Ｚｏｎｇｈｅ Ｙａｎｊｉｕ！堡鱼 薹 浅谈提高机械加工精度的措施 汪胜 （广西区３０５核地质人队柳州核工机械厂，广西柳州５４５００５） 摘要：在机械加工中，机械加工精度的提高显得尤为重要，分析了机械加工存在误差的主要原因，然后提出了提高机械加工精度的措施 对于今后机械加工提高精度具有一定的帮助。 关键词：机械加工精度；误差分析；影响因索 Ｏ 引言 （３）传动链误差：刀具与工件的正确运动关系，如车螺纹及滚 齿、插齿时的运动，是由齿轮、丝杠螺母及蜗轮蜗杆等传动机构实 现的。传动机构的制造误差，装配间隙及磨损，将破坏正确的运动 关系。提高传动机构的精度，缩短传动链长度，减小装配间隙，可以 减小因传动链而造成的加工误差。 在机械加工中，由于各种因素的影响，刀具和工件间的正确位 置发生变化，使加工后的表面不能与理想表面完全符合，如车削后 工件的外圆尺寸有大有小；外圆柱面出现雏形、多角形及椭圆形； 箱体镗出的孔与基准平面不垂直或不平行。零什加工后的实际几 何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度称为加工 精度，两者不符合的程度称为加工误差。 （４）刀具的几何误差：任何刀具在切削过程中，都不可避免要 受损，并南此引起工件尺寸和形状的改变。正确选用刀具材料和选 用新型耐磨的刀具材料，合理选用刀具几何参数和切削用量，正确 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。 （５）定位误差：一是基准不符（在基准不重合情况下进行加工， 不仅影响尺寸精度，也影响加工表面到设计基准的相对位置精度。 不能简单地将设计基准用作定位基准，而是要根据工艺要求，按基 本原则选择各个工序的定位基准）：一是定位副制造不准确（工件 １误差的种类及分析 １．１ 误差类型 主要有以下１ｏ种类型： （１）理论误差：采用近似的加工方法而产生的误差。 （２）装夹误差：工件在装夹过程中产生的误差称为装夹误差， 包括夹紧误差及定位误差。 （３）机床误差：零件在机床上加工时，其精度在很大程度上是 定位面与夹具定位元件共同构成定位副，夹具上的定位元件不可 它们的实际尺寸（或位置）都允许 由机床保证的，机床的各种误差，将对工什产生不同影响。机床误 能按基本尺寸制造得绝对准确，差主要有机床主轴误差、导轨误差及导轨的位置精度。 在分别规定的公差范围内变动）。 （６）工艺系统变形引起的加工误差： １）工艺系统受力作用的变形误差：作用在工艺系统中的力有 （４）夹具误差：使用夹具进行加工时，工件的精度往往取决于 夹具的精度。夹具误差主要有夹具各元件间的位置误差、夹具磨损 产生的误差，此外，夹具安装在机床上的对定误差及对刀误差，会 切削力、夹紧力、构件及工件的重力和运动部件产生的惯性力，要 使夹具上的定位元件与切削运动及刀具的相对何置产生误差，从 减少工艺系统的受力变形，就要提高工艺系统的刚度。减少受力变 而影响工件的加工精度。 （５）刀具几何误差：包括刀具的制造误差、装夹误差及磨损。 形误差的措施主要有：零件分粗、精阶段进行加工；减少刀具、工什 的悬伸长度或进行有效的支承以提高其刚度，可减少变形及振动； （６）工艺系统变形引起的加工误差：机床、夹具、刀具和工件在 减少产生变形的切削力；安排工序顺序时，尽可能不要加工断续表 加工时形成一个统一的整体，称为工艺系统。工艺系统受到力与热 面，如先车平面，后钻孔；先精镗孔，后插槽；调整机床，提高刚度， 的作用都会产生变形，其中任何一个组成部分的变形，都会影响工 件的加工精度。 （７）工件残余应力引起的误差。 如调整导轨塞铁减少间隙，锁紧不工作的导轨，减少或消除轴承间 隙，修整部件问的连接面并旋紧联接螺钉等。 ２）工艺系统受热变形的误差：切削加工时，切削热及机床工作 时发出的热量，使工艺系统产生不均匀的温升并产生复杂的变形， 因而改变了刀具与工件的相互位置及己调整好的加工尺寸，产生 （８）测量误差：主要由量具本身及测量方法造成。 （９）调整误差：进刀位置误差、定程元件位置误差及对刀误差。 （１０）操作误差：操作者缺少必须的理论知识及技术，工作责任 加工误差。减少受热变形误差的措施有：切削时采用压缩空气或大 心不强是产生操作误差的主要原因。 流量的切削液中淋工件及刀具，可减少其温升及热变形；预热机床 １．２几种常见的加工误差原因分析 在热平衡状态下进行加工；在恒温室中进行精密加工，减少环境温 （１）机床主轴误差：由于机床主轴支承颈的误差，滚动轴承的 度的变化对工艺系统的影响；摸索温度变化与加工误差之间的规 误差及磨损，主轴回转时将出现径向跳动及轴向窜动。径向跳动使 律，用预修正方法进行加工。 车、磨后的外圆及镗出的孔产生圆度误差。砂轮轴的径向跳动使砂 （７）减少残余应力的措施：高温时效、低温时效、振动去应力、 轮产生振动，增大工件的表面粗糙度。主轴的轴向窜动使车削后的 分粗精阶段加工、采用热校直。 平面产生平面度误差，车螺纹时将增大工件的螺距误差。更换滚动 （８）测量误差：要用精度及最小分度值与工件加工精度相适应 轴承，调整轴承间隙，换用高精度的静压轴承，可以恢复及提高主 的量具，定期鉴定量具并注意对其维护保养：测量时要正确选用测 轴精度。在外圆磨床上用前、后顶尖装夹工件，使主轴仪起带动作 量方法并正确读数，避免视差及读数错误。 用，是避免因主轴误差造成加工误差的一种常用方法。 （９）操作误差：努力提高操作者的技术素质及工作责任心。 （２）导轨误差：导轨是工件台、刀架、动务头、砂轮架等部件进 行运动的依据。导轨的误差直接影响工件的形状及位置精度。它包 括在水平面及垂直面内的直线度误差，在垂直平面内前后导轨的 平行度误差（扭曲度）。这些误差在不同机床上将对工件产生不同 影响。 ２控制尺寸精度的方法及提高机械加工精度的措施 ２．１ 控制尺寸精度的方法 （１）定尺寸刀具法。加工表面的尺寸由刀具的相应尺寸保证， 如钻孔、铰孑Ｌ、拉孔、攻螺纹、套螺纹等加工方法。 机电信息２０１１年第９期总第２９１期１４３ 羹 鱼塑 ｚ。ｎｇｈｅ Ｙａｎｊｉｕ （２）试切法。加工时按确定的转速、进给量在工件上试切－ｄ， 高加工精度的目的。 部分，然后根据测量结果涮整刀具位置，然后再试切一测量一调 ２）误差抵消法：利用原有的一种原始误差减去部分或全部抵消 整，直至加工尺寸符合要求后再正式切削全部加工表面。 原有原始误差或另一种原始误差，为了提高一批零件的加工精度， （３）定程法。在成批、大量生产中，为提高生产率，可采用定程、 可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面， 靠模、行程开关及百分表来确定开始加工及加工结束时间，刀具与 还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。 工件的相对位置，使同一批零件的加工尺寸一致。定程装置的重复 （３）转移原始误差。这种方法的实质就是将原始误差从误差敏 精度、刀具的磨损、工艺系统的热变形、同批工件的硬度及加工余 感方向转移到误差非敏感方向上去。各种原始误差反映到零件加 量的变化等囚素，都会影响加工精度，因此采用定程法加工时应经 工误差程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过 常抽验工什并及时进行调整，防止成批报废工件。 的，因此可以边测量边进行加工，当达到所需尺寸时停止加工，这 种方法可得到较高的精度及生产率。 ２．２提高机械加工精度的措施 程中设法使其转移Ｎ）Ｊｎ工误差的非敏感方向，即转移原始误差至 （４）边测量边加工法。磨削时的）Ｊｎｍ表面是逐渐接近加工尺寸 其他对加工精度无影响的方面，则可大大提高加工精度。 ３结语 在机械加工中，误差是不可避免的，只有对误差产生的原因进 （１）减少原始误差。提高零件加工所使用机床的几何精度，提 行详细的分析，才能采取相应的预防措施，减少加工误差，提高机 高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热、刀具磨 械加工精度。尹 损、内应力引起的变形及测量误差等，这些可直接减少原始误差。 