導語：淺談機械設計與機械加工的誤差一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]機械設計以及機械加工是機械產品生產過程中最重要的兩個階段。而誤差的控制與分析將直接影響這兩個階段成敗的關鍵因素。本文將主要從機械設計以及機械加工過程中產生的誤差原因進行分析，然后提出具體的誤差控制措施。

[關鍵詞]機械設計；機械加工；誤差分析；控制

隨著經濟的發(fā)展，制造業(yè)尤其是機械制造業(yè)發(fā)展進入一個新的發(fā)展方向。而機械產品的質量和機械設計以及機械加工有關。機械化以及自動化趨勢不斷地向前推進，如何不斷地提高機械產品的性能成為當前企業(yè)面臨的突出問題，而機械產品的性能又由機械設計與機械加工中誤差的控制有關，機械加工中的誤差是和產品的質量效率直接相聯(lián)系。因此本文將主要對誤差產生的原因進行分析，重點從影響機械產品加工質量的機械設計以及機械加工兩個方面來具體地闡述，然后在不同的階段如何控制好誤差提高整體的加工質量效率，為機械行業(yè)其他的產品加工的誤差控制提出寶貴經驗。

1機械設計階段誤差因素分析以及控制

機械產品整個的加工工藝流程依據(jù)零件結構以及特性的影響各不相同，但是主要有三種：機械產品的設計、加工以及質量檢查。俗話說萬事開頭難，因此在這個過程中要盡量地控制機械設計階段產生的誤差，并且要在合理的要求范圍內來控制誤差，不能過分的減少誤差，對于某一些粗糙度要求較高的零件，如果過分的減少誤差將會起到反面的效果，因此對于機械設計階段誤差的控制需要根據(jù)實際產品的性能以及產品在使用過程中所遵循的要求等來綜合的考量誤差，因此在這個過程中首先要分析在機械設計階段產生誤差的原因。1.1材料的選擇問題。對于材料的選擇來說，材料的選擇屬于機械設計階段，尤其是在對產品的整體結構進行分析的過程中，對于這個結構需要選擇什么樣的材料，比如比較常見的材料有45號鋼，碳素結構鋼以及Q460C等材料，這些對于在機械設計階段提高產品的整體強度性能十分的有必要，比如在應用到汽車馬達上的一個小小的同步器錐環(huán)，由于起到了變速控制的作用，因此需要高強度以及受到沖擊的過程中可以將沖擊力盡量地減少，因此在這個設計初級階段就需要一個是考慮同步器錐環(huán)的結構特點，另一個就是要選擇耐受性較強的材料，可以抵抗沖擊產生的能量，這樣就可以極大地減少設計過程中的誤差。1.2加工工藝的選擇。加工工藝是機械設計完整流程的綜合體現(xiàn)，在這個過程中產品是從毛坯件到成品整個的工藝流程設計階段。比如對于最常見的工程機械挖掘機的動臂零件。由于挖掘機的動臂并不是單純的某一個規(guī)則的形狀而是有一定折彎度以及有一些坡口，在這些地方很容易發(fā)生應力集中等多種質量問題，并且在設計過程中這個地方如果不好好地進行設計就會產生一些潛在的誤差最終影響產品的加工質量。因此需要在最初的下料階段就需要完整的注意這些特殊的結構，盡可能地將尖角換成圓角這樣可以極大地減少應力集中出現(xiàn)的問題，或者是壓型以及焊接工藝確定的過程中是選擇阻焊還是選擇點焊，是通過機器焊接還是通過人工點焊的方式，焊接的方式選擇什么樣的，是帶有一定的坡口的二氧化碳焊接還是焊絲焊接，這些都是在機械設計階段對工藝的選擇確定，如果不能合理有效地選擇就會產生誤差問題。1.3零件的可加工性問題。材料的選擇問題是影響機械設計的關鍵因素。而材料的選擇和加工工藝的確定是密不可分的，需要考慮零件的可加工性，也就是編寫作業(yè)指導書，這個也是在機械設計階段來完成的。而還有在機械設計階段最不能忽視的問題就是產品的可加工性。這個是機械設計階段重點要進行研究分析的，如果這個階段不能有效分析，那么將會在后續(xù)的加工制造產生較多的質量問題，產生很多的誤差問題，因此在機械設計階段需要重點進行分析。尤其是在機械設計的過程中要根據(jù)所加工零件的形狀，受力分析以及易發(fā)生質量問題的地方，并且在設計的過程中要依據(jù)可加工性中不斷更改作業(yè)指導書，修改加工過程中的工藝，在這個過程中是十分的復雜的，需要依據(jù)實際情況來綜合的進行考量。

