关键词：机械零件；加工；精度
1 机械零件加工中误差的种类
1.1 理论误差
在机械零件加工过程中，由于近似方法的应用，会让机械零件的加工出现误差。
1.2 装夹误差
在机械零件加工时要利用工装夹具进行装夹、定位。在装夹环节，一旦出现装夹定位误差，就会导致机械零件加工误差。
1.3 机床误差
机床是机械零件加工的重要设备，如果机床主轴回转、导轨存在制造误差或传动机构存在装配定位误差，以及设备长期使用造成的磨损，会直接影响机械零件的加工精度。
1.4 加工刀具造成的误差
在机械零件加工中，刀具也是重要的工具，其本身的精度和装夹精度、在实际使用环节的磨损度等都会对机械零件加工精度带来一定程度的影响。
1.5 加工工艺造成的加工误差
机械加工时机床、夹具、刀具和工件就构成了一个完整的体系，我们称之为工艺体系。该工艺体系在热和力等因素的共同作用下直接作用于机械零件，对机械零件的加工带来直接的影响，最终也会导致机械零件出现一定程度的变形。
1.6 工件残余应力造成的加工误差
机械零件切削时，刀具、夹具与工件相互作用，零件处于局部受力状态；切削时由于材料的剧烈变形、断裂，热量急剧产生，尽管使用冷却液冷却或气冷，有时仍然造成零件切削区域内外有瞬间的较大的温度差，这种局部受力和局部温度差造成零件加工后内部有一定残余应力存在，而这部分残余应力就会直接导致机械零件在加工之后出现变形，特别是对于用低强度材质做的易变性零件以及薄壁零件，这样的残余应力带来的形变是非常明显的。
2 影响加工精度的因素分析
2.1 加工原理误差
(1)近似加工法是机械零件加工中应用相对广泛的方法，加工原理误差是指采用不合乎原理的近似加工方法所引起的误差。例如，采用近似的表面成型运动或采用与刀刃轮廓近似的刀具来代替理论成型运动或者刀刃轮廓进行加工，因为他们在加工原理上就存在误差，故称为加工原理误差。
(2)机械零件加工对于夹具的要求较高，如果在加工期间出现误差积累的问题，就可能会引发原理误差。
(3)在进行机械加工时为让所得到的理论曲线和轮廓相符，在复杂曲面的处理过程中就可以选择圆弧或直线等相对简单或者是近似的线性来替代相应的理论曲线，但这种替代也可能会造成加工原理误差的出现。
2.2 工艺系统变形误差
在实施机械零件加工时，切削力、夹紧力以及重力等多种力都有可能会影响机械零件，并且在这些力的影响下，零件可能会变形。
2.3 夹具定位误差
工件批量加工时，逐个在夹具中定位，由于工件和定位元件存在公差，使各个工件所占据的位置不完全一致，加工后形成加工尺寸的不一致，为加工误差。这种只与工件定位有关的加工误差，称为定位误差。各工件的位置不一致的原因主要是基准不重合。分为两种情况，一是定位基准与限位基准不重合产生基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合产生基准不重合误差。
2.3.1 基准位移误差
由定位副的制造误差或定位副配合间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差。.png)
图1 基准位移误差
图1是基准位移误差。a）是在圆柱面上铣槽的工序简图，加工尺寸为A和B。图1b）是加工示意图。工件以内孔D在圆柱心轴（直径为d）上定位，O是心轴轴心，即限位基准，C是对刀尺寸。当工件孔的直径为最大（Dmax），定位销直径为最小（d0min）时，定位基准的位移量i为最大（imax=OO1），加工尺寸A也最大（Amax）；当工件孔的直径为最小（Dmin），定位销直径为最大（d0max）时，定位基准的位移量i为最小（imin=OO2），加工尺寸也最小（Amin）。
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2.3.2 基准不重合误差
由于工序基准与定位基准之间的不重合，就会导致在加工尺寸方向上，工序基准最大位置变动量，称为基准不重合误差，如图2所示，加工尺寸A的工序基准是F，定位基准是E，两者之间不会出现重合。在夹具上实施定位之后，因为尺寸S±δs/2带来的影响，这样就会变化F的位置，在F位置出现变化之后，就会对于A的大小带来影响，进而引发误差。
由图2可知不重合：
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不重合S是定位基准E与工序基准F间的距离尺寸，也可以将其称之为定位尺寸。很明显，由于定位基准与工序基准不充分，就会导致其加工尺寸的变动范围就是基准补充和误差的大小。当其工序基准出现变动之后的方向与加工尺寸方向相同的时候，其基准不重合无法也就是定位尺寸公差。
3 机械零件加工精度提高的有效措施
3.1 减少原始误差
提高机床的刚度、主轴回转精度和导轨精度是保障零件精度最重要的措施；提升夹具和量具的精度，保证在加工过程中减少机械零件受到的额外附加力的影响，控制由内应力、磨损变形等造成的原始误差。要按照规范对机床进行日常保养与检修，必要时利用检验棒、指示表、角尺、塞尺等检测机床的各项精度指标，及时发现问题，并针对性地解决，提升机床的机械精度、刚度以及几何精度等。在实际的加工环节也要采取合理有效的措施，实现对机械零件加工热变形的合理控制。
就夹具误差而言，为了加强对产品加工质量的控制，确保夹具加工误差能够控制在合理范围内，在夹具磨损达到一定程度后就应做好修复与报废处理等工作。
3.2 利用误差补偿与转移
如在进行机械零件加工期间，其原始误差为负向，那么在进行机械加工时操作人员就可以改变操作方式，制造正方向的偏差，实现与原始误差之间的补偿抵消，通过这样的方式提升机械零件的加工精度。
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图2 基准不重合误差
对于误差转移，就是在实际的加工环节采取合理有效的工艺措施，将残余应力变形、热变形以及几何误差等加工误差直接转移到对机械零件加工精度不会产生任何影响的方向，合理有效地规避机械零件的加工误差，最终提高机械零件加工精度。比如在进行零件的车削加工时就可以选择转位刀架、多工位等加工工艺，尽可能避免分度误差和刀架转动对机械零件加工质量带来的影响。
4 结语
总而言之，在进行机械零件加工的过程中，误差是不可能避免的，加工企业要重点分析，尽可能将误差降至最低。随着科学技术的不断发展，在机械加工之中就需要懂得利用各种有效的技术手段和措施，提高机械零件的加工精度，尽可能节约成本与资源。同时考虑各种影响机械零件加工精度的因素，综合分析实现最优化处理，解决机械加工中误差问题，以此来提升整体加工质量，帮助加工企业提升竞争力。
参考文献
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[5]李杨圳.影响机械加工精度因素探析[J].南方农机，2017(08):56.
论文作者:李毅
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：误差论文; 加工论文; 基准论文; 精度论文; 机械零件论文; 夹具论文; 工件论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;