为了提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行 分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的 措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的 几何精度和刚度，并且控制加工热变形；对具有成形表面的零件加 工，则主要是减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。 （２）对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控 制其对零件加工误差的影响。 １）误差补偿法：此法是人为地造出一种新的原始误差，从而补 收稿日期：２０１卜０３一Ｏ７ 社，２００４ ［参考文献］ ［１］王家雄，董良玮．机制工艺基础与夹具［Ｍ］．北京：机械工业出版 ［２］朱Ⅱ！欣．机械制造技术［Ｍ］．』匕京：机械工业出版社，１９９９ 作者简介：汪胜（１９５７一），男，江西人，机械工程师，研究方向：机 偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提 械。 （上接第１３８页） 残渣清理不干净，影响铝液质量；（３）铝液温度无法测量和控制，仅 过高，造成硅钢片槽形出现氧化层脱落，不利于降低电机的杂散损 靠目测误差很大。温度过高，铝液内部含气量增加：温度过低流动 耗，氧化层脱落进入转子槽内，容易发生转子断条现象，温度过低， 性差，易凝固，使转子端环、平衡环残缺不仝；（４）坩埚为铸铁坩埚， 熔炉前必须将内腔清理干净。预热１５０℃后内腔涂刷高温涂料，操 作复杂。 铝液在槽内降温快，易凝固，易出现浇不足。 改进措施：（１）采用现有的电炉预热，转子铁心的预热温度控 制在４００￣５００℃之间，较长的铁心可提高预热温度５Ｏ℃，保温 改进措施：（１）熔炉钳锅改为石墨坩埚，周围盖一环形盖板，坩 １０￣２０ ｍｉｎ后取出浇注：（２）铸铝模具的上、下模预热温度为 埚上盖一生铁盖板，让冒出的炭火、灰尘及周边的焦炭不易进入坩 ３２０～３８０℃，中模预热温度为１８０￣２５０℃；（３）预热后的模具喷 埚内；（２）化铝前尽量将坩埚内的剩铝、残渣清理干净：（３）增加热 电藕测温显示装置，将铝液温度控制在７４０￣８００℃之问浇注；（４） 加入除渣剂、排气剂、对铝液进行净化处理，保证铝液质量：（５）保 证铸铝转子用工业纯铝的杂质含量（质量分数）不超过以下规定： ≤Ｏ．３％Ｆｅ，≤０．２２％Ｓｉ，≤０．４５％（Ｆｅ＋Ｓｉ），≤０．０１５％Ｃｕ。 一层涂料，便于铸件脱模。 通过逐项落实以上的工艺改进措施后，铸铝转子的合格率由 ２．５效果 原来的８２％提高到现在的９６％，经济效益显著提高。 ３结语 通过以上的详细分析，我们对流体机械在实际中的应用有了 一２．３铸铝模的分析与改进 （１）铸铝模具采用中心浇注，其浇注系统较短，容铝量较少，压 力低。内浇道数为２个，其界面为１５ ｍｍ×３ ｍｍ。若铝液温度低于 个理性的认识过程。学习教材是基础，在实践巾我们还要不断地 补充新的知识，才能适应现代化大生产的需要；同时也才能培养出 ７４０￣９００℃，则因铝液流程长，铝液凝固快，使铝液充型能力降 低，使转子出现浇不足。 （２）铸铝转子模的平衡柱处容腔小，排气性差，易造成转子导 条和平衡柱浇不足。 改进措施：（１）加高直浇道，增加铝液容量，将２个内浇道改为 动手能力强的技能型专门人才。雾 ３个，截面增高至２０ｍｍ×４ＩＴＩＩ＇ｎ，提高铝液的流量和铝液的补缩效 果；（２）在铸铝模的平衡柱处开＿。。排小孔，便于铝液充满型腔时气 体排出；（３）每班浇注铝液前，在铸铝模内喷一层涂料。 ２．４转子铁心和铸铝模的预热处理 收稿日期：２０１卜０３—０７ 作者简介：王占琴（１９６８一），女，内蒙古赤峰人，高级工程师，研究 转子铁心和铸铝模均用焦炭火预热，预热温度无法控制。温度 方向：机电。 １４４