误差。例如，当原始误差为负值时，可以人为制造正值的误差，两者抵消之后，误差就會变得很小，从而提高加工精度。还可以利用一种原始误差抵消另一种原始误差，以提高加工精度。
（三）转移原始误差
零件加工误差与原始误差是否在误差敏感方向上密切相关，若原始误差在非敏感方向上，可以极大提高加工精度。因而，可以将工艺系统中的几何误差、受力变形、热变形等原始误差从敏感方向转移到非敏感方向上，以减少原始误差。例如，机床精度不够时，可以改变加工工艺、夹具、刀具等，将机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面。
（四）均分原始误差
在机械加工中，毛坯或上道工序误差可能会导致加工误差，被加工工件材料和性能的改变，或上道工序加工工艺改变，会产生较大的原始误差，并导致下一道工序误差。根据误差反映规律，可以用分组调整法均分误差，把原始误差分成n组，每组毛坯误差缩小为1/n，然后进行相应的调整，缩小整批工件的尺寸分散范围。
（五）就地加工法
就地加工法是指装配之前不加工重要表面，待装配之后再对某些表面进行精细加工，这样可以缩小加工误差。因为零件加工和装配中的精度问题非常复杂，若一味强调零件的精度，很难解决加工精度问题。
在机械加工中，不可避免地会产生各种加工误差，但是误差超过规定范围时，会影响零件的正常使用。因而，应深入分析加工误差的产生规律，用合理的工艺方法将误差控制在合理范围内，以提高零件的加工精度。
参考文献：
[1]李锦西.机床传动链误差的形成机理及数学横型的探讨[J]. 设备管理与维修，1990，5（6）.
[2]汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响分析[J].科技信息，2004，18，（3）.
[3]何中胜.离散数学教学中的问题分析与对策研究[J].高等理科教育，2007，（5）.
作者简介：
陈雪丽（1983～ ），女，河南新乡人，专科，河南新平科烟草机械有限公司助理工程师，研究方向：机械加工工艺。
关键词：机械加工；精度；方法
一、引言
在实际机械加工中，实际零件不可能与理想零件完全一致，或大或小地会产生一些偏差，影响零件加工的精确度。机械加工精度是机械零件加工后的尺寸、形状、位置等与理想几何参数的符合程度，两者之间的偏离程度被称为加工误差。加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度，尺度精度是零件的直径、长度等与理想值的符合程度；形状精度是零件的几何尺寸与理想尺寸的符合程度；位置精度是零件的几何位置与理想位置的符合程度。
机械加工中，机床、夹具、刀具、工件等构成了一个完整的加工工艺系统，这个系统中工件、刀具、夹具的位置决定着零件的尺寸、形状和位置，这使加工误差复杂多样。通常，可以将加工误差归纳为工艺系统受力受热变形、应力变化而产生的加工误差，以及原理误差、测量误差、调整误差等。机械加工精度越高，误差就越小；精度越低，误差就越大。虽然加工误差是不可避免的，但必须将误差控制在合理范围内。为此，应分析误差的变化规律，采取恰当的措施提高加工精度。
二、影响机械加工精度的因素分析
第一，机床的几何误差。机械加工中，零件的加工过程都是在机床上进行的，机床的性能、质量、特征等都会影响零件的精度，机床磨损会导致机床工作精度下降。例如，机床主轴起着装夹零件的作用，主轴轴颈同轴度误差、轴承本身的误差、轴承之间的同轴度误差等都会影响零件的精确程度。再如，导轨零件的误差、导轨的不均匀磨损、导轨安装精确度等会影响加工精度；传动链的运动轨迹以及传送原件间的路径不吻合，也会导致传动误差，造成整体误差。
第二，刀具夹具的几何误差。在机械加工时，刀具种类会带来不同的误差，导致工件尺寸与形状的改变。通常情况下，一般刀具对工件误差无直接影响，而成形刀具、定尺寸刀具、展成刀具等会直接导致加工精度问题。因而，应选用耐磨的刀具材料、合理的刀具几何参数、恰当的冷却液，以减少刀具尺寸磨损。夹具是用来固定加工对象的工具，夹具的制作误差会影响工件的加工精度。
