机械加工质量与控制分析
摘要：作为保障基础，对于机械产品的质量而言，零件的加工质量至关重要。零件的加工表面质量和机械加工精度是零件加工质量主要的两个方面，同时也是最为最重要的课题在机械制造工艺学领域被广泛研究。本文对零件机械加工精度所能受到的规律和因素的影响加以分析，同时提出相关的措施。
关键词：机械质量控制质量分析工艺机械加工
一、分析影响机械加工质量的几种因素
要想分析影响机械加工质量的因素，首先要弄明白的是力学、物理本质对于机械加工原始误差所产生的种种影响，包括其规律影响到加工精度的程度，一旦控制和掌握了能够对机械加工误差产生影响的方法，就能够是加工精度达到预期目标，甚至能够找到新的途径和方法用来使机械加工精度得以提高。
1.加工误差类型。
各种原始误差都有可能出现在加工零件的过程中，加工误差正是因为变化了的工艺系统各环节相互位置关系而产生。比如装夹工件时，定位误差会产生在夹具中，还有夹紧误差也可能因为夹紧力而被引发。装央工件时，一定要调整夹具、刀具和机床，而且以数个工件进行试切之后再进一步精确微调，如此才能确保刀具和工件的相互位置保持正确，因为无法做到绝对精确的调整，所以调整误差不可避免。同时业已存在的夹具、刀具和机床自身的制造误差也
不能忽视。以上原始误差在工艺系统中统称为几何误差。
2.加工原理误差
由于采用了近似的刀刃轮廓或近似的成形运动进行加工而出现的误差被称为加工原理误差，通常为形状误差，比如渐开线齿轮用阿基米德蜗杆该刀进行切削；在数控机床上用直线插补或圆弧插补方法加工复杂曲面s在普通公制丝杠的车床上加工英制螺纹等，均会在现实生产中，机床结构通常会因为采取绝对准确的理论方法而变得复杂，加工效率由于刀具的制造比较困难而下降。不过工艺过程可以经由刀刃轮廓或成形运动近似后得以简化，使成本降低，不过必须在允许范围内控制住原理误差（通常不超过0.1%的原理误差，这样允许存在一定的原理误差）。
3.前后导轨的平行度误差
进行机械加工时，若没有平行车床的前后导轨，出现扭曲时，刀架发生倾倒。所以加工精度会受到外因磨床和车床前后导轨平行度误差的极大影响。除了制造导轨时存在的误差外，机床安装和导轨的不均匀磨损也是重要的产生导轨误差的原因。
二、控制和提高机械加工质量的途径
1.降低主轴回转误差
为了方便分析，可以三种基本形式分解回转轴主轴线的运动误差：纯角向摆动、纯轴向窜动和纯径向圆跳动。因为持续变化着的主轴实际回转中心，因此由以上三种运动形式组合出了实际误差，
因而一个瞬时值得以产生，是以轴承内表面和某一固定部位的相异部位接触，所以当圆度误差存在于滑动轴承内孔时，会让主轴以径向跳动的方式进行回转，从而产生撞孔的圆度误差，而只有较小影响的主轴颈本身的圆度误差。
2.回转误差受到滑动轴承减少的影响
当机床使用的是滚动轴承结构时，不同机床受到的滚道形状误差的影响各不相同。机床属于车床类时，因为基本不发生变化的轴承承载区位置，所以主轴回转精度所受到的影响主要来自于滚动轴承内的环滚道圆度。机床属于铿床时，因为持续发生变化的轴承承载区位置，所以主轴回转精度所受到的影响主要来自于滚动轴承的外环滚道圆度。
3.控制主轴回转误差对加工精度的影响
加工精度所受到的主轴回转误差带来的影响，取决于不同截面内主轴瞬时回转中心相对于刀尖位置变化情况。因此对于加工误差敏感方向上的作用是分析的重点。机床为刀具回转类时，主轴回转决定了切削力方向和加工误差敏感方向持续变化，比如镗床；机床为工件回转类时，切削力方向和加工误差敏感方向并无变化，比如车床。下面以程床和车床为例，分析加工精度受到主轴回转误差的三种基本形式的作用效果。主轴纯径向圆跳动误差对于孔加工时，铿出孔为长短轴变化或不变的椭圆柱。车削时，工件的圆度误差所受主轴纯径向圆跳动的影响不大，车出工件的表面趋近一个真圆。
内外圆柱面的加工并不会受到主轴纯轴向窜动误差的影响，不过对端面进行加工时，将导致内外圆轴线与所加工的工件端面无法垂直，出现平面度误差，加工螺纹时出现了螺距误差。当主轴轴线出现纯角度摆动时，在车削时工件同一截面的园度误差小，但是会产生圆柱度误差。镗孔时，工作台导轨与主轴轴线会因为纯角度摆动而无法平行，铿出椭圆形的孔。
4.通常采用以下措施提高主轴回转精度：
4.1选用的轴承为高精度，装配主轴部件和制造箱体及主轴的精度要提高加强；
4.2使主轴不再成为回转精度的依靠。不通过机床主轴的回转运动区实现工件的回转成形运动，换以夹具的回转运动来实现，比如采用死顶尖磨外因时，使项尖孔质量提高，确保两项尖孔的同轴度，此举是非常重要的确保工件形状精度的手段。
5.提高直线运动精度
为了使加工机械的质量得到提高，普遍使用刮研等办法使机床导轨的配合接触和加工精度得到提高；对于机床精度和傲动进给定位精度的保持和提高则使用贴塑导轨或静压导轨的办法；选择适当的导轨组合形式和导轨形状用以提高直线运动精度如90°的双三
角形导轨其直线运动精度保持性较好，垂直方向是其主要的磨损部位，故对一些在垂直方向是误差非敏感方向的机床(如卧式车床)可长期保持原有精度。
6.调整加工过程工艺
在所有的加工机械的工序中，为了得到被加工表面的位置、形状和尺寸精度，需要对工艺系统采取各种各样的调整。因为调整无法做到绝对准确所以误差在所难免。试切法是小批、单件生产时通常使用的加工手段。首先对工件进行试切，之后测量、经过调整继续试切，直到达到规范尺寸为止，之后再将全部的待加工表面进行切削。大量、成批生产时，通常使用调整法。将工件和刀具的相对位置预先调整到位，并在一批零件的加工过程中保持这种相对位置不变来获得所要求的零件尺寸。
7.实行超精密加工
使机械加工质量得以提高的另一种有效措施即是超精密加工。超精密加工是指加工精度和表面质量超过当前所用公差标准中最高程度酌加工工艺。超精密加工和精密加工的界限并非固定不变。机床刚性好、精度高是超精密加工和精密加工的主要特点，工艺系统具有较好的抗振性，机床工作台具有较好的低速运动稳定性。另外还包括以下特点：
7.1精密元件是超精密和精密加工的加工对象，前者与后者的发展是紧密结合的，所以精密加工不能脱离精密元件；
7.2超精密加工时，极小且吃刀，属于超微量切除和微量切除的范畴，所以对于机床、砂轮修整和刀具刃磨的要求很高；
7.3作为一门综合性高级技术，超精密和精密加工对于表面和精
