摘要：机械加工精度是影响工件品质的主要原因，并对工件机械性能的发挥造成干扰。本文总结机械加工精度主要影响因素，构建科学的机械加工精度控制方案，以提高机械加工精细化水平，并为相关研究的开展提供理论参考。
关键词：机械加工；加工精度；机械性能
引言：物质生活水平的上升使当代消费者对产品质量、工艺精细化程度提出严格要求，为适应产品市场需求变动，相关企业通过提高机械加工精度的方式优化产品品质。实际生产过程中，机械加工精度受多重因素的综合作用，明确影响因素类型及特点，有利于加工工艺提升方案的科学制定。
1机械加工精度的主要影响因素
1.1加工原理
机械加工中因加工原理引发的误差可分为采用近似运动和采用近似刀具两种情况。第一，近似运动引发的误差。部分工件加工作业中，为使其表面达到既定要求，需在工件与刀具运动之间构建一定内在联系。一般情况下，该联系设定为完全准确的运动联系，然而在实际操作中，完全准确的运动联系构建可能对加工设备、加工原理提出更高要求而无法实现，以此为基础进行加工反而会影响工件加工精度。例如在工件螺纹车削时，有导程公式，无理数π的存在使得利用配换齿轮获取导程数值时出现加工原理误差[1]。第二，近似刀具引发的误差。使用既定刀具加工曲面工件时，刀具刃口的弧度想要与曲线加工理论弧度完全契合有时很难实现，此时一般会选用圆弧或直线对工件的理论加工弧度做近似代替。例如，使用滚刀进行齿轮开线时，为方便滚刀刀具的选用，会以阿基米德基本蜗杆近似代替渐开线基本蜗杆，由此产生加工原理误差。
1.2数控机床
数控机床是工件加工的核心设备，机床本身性能及运行状态会对工件加工精度造成直接影响。由数控机床因素而引发的机械加工误差主要分为如下三种：
一是导轨误差。当导轨水平面直线度误差直接作用于工件法线方向时，垂面上产生的直线度误差可忽略。若加工过程出现晃动，导致刀具偏离理论运动轨迹，就会引发工件外形误差。
二是主轴回转误差。主轴回转指的是径向或轴向跳动及角度摆动，该变化直接影响工件位置及形状精度。受加工一致性及误差敏感方向的影响，主轴回转引发的误差类型也不相同。例如在外圆加工中，主轴回转会导致圆度误差，此时端面加工精度则不受主轴回转的影响。再比如螺纹加工中，主轴回转会导致螺距误差。不同回转方式下，轴向跳动与角度摆动所引发的加工误差程度基本一致。
三是传动链误差。传动链误差主要影响工件表面的加工精度。数控机床传动装置包括蜗杆、蜗轮、括齿等，传动机数量与传动距离正相关，其提高会引发更大的加工误差。
1.3受热变形
受热变形为材料基本属性，机械加工过程，受不同热源的作用，会导致加工设备出现不同程度的变形，使切削刀具与工件的相对位置被改变，因运动轨迹变化而引发加工误差。热源属性、工艺系统材料及结构不同，可能引发的受热变形误差也存在明显差异，在工件精加工中，受热变形对机械加工精度的影响程度更高，其引发误差在全部误差中的占比最高可达到70%。
1.3.1刀具变形
机械加工中使用的削切刀具体积非常有限，相应的热容量较低，可进入刀具内部的热量仅为3%～5%左右，但因刀具材料热胀冷缩属性的影响，依然会引发刀具变形的问题，进而影响加工精度。在一般工件的加工中，刀具变形引发的误差可忽略不计，但当工件对加工精度要求严格时，这一误差就会被进一步放大，导致工件表面形状无法达标。例如在车削工艺中，刀具高速运转，刀刃处温度可达到800℃，其热变形量在0.03～0.05mm。
1.3.2机床变形
现代机械加工中使用的数控机床设备性能全面、结构复杂，不同型号数控机床的结构、构件材质等存在差异，在不均匀热源的影响下，机床各构件发生不同程度的热变形，引发加工误差。
1.3.3工件变形
对于车、磨轴等外圆工件，其加工过程受热均匀，降温后直径或长度会发生不同程度的收缩，产生加工误差。对于长度较大的轴类工件，因削切过程温升并不明显，其误差可忽略不计。对于圆柱类工件，其直径与加工温度、加工时长之间正相关，被削切的金属厚度越大，工件冷却后发生的圆柱度及径向误差越大。对于对加工轴向精度要求严格的精密丝杠工件，热变形会导致其轴向伸长，使螺距过度偏离理论值。对于薄片类工件，因其加工过程受热不均，可能会引发翘边、卷曲的现象，导致加工后工件外形误差过大。
1.4受力变形
工件加工过程受到多重外力的同时作用，导致工艺系统或工件发生受力变形，刀具与工件相对位置变化，削切运动轨迹偏移而出现误差。削切过程刀具着力点受工艺系统刚度的影响，发生受力变形后引发工件外形误差。另外，因受力变形引发的误差还与工件毛坯有关。因毛坯的形状、材质、硬度、体积不同，产生的单位削切深度处于动态变化中，进而导致削切力的变动。该过程产生的误差从外观很难被发现，但仍然存在，可能影响工件后期使用性能。
1.5部件影响
机械加工工艺系统部件主要为刀具、夹具等。其中，刀具引发的加工误差与刀具类型有关，常规刀具的加工误差并不对加工精度产生直接影响，而定尺刀具，如铰刀、槽铣刀等若存在误差，则会引发工件加工精度不达标的问题。另外，刀具长期使用发生的磨损也是影响机械加工精度的一项因素。
2提高机械加工精度的具体措施
机械加工过程，影响工件加工精度的因素比较复杂，误差预防主要采用原始误差控制和误差合理转移两项手段进行。
2.1原始误差控制
第一，通过合理设备选型、定期保养等措施，确保机床刚度、主轴回转精度及导轨精度。第二，确保夹具等构件的精度，避免工件加工过程受过多外力作用。第三，定期进行机床保养维护，使用指示表、角尺等工具度量机床各项工艺指标的精确性，发现不足及时处理。第四，严格控制加工温度。例如，若加工温度超标，对设备做降温处理后再开展机械加工作业；提前对工件做打磨处理，减少摩擦以控制加工过程温升。
2.2误差合理转移
加工过程若存在负向误差，可调整操作方式人为制造正向误差，进行误差抵消，提高机械加工精度。此外，可将加工精度要求高的工件作为基础，用以尺寸测量对比，实现自动磨配[2]。
误差转移则指采取一定工艺措施将受热变形、受力变形等误差转移至不对机械加工精度产生影响的方向，以合理规避误差产生。同时还可提高上道工序的加工精度，并结合毛坯实际尺寸，对其误差做大小分类，然后利用平均尺寸，调节刀具及夹具位置，将毛坯尺寸误差缩小，减少工件加工精度影响因素。
结论：影响机械加工精度的因素主要包括加工原理、数控机床、受热变形、受力变形、部件影响等，实际生产过程中，加强对机床及有关部件的保养维护，合理控制加工温度，配合误差转移，严格控制加工误差，确保工件精度达标。
参考文献：
[1]白跃辉.机械零件加工精度影响因素分析[J].南方农机,2020,51(11):114-115.
[2]程志云.机械零件加工精度的主要影响因素探讨[J].科技经济导刊,2020,28(02):60.