2機械加工環(huán)節(jié)的誤差分析

對于在新形勢下，機械加工誤差主要關系到加工精度的控制問題，尤其是一些公差以及誤差的范圍的確定，我們都知道對于誤差來說有尺寸位置誤差也叫尺寸公差，還有形位公差是產品在形狀和位置上可能產生的一系列誤差，那么如何在機械加工環(huán)節(jié)進行誤差的控制呢，需要根據(jù)特定的機械類零件來綜合的進行考慮。本文將主要通過對于齒輪狀的機械類零件在機械加工中誤差的控制進行重點分析，因為齒輪在加工過程中對精度的要求是十分高的，并且在機械產品中應用廣泛。因此在這個過程中需要重點的考慮。2.1機械加工中誤差種類分析，以齒輪類為例。2.1.1徑向跳動誤差。徑向跳動在機械齒輪加工中主要反映的是齒輪的幾何偏心，或者是在齒坯在安裝過程中產生的偏心情況。也是最難控制的誤差之一，需要考慮到齒輪的幾何偏心，對于其他的槽輪或者其他的一些需要控制徑向跳動公差的機械加工零件需要考慮到各個因素產生的徑向跳動誤差的各個因素，通過分析各個因素哪一個因素產生的影響最大，從而最終確定影響徑向跳動誤差的因素，從而在加工過程中進行重點的分析，盡可能地控制，并且實現(xiàn)一定性能的優(yōu)化。2.1.2滾齒端面跳動誤差。端面跳動誤差主要和公法線的長度有關，主要反映的是軸齒輪滾齒的運動偏心。它和徑向跳動誤差是成對出現(xiàn)的，在控制徑向跳動誤差的過程中還需要考慮端面跳動誤差，需要將兩者保持在一定的精度范圍內，這樣加工出來的軸齒輪滾齒才能更加的符合要求，目前對于滾齒的端面跳動誤差的測量主要是講被測量的滾齒放在V型塊中，如圖1所示。端面上的基準線由V型塊來進行確定，并且在這個過程中需要綜合考慮齒輪加工的滾齒變化情況，需要不斷的調節(jié)測量的位置，從而可以更好地提高整體的加工效率。2.1.3粗糙度誤差。在前文中初步提到了粗糙度的控制問題，粗糙度并不是越小越好也不是越大越好，對于每一種機械類的產品都不同的粗糙度使用的范圍。對于哪些要求加工以及工作環(huán)境比較惡劣的情況下，如果粗糙度較小將會給產品的性能的實用性帶來一定的挑戰(zhàn)。而對于要求比較光滑的使用條件就需要盡可能地減少粗糙度，在粗糙度較小的情況下來進行實際的加工生產，并且粗糙度的控制在機械加工中也是比較難以應對的環(huán)節(jié)，需要考慮多種因素來調節(jié)以及控制粗糙度。2.1.4齒輪機械加工中齒形與齒向誤差。前文中提到了對于齒輪類產品的加工精度是十分嚴格的，嚴格在對于齒輪類型的零件需要考慮齒形以及齒向誤差，這是其他零件所不用考慮的，由于齒輪傳動的效率很高，齒輪傳動最主要的部位就是齒，依靠齒輪之間的嚙合來實現(xiàn)完整的傳動過程。因此在機械加工過程中要考慮齒輪機械加工中的齒形以及齒向誤差。比如漸開線型的齒輪，漸開線齒形有著良好的傳動效率。另外還有齒向誤差，齒向誤差主要是和齒輪寬度的選擇有關系，對于處在一定范圍內的齒寬，也就相對應產生一定范圍的齒向誤差，這一誤差是不可能消除的，需要根據(jù)具體的條件下，將齒向誤差控制在一定的范圍內，從而可以有效控制齒向誤差。