試論減少機(jī)械加工誤差 提高機(jī)械加工精度

李曉微

摘 要：機(jī)械工件在加工時(shí)并不能完全保證其精度達(dá)到嚴(yán)絲合縫的精度標(biāo)準(zhǔn)，因此機(jī)械加工的工件存在誤差，這種現(xiàn)象是不可避免的。但誤差的存在并不能影響對工件質(zhì)量的進(jìn)一步提高，也并不意味著工件的精度無法提升。在機(jī)械加工中可以通過試驗(yàn)、分析誤差、計(jì)算誤差等各種方法提高工件的精度，減少誤差。雖然無法做到對誤差的完全消除，但誤差的范圍卻可以不斷的降低和減少。文章將對機(jī)械加工中存在的常見誤差影響因素進(jìn)行列舉分析，并提出相應(yīng)的方法進(jìn)行解決，以期得到精度更高的工件。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；誤差；進(jìn)度；影響因素；解決方法

前言

任何機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)都離不開對機(jī)械零件的使用，而零件的性能決定著機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。影響零件性能的因素主要有兩點(diǎn)，一是零件所使用的材料性能，二是零件的精度和加工質(zhì)量。如果零件具有優(yōu)良的材料性能，但加工質(zhì)量低下，則是對優(yōu)良材料資源的一種浪費(fèi)。由此可見，提高零件的加工精度十分重要。

1 提高機(jī)械加工精度的重要性

機(jī)械加工的精度直接決定著機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，而機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量又決定著機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，做好機(jī)械加工是提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效方法。但在現(xiàn)實(shí)情況中，往往由于加工器械水平、技術(shù)水平的限制使得工件得不到高要求的滿足，嚴(yán)重影響了工件的加工精度。但通過其他方法，例如實(shí)驗(yàn)記錄分析、改善加工設(shè)備等方法是可以在一定程度上對誤差進(jìn)行均化和補(bǔ)償?shù)?。通過對各種方法進(jìn)行綜合使用也能達(dá)到良好的減少誤差提高精度的效果，提高器械的加工質(zhì)量對提高生產(chǎn)能力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 影響機(jī)械加工精度誤差的原因分析

2.1 工藝系統(tǒng)集合誤差的產(chǎn)生

機(jī)床的長期服役會(huì)導(dǎo)致機(jī)床刀具、軸、軌的磨損，因此在進(jìn)行工件加工時(shí)就會(huì)產(chǎn)生工藝系統(tǒng)集合作用的誤差。主要有以下幾種誤差：（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差。這種誤差主要是由于主軸的長期使用導(dǎo)致工件在加工過程中基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差而導(dǎo)致的，由于在工件的加工中，主軸是作為加工基準(zhǔn)來使用的，因此產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差是較嚴(yán)重的一種誤差；（2）導(dǎo)軌誤差，導(dǎo)軌在機(jī)械加工中對待加工工件起到相對位置確定的作用，這種誤差一般可能是由于機(jī)床安裝時(shí)存在誤差或者導(dǎo)軌制造不標(biāo)準(zhǔn)所導(dǎo)致的。（3）傳動(dòng)鏈誤差，傳動(dòng)鏈兩端的動(dòng)力元件出現(xiàn)工作誤差時(shí)就會(huì)導(dǎo)致工件的傳動(dòng)不夠穩(wěn)定精準(zhǔn)，當(dāng)輸出加工端時(shí)該種誤差就會(huì)顯露。

2.2 內(nèi)應(yīng)力重新分布而引起的誤差

加工機(jī)械內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力在加工的過程中就容易出現(xiàn)變形的情況，主要是由于機(jī)械零件在熱處理或冷處理時(shí)有應(yīng)力積累，在對該種機(jī)械進(jìn)行加工時(shí)，由于外部受到力作用，導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力不平衡，內(nèi)應(yīng)力會(huì)發(fā)生擴(kuò)展，故而會(huì)導(dǎo)致工件變形。這種由于應(yīng)力不均而導(dǎo)致的變形，既有可能在加工的過程中發(fā)生也有可能在加工完成后發(fā)生，是一種不易測量的機(jī)械加工誤差。

2.3 機(jī)床誤差

機(jī)床誤差是導(dǎo)致系統(tǒng)集合誤差的源頭，一般常見的機(jī)床誤差主要有主軸回轉(zhuǎn)誤差和導(dǎo)軌誤差兩種。主軸對工件起到基準(zhǔn)定位的作用，主軸出現(xiàn)回轉(zhuǎn)誤差時(shí)，可想而知工件的誤差會(huì)變的很大。主軸回轉(zhuǎn)誤差主要是由于徑向主軸跳動(dòng)、竄動(dòng)或擺動(dòng)所引起的。導(dǎo)軌誤差和主軸回轉(zhuǎn)誤差也都有可能是由于機(jī)床在投入使用前，進(jìn)行安裝時(shí)出現(xiàn)偏差和不準(zhǔn)確所導(dǎo)致的。另外，這些機(jī)床誤差的產(chǎn)生不僅對加工機(jī)械的精度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，還會(huì)對自身產(chǎn)生一定的磨損，導(dǎo)致機(jī)床使用壽命的縮短。

