導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械加工誤差分析及措施一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：綠色、高效、優(yōu)質(zhì)是機(jī)械制造加工企業(yè)一直以來(lái)都追求的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，產(chǎn)品的質(zhì)量必須得到保證，而產(chǎn)品的質(zhì)量水平與零部件的加工以及裝配水平息息相關(guān)。其中生產(chǎn)制造過(guò)程中的加工誤差直接影響著零部件的加工質(zhì)量，不僅如此，加工誤差還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問(wèn)題，使得機(jī)械制造企業(yè)受到經(jīng)濟(jì)和聲譽(yù)上的巨大打擊。因此，為了減輕或者避免這種不利的影響，本文討論了一些機(jī)械加工工藝流程中的誤差來(lái)源與解決措施，希望能給讀者一點(diǎn)啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：加工精度；加工誤差來(lái)源；解決措施

加工誤差是指機(jī)械加工之后工件的實(shí)際幾何尺寸以及表面質(zhì)量與理論的尺寸、質(zhì)量不相符合的現(xiàn)象。在機(jī)械加工制造過(guò)程中，加工誤差是必定會(huì)出現(xiàn)的，出現(xiàn)的加工誤差又會(huì)對(duì)機(jī)械加工精度造成影響。所以說(shuō)，我們需要對(duì)加工過(guò)程中存在的誤差來(lái)源來(lái)認(rèn)真地梳理，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的規(guī)律，進(jìn)一步使用對(duì)應(yīng)的方法來(lái)減少誤差的出現(xiàn)，從而使得最終的制造精度大幅提升。