第三，工艺系统变形带来的误差。机械加工中，工件刚度不足会导致工件变形，带来加工精度问题。外圆刀车在加工表面法线方向刚度大，变形较小，而镗直径小的内孔，刀杆刚度差，易受力变形，会影响孔加工的精度。此外，机床由许多零件组成，机床变形和载荷不是线性关系，存在残余变形问题。例如，首次卸载后变形无法恢复到加载起点，需要经过多次加载、卸载，使残余变形逐步缩小为零。在机械加工时，部件之间会产生摩擦，使加工系统出现高热现象。由于金属零件的热胀冷缩现象较为明显，所以高热状态下加工零件会导致加工误差。
此外，在零件加工中，调整加工系统或零件时不可避免的，调整可能会带来误差问题。定位基准和设计基准不重合时，可能会产生基准误差，这多见于调整法加工之中，试切法加工中不可能产生。
三、提高机械加工精度的方法探究
机械加工误差是机械加工中不容忽视的问题，通常可以通过补偿原始误差、减少原始误差、均分原始误差、均化原始误差、转移原始误差、“就地加工”等方法，提高工件加工精度。
（一）减少原始误差
减少原始误差是机械加工中常用的方法。在查明产生加工误差的原因后，应设法减少或消除这些因素，例如，提高量具、夹具、工具的精度，控制工艺系统的受力受热变形、刀具磨损、测量误差等，以减少原始误差。在精密零件加工时，应提高精密机床的刚度、几何精度，控制加工热变形；成形表面的零件加工时，应减少成形刀具形状误差、刀具安装误差等，以减少原始误差。再如，用车床加工细长轴时，会使工件产生弯曲变形、振动，使用了跟刀架也很难加工出高精度的长轴，这时可以用反向车削法消除因轴向削力导致的弯曲变形，还可以辅以弹簧顶尖，进一步减少热变形产生的热伸长。
（二）补偿原始误差
补偿误差是人为地制造新误差，在机械加工中可以通过补偿误差法抵消原加工系统的原始误差。例如，当原始误差为负值时，可以人为制造正值的误差，两者抵消之后，误差就會变得很小，从而提高加工精度。还可以利用一种原始误差抵消另一种原始误差，以提高加工精度。
（三）转移原始误差
零件加工误差与原始误差是否在误差敏感方向上密切相关，若原始误差在非敏感方向上，可以极大提高加工精度。因而，可以将工艺系统中的几何误差、受力变形、热变形等原始误差从敏感方向转移到非敏感方向上，以减少原始误差。例如，机床精度不够时，可以改变加工工艺、夹具、刀具等，将机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面。
（四）均分原始误差
在机械加工中，毛坯或上道工序误差可能会导致加工误差，被加工工件材料和性能的改变，或上道工序加工工艺改变，会产生较大的原始误差，并导致下一道工序误差。根据误差反映规律，可以用分组调整法均分误差，把原始误差分成n组，每组毛坯误差缩小为1/n，然后进行相应的调整，缩小整批工件的尺寸分散范围。
（五）就地加工法
就地加工法是指装配之前不加工重要表面，待装配之后再对某些表面进行精细加工，这样可以缩小加工误差。因为零件加工和装配中的精度问题非常复杂，若一味强调零件的精度，很难解决加工精度问题。
在机械加工中，不可避免地会产生各种加工误差，但是误差超过规定范围时，会影响零件的正常使用。因而，应深入分析加工误差的产生规律，用合理的工艺方法将误差控制在合理范围内，以提高零件的加工精度。
参考文献：
[1]李锦西.机床传动链误差的形成机理及数学横型的探讨[J]. 设备管理与维修，1990，5（6）.
[2]汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响分析[J].科技信息，2004，18，（3）.
[3]何中胜.离散数学教学中的问题分析与对策研究[J].高等理科教育，2007，（5）.
作者简介：
陈雪丽（1983～ ），女，河南新乡人，专科，河南新平科烟草机械有限公司助理工程师，研究方向：机械加工工艺。