郝文學

【摘 要】本文對機械加工過程中如何獲得零件加工的精度進行了討論，并分析了多種影響零件加工質(zhì)量的因素，希望可以減少生產(chǎn)過程中不必要的麻煩，并且對如何使工件的加工質(zhì)量達到要求，同時還能保證生產(chǎn)效率進行了介紹。

【關(guān)鍵詞】機械加工；零件加工；精度 隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展和市場競爭日益激烈，現(xiàn)代企業(yè)在高目標和低成本的追求過程中，對零件制造的基本要求就是要做到多、快、好、省。其中“好”的含義包括不斷提高零件的質(zhì)量，提高其使用效能與使用壽命，最大限度地消滅廢品，降低次品率，提高零件的合格率。因為零件的質(zhì)量直接影響著機器的性能、壽命、效率、可靠性等指標，是保證機器質(zhì)量的基礎(chǔ)，而零件的制造質(zhì)量，是依靠其毛坯的制造方法、機械加工、熱處理以及表面處理等工藝來保證的。因此，在零件制造的各個環(huán)節(jié)都要始終把保證質(zhì)量放在首位。

1.對加工精度和加工誤差的分析

加工精度是指零件加工后的實際幾何參數(shù)與圖紙規(guī)定的理想幾何參數(shù)符合的程度，這種相符合的程度越高，加工精度也越高。在加工中，由于各種因素的影響，實際上不可能將零件的每一個幾何參數(shù)加工的與理想幾何參數(shù)完全相符，總會產(chǎn)生一些偏離，這種偏離，就是加工誤差。實際上，只要零件的加上誤差不超出零件圖上按零件的設(shè)計要求所規(guī)定的公差，就可以說保證了零件的加工精度要求。由此可見，“加工精度”和“加工誤差”這兩個概念是從兩個側(cè)面來評定零件幾何參數(shù)這個同一事物的。加工精度的低和高是通過加工誤差的大和小來表示的。所以，保證和提高加工精度的問題，實際上就是限制和減小加工誤差的問題。

2.如何獲得加工精度

由于在加工過程中有很多因素影響加工精度，所以同一種加工方法在不同的工作條件下所能達到的精度是不同的。如果盲目追求加工精度，就會降低生產(chǎn)效率，增加加工成本。所以，我們在保證加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量達到提高效率，降低生產(chǎn)成本的目的。加工精度可以分為尺寸精度、形狀精度和位置精度，因此，加工精度的高、低是以尺寸公差、形狀公差和位置公差來衡量的。

2.1零件尺寸的精度方法

零件尺寸的加工方法首先包括試切法，就是先試切出很小部分加工表面，測量試切所得的尺寸，按照加工要求適當調(diào)刀具切削刃相對工件的位置，再試切，再測量，如此經(jīng)過兩三次試切和測量，當被加工尺寸達到要求后，再切削整個待加工表面。其次是調(diào)整法，就是預(yù)先用樣件或標準件調(diào)整好機床、夾具、刀具和工件的準確相對位置，用以保證工件的尺寸精度，并在一批零件加工過程中尺寸保持不變，這就是調(diào)整法。還有定尺寸法，即用刀具的相應(yīng)尺寸來保證工件被加工部位尺寸的方法，它是利用標準尺寸的刀具加工，加工面的尺寸由刀具尺寸決定，即用具有一定的尺寸精度的刀具來保證工件被加工部位的精度。最后是自動控制法，即在加工過程中，通過由尺寸測量裝置、動力進給裝置和控制機構(gòu)等組成的自動控制系統(tǒng)，使加工過程中的尺寸測量、刀具的補償調(diào)整和切削加工等一系列工作自動完成，從而自動獲得所要求尺寸精度的一種加工方法。

2.2獲得形狀精度的方法

獲得形狀精度的方法首先包括軌跡法，這種加工方法是利用刀尖運動的軌跡來形成被加工表面的形狀的，普通的車削、銑削、刨削和磨削等均屬于刀尖軌跡法，用這種方法得到的形狀精度主要取決于成形運動的精度。另外是成形法，通過利用成形刀具的幾何形狀來代替機床的某些成形運動而獲得加工表面形狀的。如成形車削、銑削、磨削等，成形法所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀。