1機(jī)械加工誤差產(chǎn)生的原因

1.1原理誤差。在加工的過(guò)程中沒(méi)辦法采用理想的加工運(yùn)動(dòng)方式而采用了近似的加工運(yùn)動(dòng)方式，由此產(chǎn)生的加工誤差稱為原理誤差。從實(shí)際的情況考慮，如果采用理論中的加工原理對(duì)工件進(jìn)行加工，那么就需要十分復(fù)雜的加工機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)。機(jī)械加工企業(yè)只需要將加工件的誤差控制在一定范圍內(nèi)，能夠滿足功能需求即可，并不需要提高成本來(lái)徹底消除誤差。因此，在實(shí)際加工中原始誤差是一定會(huì)存在的，這就會(huì)給加工件的加工精度帶來(lái)影響。1.2機(jī)床誤差。機(jī)床是機(jī)械加工的必備條件，生產(chǎn)過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，零部件的每一次加工都需要機(jī)床的參與。所以說(shuō)，機(jī)床自身的誤差直接作用于零部件的制造精確度。機(jī)床的制造誤差包括機(jī)床的導(dǎo)軌精度誤差、主軸的回轉(zhuǎn)誤差以及傳動(dòng)鏈誤差。導(dǎo)軌是機(jī)床的最關(guān)鍵部件之一，它起到確定機(jī)床其他零部件的相對(duì)位置、為刀具等加工部件的運(yùn)動(dòng)提供基準(zhǔn)等作用。導(dǎo)軌的精度誤差主要來(lái)源于導(dǎo)軌本身在制造時(shí)產(chǎn)生的誤差、導(dǎo)軌安裝不正確以及導(dǎo)軌在運(yùn)動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間后產(chǎn)生的磨損。主軸是進(jìn)行切削加工必不可少的部件，是生產(chǎn)時(shí)刀具運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)，能夠直接施加影響作用于被加工部件。主軸的同軸度、跳動(dòng)度誤差、軸承的幾何尺寸或表面質(zhì)量誤差以及軸承之間的同軸度誤差導(dǎo)致了主軸誤差的出現(xiàn)。在主軸零部件的不同誤差共同作用下會(huì)導(dǎo)致主軸的實(shí)際軸線在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中偏離理論位置，造成被加工件精度下降。傳動(dòng)鏈?zhǔn)怯芍T多的傳動(dòng)部件例如齒輪、蝸桿、絲杠、螺母等組成的，因而各傳動(dòng)部件的加工精度以及裝配誤差都會(huì)對(duì)整個(gè)的傳動(dòng)鏈造成影響，進(jìn)而產(chǎn)生機(jī)床誤差。1.3刀具的幾何誤差。加工過(guò)程中不同刀具在切削時(shí)與工件的接觸部位磨損程度不同，造成的加工誤差也不相同，同時(shí)刀具的切削會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生力的作用從而使得刀具本身產(chǎn)生變形磨損，從而使得被加工件產(chǎn)生加工誤差；刀具本身在制造過(guò)程中產(chǎn)生的誤差也會(huì)造成工件的誤差，例如使用定尺寸刀具進(jìn)行加工時(shí)，刀具的制造誤差會(huì)直接對(duì)被加工零部件的精度產(chǎn)生不好的作用。1.4調(diào)整誤差。機(jī)械加工不是一個(gè)一次性就完成的過(guò)程，需要經(jīng)過(guò)一個(gè)個(gè)的步驟。而在每個(gè)步驟完成之后需要對(duì)夾具、刀具以及工件進(jìn)行調(diào)整，例如重新對(duì)刀、重新夾裝等，以便確保它們之間相互位置精度的準(zhǔn)確。但是這種調(diào)整會(huì)有誤差，這會(huì)使得被加工零件的精確度下降。1.5定位誤差。在機(jī)械加工開(kāi)始之前需要將工件固定且與機(jī)床上的基準(zhǔn)部件保持正確的相對(duì)位置，這就需要人利用夾具完成這一環(huán)節(jié)，因而會(huì)產(chǎn)生定位誤差。被加工件定位時(shí)相對(duì)于基準(zhǔn)的位置精度會(huì)對(duì)被加工零件的形狀、尺寸大小產(chǎn)生直接的影響，這關(guān)系著之后的加工以及裝配。所以說(shuō)定位誤差在機(jī)械制造流程中扮演關(guān)鍵角色。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中定位誤差是沒(méi)有辦法徹底解決的，因此就需要加工人員在不影響后續(xù)加工處理以及裝配的情況下盡力去減少定位時(shí)的基準(zhǔn)不重合度，讓機(jī)械加工誤差位于公差帶內(nèi)。1.6夾具的幾何誤差。上述提到了定位誤差的重要作用，實(shí)現(xiàn)被加工件的定位需要用到夾具。夾具的具體功能是使得工件能夠處于一個(gè)參照刀具和機(jī)床而言的準(zhǔn)確方位，所以說(shuō)夾具的本身的幾何誤差對(duì)機(jī)械制造誤差尤其是其中的方位的誤差有很大的壞的作用。1.7刀具、工件受熱或者受力變形引起的誤差。不論被加工件的材料如何，在機(jī)械加工的過(guò)程中工件受到了刀具的切削，因而會(huì)在接觸部位產(chǎn)生劇烈的摩擦以及力的作用。這種劇烈的摩擦?xí)沟玫毒咭约氨患庸ぜa(chǎn)生大量的熱量，工件與刀具會(huì)在高溫時(shí)會(huì)改變自身的剛度性能以及熱力學(xué)性能，同時(shí)工件與刀具都會(huì)在力的作用下產(chǎn)生形變。這些情況都會(huì)對(duì)被加工件的最終成型、裝配產(chǎn)生很大的影響。特別是對(duì)于一些要求高精度、高質(zhì)量表面的加工工件來(lái)說(shuō)，例如航天發(fā)動(dòng)機(jī)部件的加工，在機(jī)械加工的過(guò)程中工藝系統(tǒng)所受到的力與熱會(huì)導(dǎo)致加工部件的報(bào)廢。因此，為了解決上述問(wèn)題，在加工過(guò)程中一般會(huì)使用冷卻液、切削液對(duì)刀具進(jìn)行冷卻、潤(rùn)滑。