2.4 刀具和夾具的制造誤差以及磨損

在長期使用過程中，刀具和夾具也容易產(chǎn)生磨損，但并不能在一出現(xiàn)磨損時(shí)就進(jìn)行更換，因此容易產(chǎn)生加工誤差。另外，由于刀具和夾具的制造廠商的不同，刀具和夾具還可能存在一定的差異，這些細(xì)微的差異也容易導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。刀具磨損會(huì)導(dǎo)致刀具的加工精準(zhǔn)度不夠，從而使加工的機(jī)械表面產(chǎn)生加工誤差。夾具產(chǎn)生的加工誤差則主要是由于定位不準(zhǔn)確、夾具夾力不均、安裝誤差等導(dǎo)致的。

2.5 調(diào)整誤差與測量誤差

眾所周知，在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，要先對加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。其實(shí)，不僅在初始加工時(shí)要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，在加工的過程中還要不斷的進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整校正，以確保加工尺寸的精準(zhǔn)。但現(xiàn)實(shí)情況中由于各種人為因素或設(shè)備因素的影響，并不能完全做到精準(zhǔn)調(diào)整和測量，從而使得加工工件存在一定的調(diào)整和測量誤差。

3 提高機(jī)械加工精度的措施

3.1 減小原始誤差

原始誤差主要是一些通過人為努力可以減小或消除的誤差。如在進(jìn)行擊穿的安裝時(shí)，嚴(yán)格按照說明和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，將誤差控制在最小范圍，并通過不斷的測試和校準(zhǔn)達(dá)到消除安裝誤差的要求。對刀具和夾具進(jìn)行定制時(shí)，選用可靠質(zhì)量高的生產(chǎn)廠家，并在使用之前對刀具和夾具的材料性能進(jìn)行檢測，避免刀具和夾具由于材料缺陷而產(chǎn)生誤差。這些瑣事雖然看起來容易，但在現(xiàn)實(shí)的情況中往往容易被忽略。

3.2 加工過程中對誤差進(jìn)行預(yù)防

加工企業(yè)可以動(dòng)用人力資源，進(jìn)行專業(yè)科研人員的配置，對常見的誤差進(jìn)行分析和探究，提出新的解決方法和新的加工工藝。不斷的提高專業(yè)能力，對能夠避免的誤差進(jìn)行相關(guān)解決方法的提出，同時(shí)對量具和夾具、刀具等基礎(chǔ)加工工具的材料進(jìn)行改性研究，生產(chǎn)材料性能更好的加工器具，避免磨損的頻繁發(fā)生。另外，在加工的過程中可以科學(xué)綜合的使用誤差轉(zhuǎn)移、分組、平均等方法，進(jìn)行誤差的化解，提高工件的精度。

3.3 減少或者轉(zhuǎn)移原始誤差提高加工精度

減少原始誤差的要點(diǎn)和基礎(chǔ)是要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，通過對不同數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)原始誤差對加工誤差產(chǎn)生的影響程度。通過一定的數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)原始誤差的規(guī)律，破解規(guī)律，進(jìn)行調(diào)整，減小原始誤差。另外，做好對加工設(shè)備的日常維修和養(yǎng)護(hù)也會(huì)減少原始誤差。

3.4 采取補(bǔ)償控制技術(shù)提高加工的精度

誤差補(bǔ)償是一種常見的減少誤差的方法，主要是通過數(shù)據(jù)測量和收集后，通過軟件進(jìn)行補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，實(shí)施成本低，方便簡單。其中包括兩種常見的補(bǔ)償方法，一種是誤差補(bǔ)償法，另一種是誤差抵消法。誤差補(bǔ)償法，是通過對原有誤差進(jìn)行覆蓋實(shí)現(xiàn)縮小誤差的方法，這種方法本質(zhì)上是“以形補(bǔ)形”。誤差抵消法是通過原始誤差和預(yù)期誤差之間存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系來進(jìn)行誤差消除的方法，這種方法并不能達(dá)到消除誤差的目的，但能夠有效的減小誤差。

4 結(jié)束語

綜上所述，機(jī)械加工中產(chǎn)生誤差是不可避免的，但還是可以通過人為的校準(zhǔn)減小的，而誤差減小就意味著精度的提高。以上所提到的誤差減小方法并不是解決誤差最根本的方法，最根本的方法是通過科學(xué)探究來提高加工工藝，提高加工設(shè)備材料的性能。為了提供更好的加工機(jī)械效果，加工企業(yè)應(yīng)該不斷拓展，提高加工綜合能力。

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