普通铣床加工精度因素分析
【摘 要】：本文重点结合普通铣床加工中影响加工精度的相关因素进行分析，并提出相应的解决办法。
【关键词】 铣床 加工 精度
在中职学校中，铣工工艺与技能训练是机械专业学生必须掌握的一门重要基础实训课程。其中通过对普通铣床加工精度的分析，对指导实训教学实践、提高生产率、保证产品质量、增加经济效益都有积极作用。
在普通铣床加工过程中，往往有很多因素影响工件的最终加工质量，如何使工件的加工达到质量要求，如何减少各种因素对加工精度的影响，就成为加工前必须考虑的事情，也就是要对影响普通铣床加工精度的因素进行分析。本文结合自己多年的教学实践经验，就影响普通铣床加工精度的主要因素作一简要的分析和阐述。
结合本校机械加工实训教学中使用较多的X6132A为例，对影响因素做一分析。
一、机床精度。机床的精度包括机床的几何精度和机床的工作精度。机床的几何精度是指机床某些基础件本身的几何形状精度、相互位置精度及其相对运动的几何精度。机床几何精度的检验是在非工作状态条件下的静态检验。工作精度是指运动状态和切削里作用下的精度，机床的工作精度是通过加工出来的试件精度来评定的。如果是因为主轴磨损而造成，则需要调整主轴来解决。随着使用时间的增加，主轴轴承会出现轴向窜动，轴向窜动过大，加工时会产生较大的振动和尺寸控制不准以及出现拖刀现象。轴向窜动误差过大，如果是因轴承调整得太紧或者太松引起，则可通过调整轴承的松紧来达到规定的要求。基础件中如基座、主轴轴承、机床工作台台面等都会对机床加工精度造成影响。工作台台面在纵向只允许下凹，在每1000mm长度上公差为0.03mm。若超过允差则会影响夹具或者工件底面的安装精度，从而影响加工面对基准面的平行度或垂直度。工作台台面平面度超差或出现台面上凸现象，可通过刮削工作台台面来达到规定要求。平行度误差应在工作台全行程上检测。如果超差，调整方法与纵向工作台类似。卧式铣床挂架对主轴回转轴线的同轴度误差过大，将使刀杆歪斜，导致铣刀产生振摆及挂架孔加速磨损，严重时将使刀杆弯曲，影响加工表面的平面度。如同轴度超差，应通过修理挂架内孔轴瓦来达到规定精度要求。一下就上述情况进行一一分析。
1、主轴回转误差。主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴挠度等。
2、导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。导轨的不均匀磨损和安装质量，也是造成导轨误差的重要因素。
3、传动链误差。传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差以及使用过程中的磨损所引起。
4、刀具的几何误差。任何刀具在切削过程中，都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状的改变。
5、定位误差。一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，需选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。
6、工艺系统受力变形产生的误差。一是工件刚度。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。二是刀具刚度。外圆车刀在加工表面法线方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。三是机床部件刚度。机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。
7、工艺系统受热变形引起的误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。
8、调整误差。在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对的准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工
精度起到决定性的作用。
9、测量误差。零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。
10、数显面板误差。由于现在许多普通铣床安装有数显面板用以保证加工的精度，但是随着使用年限的增加，丝杠间隙增大，难免会对数显装置的光栅尺产生影响，从而造成误差，最终影响到加工精度和误差。
针对上述分析我们可以采用以下工艺措施提高加工精度。保证和提高加工精度的方法，大致可概括为以下几种：
1、减少原始误差
提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。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、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后，设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削，现在采用了大走刀反向车削法，基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖，则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。
2、补偿原始误差
误差补偿法，是人为地造出一种新的误差，去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值，反之，取负值，并尽量使两者大小相等；或者利用一种原始误差去抵消另一种原始
误差，也是尽量使两者大小相等，方向相反，从而达到减少加工误差，提高加工精度的目的。
3、转移原始误差
误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。误差转移法的实例很多。如当机床精度达不到零件加工要求时，常常不是一味提高机床精度，而是从工艺上或夹具上想办法，创造条件，使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度，不是靠机床主轴的回转精度来保证，而是靠夹具保证。当机床主轴与工件之间用浮动联接以后，机床主轴的原始误差就被转移掉了。
4、均分原始误差
在加工中，由于毛坯或上道工序误差的存在，往往造成本工序的加工误差，或者由于工件材料性能改变，或者上道工序的工艺改变（如毛坯精化后，把原来的切削加工工序取消），引起原始误差发生较大的变化。解决这个问题，最好是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为n 组，每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n，然后按各组分别调整加工。
5、均化原始误差
对配合精度要求很高的轴和孔，常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度，但它能在和工件做相对运动过程中对工件进行微量切削，高点逐渐被磨掉（当然，模具也被工件磨去一部分），最终使工件达到很高的精度。这种表面间的摩擦和磨损的过程，就是误差不断减少的过程，这就是误差均化法。它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较，相互检查从对比中找出差异，然后进行相互修正或互为基准加工，使工件被加工表面的误差不断缩小和均化。在生产中，许多精密基准件（如平板、直尺等）都是利用误差均化法加工出来的。
6、就地加工法
在加工和装配中，有些精度问题牵涉到零件或部件间的相互关系，相当复杂，如果一味地提高零、部件本身精度，有时不仅困难，甚至不可能，若采用就地加工法（也称自身加工修配法），就可能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。
7．定期检修法
针对光栅尺的使用特点，定期对丝杠的移动相对坐标、绝对坐标进行校验和调整，从而使光栅尺的坐标精度显示处于误差允许范围内。除了对光栅尺定期检修，还应对机床主要部件进行检修，以及时发现问题，使机床始终处于良好工作状态。
三、结束语
在机械加工实训教学中，机械加工误差是不可避免的，只有对误差产生的原因进行详细的分析，并制定针对性的有效预防措施才能采取相应的减少加工误差，提高机械加工精度。
【参考文献】：《铣工工艺与技能训练 》蒋增福 主编
《铣工工艺学》黄冰 主编