2解決措施

2.1清楚地認(rèn)識(shí)不同性質(zhì)的誤差。提高制造精確度的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是需要分辨明白不同性質(zhì)的誤差。加工過(guò)程中產(chǎn)生的誤差一般會(huì)被區(qū)別為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差是指在一段時(shí)間內(nèi)加工零部件時(shí)出現(xiàn)的數(shù)量和矢量遵循某種規(guī)律變化或者維持原狀的加工誤差，分別稱為變值系統(tǒng)誤差和常值系統(tǒng)誤差。常值系統(tǒng)誤差包含有原理誤差、機(jī)床設(shè)備各個(gè)部分元件的制造誤差、制造工藝鏈?zhǔn)芰λ鶐?lái)的制造誤差等；變值系統(tǒng)誤差包含制造工藝鏈?zhǔn)軣帷⒌毒吣Σ聊p帶來(lái)的制造誤差等。隨機(jī)誤差說(shuō)的是在加工的過(guò)程中誤差的數(shù)量與矢量不遵循規(guī)則變化的制造誤差，其包括零部件的內(nèi)應(yīng)力誤差、定位誤差、坯料誤差等。認(rèn)清楚不同的誤差之后就可以按照不同的解決方案來(lái)減小或者消除加工誤差，提高加工的精度。2.2原始誤差減小法。眾所周知原始誤差包含了機(jī)床的精度誤差、夾具誤差等等。具體問(wèn)題具體分析，面對(duì)差異化的原始誤差造成的加工精度較差的問(wèn)題需要互不相同的方案，在開(kāi)始加工之前就將問(wèn)題解決，能夠明顯的降低或者減少原始誤差對(duì)于零件加工的影響。例如在加工制造精度要求比較高、結(jié)構(gòu)有比較復(fù)雜的航空部件時(shí)，就需要優(yōu)秀的性能卓越的加工設(shè)備。例如智能化機(jī)床的使用能夠提高加工精度，防止熱變形、測(cè)量機(jī)床的空間精度并加以自動(dòng)補(bǔ)償。降低原始誤差的常見(jiàn)措施有轉(zhuǎn)移法和補(bǔ)償法。原始誤差轉(zhuǎn)移法是指在沒(méi)有辦法完全消除原始誤差的情況下，將原始誤差轉(zhuǎn)移至對(duì)于被加工部件精度要求不高的部位，這樣就能夠避免原始誤差對(duì)零部件的制造精確度產(chǎn)生太大的壞的作用。原始誤差補(bǔ)償法是指在機(jī)械加工過(guò)程中人為地制造一種誤差，人為制造的誤差必須要和需要消除的誤差大小相等，方向相反，使兩種誤差互相抵消，這樣就能提高被加工件的精度。2.3不同的零部件需要有不同的加工方式。大構(gòu)件的加工要采用不同的加工方式，加工時(shí)材料去除量占毛坯總重的90%左右，其結(jié)構(gòu)的厚度以及規(guī)格條件都要求采用高速加工技術(shù)以降低切削力、減小工件的變形，這對(duì)零部件的制造精確度有很大的提高，同時(shí)也可以保證加工的效率。2.4誤差分組。通過(guò)對(duì)誤差出現(xiàn)的規(guī)律進(jìn)行研究，通過(guò)仔細(xì)測(cè)量之后將部件的尺寸按照值的高低來(lái)分組，分為a組，這樣一來(lái)每一組零部件的尺寸范圍變成了之前的1/a。接著遵循各個(gè)組的誤差范圍進(jìn)行再次對(duì)刀，讓各組的零部件尺寸范圍中心保持相同，這樣的話能極大降低加工件的尺寸分散范圍水平。采用誤差分組的方法能在一定程度上增加加工的精度，同時(shí)該方法經(jīng)濟(jì)有效。2.5設(shè)計(jì)時(shí)改進(jìn)被加工件的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)加工件時(shí)不僅僅要考慮到功能方面的實(shí)現(xiàn)，成本的控制問(wèn)題還應(yīng)該盡力達(dá)到方便加工的要求。例如壁厚要均勻，結(jié)構(gòu)要?jiǎng)蚍Q，來(lái)減小工件內(nèi)應(yīng)力的發(fā)生，因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生也會(huì)對(duì)制造精確度產(chǎn)生壞的作用。另外在加工時(shí)適當(dāng)?shù)剡x擇不同材質(zhì)的刀具，加大刀具的前角和主偏角，在加工前或者加工后對(duì)被加工件實(shí)施適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理、熱處理等手段，這些方法都能有效降低刀具對(duì)零部件的切削力，從而減小零部件的變形。2.6構(gòu)建機(jī)械加工的專家系統(tǒng)。隨著機(jī)械制造智能化程度的不斷進(jìn)步，用以解決復(fù)雜問(wèn)題的智能程序被應(yīng)用到了機(jī)械加工工藝流程當(dāng)中。該智能程序能夠充分表示機(jī)械加工誤差領(lǐng)域的知識(shí)， 可根據(jù)用戶的需求迅速、 準(zhǔn)確、全面地提供加工誤差的定義、 圖例、 測(cè)量方法、 產(chǎn)生的原因以及相應(yīng)的控制措施等信息。使用專家系統(tǒng)能快速、有效地分析出加工誤差的原因所在并提出解決方案用以提高機(jī)械制造加工的精度。

3總結(jié)

從一個(gè)零件開(kāi)始加工到加工結(jié)束有很多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有可能因?yàn)椴煌脑蛟斐闪慵膸缀纬叽纭⒈砻尜|(zhì)量與理論值有一定的偏差。只有通過(guò)分析形成誤差的原因，才能提出對(duì)應(yīng)的解決方案。找出最為經(jīng)濟(jì)最為可靠的解決方法，使得零件的加工誤差保持在公差帶的范圍之內(nèi)是企業(yè)需要考慮的重要問(wèn)題。而隨著機(jī)械智能化的發(fā)展，智能化數(shù)控中心的出現(xiàn)也將為機(jī)械加工制造帶來(lái)新的革命，我國(guó)目前需要做的就是緊跟這股浪潮，勇于創(chuàng)新，敢于開(kāi)拓，在機(jī)械加工精度這一領(lǐng)域加強(qiáng)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

作者:王建政 單位:中鋁中州鋁業(yè)有限公司