分析公差配合与机械加工质量的关系

梁荣汉

摘要：在机械生产过程中，机械加工是产品质量的非常重要的保证，精确的机械加工能够保证产品在装配过程中的顺利进行，使装配过程能够达到精确的配合，从而提高产品的加工精度和装配质量。

关键词：机械加工精度几何形状工艺系统

1影响加工精度的原始误差

机械加工过程中影响工艺精度的因素是多方面的，这些因素都会导致机械加工的原始误差。这些原始误差中，有一部分是由于工艺系统自身的结构造成的，一部分是由于在机械加工切削过程中的操作失误造成的，归结起来包括以下四点：（1）工艺系统的几何误差。几何误差是由加工系统的原理造成的，如在机床的调整过程中，由于刀具的位置、工件的夹装、机械的磨损而造成的零件加工过程中误差。（2）在机械加工过程中由于力的作用而使工件变形所形成的误差。（3）由于热胀冷缩效应而对工件产生了变形的效果，引起了加工的误差。（4）工件在加工过程中的残余应力造成了工件加工的误差。

2加工精度的分类

（1）尺寸精度。所谓尺寸精度，指的就是在机械加工过程中，所加工零件的尺寸必须保证在规定公差范围内。（2）几何形状精度。所谓几何形状精度，指的就是在机械加工过程中保证加工零件几何形状的准确性，保证圆度、圆柱度、直线度、平面度都能够符合一定的标准。（3）相互位置精度。所谓相互位置精度，指的就是每个零件之间的相互位置要保持在一定的范围内，不能逾越一定的界限，从而对装置的配合造成影响，使零件之间满足平行度、垂直度、同轴度、位置度等，满足机械设计和生产过程中的相关标准。但是在实际机械设计和生产过程中，总会由于各种因素的影响造成尺寸、形状和表面相互位置之间存在一定的误差，从而影响了加工精度，应该采取一定的合理措施进行零件公差配合方面的改进。

3机械加工误差的分类

3.1系统误差与随机误差

机械加工的误差有一些是可以被人们所掌握的，有一些是无法控制的。按照这个标准，机械加工误差刻意分为系统误差和随机误差。对于能够明确判断误差来源和出处的误差，无论其大小，都被称为系统误差。其中，系统误差又根据误差的变化情况分为常值系统误差和变值系统误差。其中常值系统误差通常发生在机床的刀具、夹具以及量具等机械制造误差的过程中，变值系统误差则发生在其误差值随着时间的变化而变化的过程中，通常情况下这种变化是有规律可循的，这种规律可以是线性的，也可以是非线性的。对于那些无法在加工过程中掌握的误差，都称为随机误差。

3.2静态误差、切削状态误差与动态误差

切削是机械加工过程中的一道重要工艺，根据这个过程可以把机械加工误差分为静态误差和切削状态误差。在工艺系统没有进行切削加工操作时，产生的误差都应该算在静态误差范围内。在进行切削工艺操作的过程中所产生的误差被成为切削误差，这是在机床加工过程中经常会出现的一种误差。而由于受到了来自机床的力和热的作用，而产生了机械加工系统的振动导致的误差，被称为动态误差。

机械加工容不得误差的存在，这关系到机械零件的配合度问题，也直接关系到生产产品的质量，并且准确的零件配合能够延长组装设备的使用寿命，减小使用过程中对设备的伤害。机械加工零件的合格能够方便在使用过程中对损坏零件的更换，使机械维修过程更加容易。

4机械加工产生误差主要原因

4.1机床的几何误差

目前机械加工的主要设备还是机床，机床的精度在很大程度上决定了加工零件质量的精度，机床的主梁和进给都会对加工质量产生影响。所以，需要对影响机床精度的因素进行全面考虑，对机床制造过程中的工件尺寸和精度进行深入探讨，采用一定的技术手段对其进行探讨和计算，从而总结机床产生的误差因素主要有主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。还有一种影响误差是在机床的使用过程中，由于使用次数的增加而对机床产生的磨损，使机床的精度下降，影响了机床的使用。

（1）所谓主轴回转误差，指的就是在机床主轴回转的过程中产生的误差被传递给主轴上的工装夹具和刀具，从而在加工工件的过程中产生误差，影响加工工件的精度。

（2）所谓导轨误差，指的就是在机床的导轨由于安装不牢固或者由于长时间的使用产生了松动而造成的导轨脱离相对正确位置，而产生的加工误差，从而导致机床加工进度下降。导轨磨损造成导轨加工精度下降是最常见的机床精度问题之一。

（3）所谓传动链误差，指的就是在机床进行链传动的过程中，由于两端的元件相对运动以及转角错误造成的误差。

4.2刀具的几何误差

在机床加工的过程中会使用到不同种类的刀具，对加工精度的影响也不同。通常情况下刀具对加工精度的影响来源于刀具的集合误差，这种误差是在使用到刀具的过程中由于刀具的安装位置不准确，使得在加工工件的过程中使工件相对于机床的位置发生了变化，从而造成了严重的加工误差，影响了加工精度。

4.3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３２０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。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。

5公差配合与机械加工质量的关系

“机械”一词早在春秋时代的《墨子》中就出现了，书中记载了鲁班通过紧密的机械装置，制作出能够在天空中飞翔的木质机械鸟，已经是较为先进的机械工艺。在英文语境中，机械指的就是“巧妙的设计”，古罗马时期也对机械做了解释，指的就是同手工劳动相区别的工作。现代对机械做了重新的定义，指出机械就是机构，是一种拥有设计理念的机构。

机械制造工程是用来生产机械产品的行业，其机械产品包括生活中的各个方面，比如农业机械、矿业机械、日常生活机械、交通运输机械、国防科技机械等等，机械工程构成了整个国家发展的基础，为国家的发展提供了强有力的支撑，机械技术的发展和先进程度表现了一个国家的科技发展水平。所以，机械制造技术是我国在发展过程中必须重点进行的国家级项目。机械制造工业发展到现在，已经发展成了一个具有多种部门和门类的行业，由于其复杂性和丰富性，对其进行标准化控制显得非常重要，关系到我国整个机械行业的发展。

所谓公差，指的就是在实际参数值在允许范围内的变化量。这些参数值包括在实际加工过程中需要考虑到的几何参数、物理参数、化学参数以及电磁学参数，也就是说，公差包含了机械工程中所有可以用到的参数范围，是一个广泛的概念。在机械制造过程中，确定产品制造公差的目的就是确定产品的集合阐述，从而保证产品的几何参数能够在一定范围内，从而满足机械设计的相关要求。

6总结

公差和配合是机械设计过程中相互依存的两门学科，并且都具备极高的严谨性，需要在机械设计过程中严加注意。产品的公差和配合直接影响到品牌机械产品质量的好坏，影响到机械产品的使用寿命，应该在机械设计和生产过程中进行重点注意。由于机械设计的复杂性和丰富性，每个零件的公差和配合由于自身形状和功能的不同都有着不同的标准，所以所有公差都必须进行严格的注意，从而保证零件配合安装过程的顺利进行。

参考文献：

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