2.2機械加工過程中誤差的控制分析。前文中重點分析了機械加工中存在的誤差種類，重點是以一種比較特殊的機械零件，齒輪類型的零件作為根本的出發(fā)點，在這個過程中如何進行誤差的控制呢。依然是以齒輪類型的零件加工中誤差的控制來進行實際的研究。2.2.1徑向跳動與端面跳動誤差的控。軸齒輪滾齒加工過程中產生幾何偏心的原因是兩個孔與徑向跳臺之間不能進行安裝上的重合。因此采用全新的徑向檢測裝置，通過傳感器的實時的控制誤差達到兩個孔與徑向跳臺之間進行安裝上的重合，如圖2所示。具體的原理是：當齒輪的滾齒被送到測量工位的基座上的時候，由傳感器固定架來實時的將零件與測量臺以及下方的定位孔之間的垂直方向監(jiān)測是否在一條線上，通過自動調節(jié)基座的位置，將三者固定在一條線上，從而保證精度，另外回轉臺的回轉精度也會通過傳感器來進行實時的傳遞信息，從而保證回轉精度控制在要求的范圍內。從而控制徑向跳動誤差。2.2.2粗糙度公差的控制。對于粗糙度公差的控制主要依靠磨削來進行控制，對于要求比較高的，粗糙度要求比較大的就需要依靠砂輪進行研磨，在這個過程中要用粗糙度測量儀進行實時的檢測，在滿足粗糙度要求的一定范圍內，要綜合考慮粗糙度對于零件使用壽命的影響，并且在這個過程中需要綜合的進行考慮，直到完整地將粗糙度控制在合理的要求范圍內。2.2.3齒形與齒向誤差的控制。對于齒形以及齒向誤差的控制主要是在加工滾齒的過程中采用合適的方法來控制齒形以及齒向誤差。軸齒輪滾齒的齒形主要是工作部分的齒形，進行齒形確定的方法主要是輪廓線方法，在機械原理中應用理想的齒形輪廓線方法可以描繪出應用軸齒輪滾齒齒形的具體形狀，通過輪廓線方法來最終加工出所需要的齒形，從而最終可以將齒形以及齒向誤差控制在一個合理的范圍內。

3結語

綜上所述，本文主要從在機械設計階段以及機械加工兩個大的方面的誤差因素以及誤差控制上來綜合的敘述，重點分析了機械加工中誤差的種類以及各個種類產生的原因，然后重點對齒輪型零件的誤差控制進行研究分析，從而也為其他機械零件在機械設計到機械加工過程中誤差的控制提供新的方法。

【參考文獻】

[1]劉彬彬.淺析機械設計與加工的誤差問題[J].軍民兩用技術與產品，2016(10).

[2]陳群偉，楊碩.淺析機械設計加工中應注意的幾個問題[J].農家科技(上旬刊)，2017(10):30.

[3]趙明，劉維偉，李杰光.葉片精密加工彈性變形誤差分析及規(guī)律研究[J].機械設計與制造，2009(06):110-112.

[4]許凌云.機械加工誤差分析及精度提高方法[C]//“綠色制造質量管理”——海南省機械工程學會、海南省機械工業(yè)質量管理協(xié)會2011年會論文集，2011.

[5]丁海萍.XH713型車銑加工中心設計改造及加工精度誤差分析研究[D].南京：南京理工大學，2012.

作者:崔穎 劉華 李蒙軍 王彪 單位:東方汽輪機有限公司