還有展成法，就是利用刀具和工件作展成運動所形成的包絡(luò)面來得到加工表面的形狀，這種方法所獲得的形狀精度主要取決于刀刃的形狀精度和展成運動精度。

2.3獲得位置精度方法

機械加工中，被加工表面對其他表面位置精度的獲得，主要取決工件的裝夾。

直接找正裝夾法是用百分表、劃線盤或目測直接在機床上找正工件位置的裝夾方法。劃線找正裝夾法是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對稱線和各待加工表面的加工線，然后將工件裝上機床，按照劃好的線找正工件在機床上的裝夾位置，這種裝夾方法生產(chǎn)率低，精度低，且對工人技術(shù)水平要求高，一般用于單件小批生產(chǎn)中加工復(fù)雜而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而無法直接用夾具裝夾的場合。最后是用夾具裝夾，夾具是按照被加工工序要求專門設(shè)計的，夾具上的定位元件能使工件相對于機床與刀具迅速占有正確位置，不需找正就能保證工件的裝夾定位精度，用夾具裝夾生產(chǎn)率高，定位精度高，但需要設(shè)計、制造專用夾具，廣泛用于成批及大量生產(chǎn)。

3.數(shù)控工藝對零件加工精度的影響

自 1952 年世界上第一臺數(shù)控銑床產(chǎn)生以來，高精度化就成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展追求的目標。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床越來越普及，與普通機床相比，數(shù)控機床在控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、機械結(jié)構(gòu)等方面發(fā)生了具大變化。數(shù)控機床采用計算機數(shù)字控制，各坐標軸采用閉環(huán)或半閉環(huán)伺服驅(qū)動，機械傳動鏈變短，機械部件在消隙、減磨等方面進行了很多改進，因此，數(shù)控機床具有加工精度高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、加工過程柔性好、加工性能強等特點。數(shù)控編程對加工精度的影響主要來自編程原點的確定、數(shù)據(jù)處理、軌跡擬合、加工路線選擇等方面。

首先是編程原點選擇對加工精度的影響，數(shù)控編程首先遇到的問題就是確定編程原點，編程坐標系一般是編程人員根據(jù)零件加工特點和零件圖紙確定的。編程原點的選擇直接影響零件的加工精度，確定編程坐標系最根本的原則是編程基準、設(shè)計基準、工藝基準統(tǒng)，這樣可最大限度地減少尺寸公差換算所引起的誤差。另外是編程時數(shù)據(jù)處理對加工精度的影響，數(shù)控編程時的數(shù)據(jù)處理對輪廓軌跡的加工精度有直接影響，其中比較重要的因素是未知編程節(jié)點的計算以及編程尺寸公差帶的換算。還有加工路線對加工精度的影響，加工路線是編程的重要內(nèi)容之一，加工路線對加工精度及加工效率影響很大。接下來是插補運算對加工精度的影響，插補運算對加工精度的影響取決于系統(tǒng)的插補方式，經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)多采用脈沖增量法，標準型數(shù)控系統(tǒng)則多采用數(shù)據(jù)采樣法及軟件、硬件相配合的兩級插補法，但無論哪種插補方法都會產(chǎn)生累積誤差，當累計誤差達到一定值時，會使機床產(chǎn)生移動和定位誤差，影響加工精度。最后是軌跡擬合誤差對加工精度的影響，數(shù)控機床在進行非圓曲線加工時是利用小直線段或小圓弧段生成加工軌跡的擬合曲線，因為一般數(shù)控系統(tǒng)只具備直線和指定平面內(nèi)圓弧插補功能，當加工軌跡為非圓曲線時，只能用直線和圓弧去逼近。非圓曲線軌跡的擬合常用等間距、等弦長、等誤差法，其中等誤差法可以在保證擬合精度的同時，提高加工效率。非圓曲線軌跡的擬合必定帶來擬合誤差，這里最重要的是控制擬合誤差小于工件的允許誤差，必要時要經(jīng)過嚴格的計算。

4.結(jié)束語

綜上所述，本文對機械加工過程中的零件精度加工的方法進行了分析和討論，還對數(shù)控技術(shù)對零件精度加工的影響進行了總結(jié)。事實上，在機械加工中，誤差是不可避免的，加工過程中不管采用那種加工方法，只要精心操作，細心調(diào)整，并選用合適的切削參數(shù)進行加工，都能使加工精度得到較大的提高，相信隨著我國機械加工工藝的不斷提高，在不久的將來就能建立基礎(chǔ)工程的數(shù)據(jù)庫，提高數(shù)控加工效率，最終獲得質(zhì)量精度合格的零件。

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