關(guān)于機(jī)械加工誤差產(chǎn)生原因分析及精度提高方法探討

張淑坤

（新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

1 機(jī)械加工精度的介紹

機(jī)械加工精度是機(jī)械加工的重要指標(biāo)，也是評(píng)判機(jī)械加工是否合格的重要標(biāo)準(zhǔn)，主要是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)，包括零件的實(shí)際尺寸、形狀和位置與理想幾何參數(shù)相符合的程度。實(shí)際參數(shù)與理想?yún)?shù)之間的差異稱為加工誤差。加工誤差的數(shù)值大小直接反映機(jī)械加工精度的高低。誤差越大，表示加工精度越低，誤差越小則代表加工精度越高。

加工精度主要包括以下三個(gè)方面：一是尺寸精度，顧名思義主要指加工后零件的實(shí)際尺寸與零件尺寸的公差；二是形狀精度，指加工后的零件表面的實(shí)際幾何形狀與繪制的理想圖紙幾何形狀的相符合程度；三是位置精度，指加工后零件表面之間的實(shí)際位置的符合程度。

2 機(jī)械加工產(chǎn)生誤差主要原因

2.1 機(jī)床運(yùn)行過程中運(yùn)行本身造成的誤差

機(jī)床是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,在機(jī)床實(shí)際操作過程中，有不同的操作規(guī)則。導(dǎo)軌安裝過程中，安裝出現(xiàn)問題時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些小錯(cuò)誤。另外，導(dǎo)軌本身會(huì)產(chǎn)生特定的效果在整個(gè)機(jī)床上，機(jī)床傳動(dòng)鏈可以理解為是能量的傳遞，機(jī)床兩端的傳動(dòng)機(jī)會(huì)存在摩擦，這將影響機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量。在整個(gè)機(jī)床中，機(jī)床的傳動(dòng)鏈擔(dān)任的是能量傳遞的角色，在傳送過程中不協(xié)調(diào)或鏈條與機(jī)器之間存在一定程度的摩擦震動(dòng)，不均勻的導(dǎo)軌和安裝質(zhì)量也會(huì)影響導(dǎo)軌中的跟蹤系數(shù)，在一定程度上影響機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量，如果要進(jìn)行測(cè)量的話，一般通過傳動(dòng)系末端元件的故障來(lái)測(cè)量。

2.2 刀具的幾何誤差

刀具加工對(duì)加工精度的影響因刀具類型而異。當(dāng)使用固定尺寸的工具進(jìn)行模制工具時(shí)，由于固定尺寸的工具在長(zhǎng)期的使用下，會(huì)存在摩擦導(dǎo)致尺寸的變形，那么其本身的制造誤差直接影響產(chǎn)品的加工精度。如果是一般的刀具的話，那么其本身的制造誤差不會(huì)直接影響加工精度。

2.3 定位誤差

首先，基準(zhǔn)與誤差不一致?；鶞?zhǔn)的定義是：在零件圖上體現(xiàn)尺寸和表面位置的設(shè)計(jì)圖被認(rèn)為是基準(zhǔn)。在此過程中處理待加工，都是需要以基準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制作生產(chǎn)，對(duì)機(jī)床上的工件進(jìn)行加工作業(yè)時(shí)，必須選擇工件上的一些幾何元素作為加工的位置參考。如果所選位置參考與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)不對(duì)應(yīng)，則會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。其次，副制造誤差造成定位錯(cuò)誤。如果夾具上的定位元件的基本尺寸錯(cuò)誤，那么也會(huì)使得加工產(chǎn)品產(chǎn)生誤差。

2.4 工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差

在工藝系統(tǒng)中，如果工件剛度比機(jī)床工具和夾具還低的話，那么在切削力作用下，會(huì)使得刀具本身變形，從而對(duì)精密加工產(chǎn)生影響。內(nèi)徑越小，對(duì)應(yīng)的刀桿剛度越差。其次是機(jī)器部件本身的剛性。機(jī)床部件由許多部件組成，而且大多數(shù)的機(jī)器部件的變形與載荷不成線性關(guān)系。

2.5 工藝系統(tǒng)受熱或者是受力變形產(chǎn)生的誤差

工藝系統(tǒng)隨著工作會(huì)發(fā)生熱變化，從而影響加工精度，在大部件加工過程中，熱變形引起的誤差達(dá)到整體誤差的一半。隨著加熱后的溫度升高，熱量通過傳熱傳遞到環(huán)境中。如果工件的剛性不足，受到熱變化的影響工件會(huì)發(fā)生變形，影響加工精度。

3 提高加工精度的工藝措施

3.1 機(jī)械加工過程中應(yīng)當(dāng)遵循的原則

為了提高機(jī)械制造加工的精度，在相關(guān)機(jī)器產(chǎn)品的制造和加工過程中，必須要制定對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)制造規(guī)則。在基準(zhǔn)問題上，為了提高每個(gè)加工表面的位置精度并減少定位誤差的情況，應(yīng)當(dāng)推行表面加工的標(biāo)準(zhǔn)。此外，要保證實(shí)際設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)盡可能重疊，以減少不對(duì)中誤差的可能性。在相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工過程中，應(yīng)當(dāng)最大限度地減少加工工藝技術(shù)中的錯(cuò)誤，提高加工精度。

3.2 減少原始誤差

減少原始誤差的首要條件是保證制造工具的精度，所以從本質(zhì)上要提高機(jī)床加工零件的幾何精度，還需要提高夾具、量具和刀具等本身的精度，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)控制加工系統(tǒng)，減少由于外部機(jī)床的受力和變形引起的誤差，也要減少刀具磨損和內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差，對(duì)于經(jīng)常使用容易造成磨損的工具，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換。為了更好地提高加工精度，有必要召集工作人員對(duì)誤差原因、種類進(jìn)行記錄，分析導(dǎo)致加工誤差的原因，并根據(jù)導(dǎo)致加工誤差的原因采取相應(yīng)的解決方案，并最大限度地減少測(cè)量誤差。尤其是在進(jìn)行精密零件加工時(shí)，應(yīng)盡可能提高精密機(jī)床的幾何精度和剛度。

3.3 降低機(jī)械加工工藝過程中發(fā)生的直接誤差

在相關(guān)機(jī)器產(chǎn)品的制造和加工過程中，應(yīng)當(dāng)直接避免一些會(huì)造成直接誤差的因素，在實(shí)際加工和制造過程中，需采取有效、科學(xué)和合理的措施，以最小化加工過程中發(fā)生的錯(cuò)誤。相關(guān)工作人員應(yīng)充分了解其中存在的問題，提高自身能力和綜合素質(zhì)，嚴(yán)格科學(xué)地嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)管理機(jī)械加工技術(shù)。有效減少加工過程中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以最大限度地減少加工過程中產(chǎn)生高質(zhì)量產(chǎn)品的誤差。

3.4 轉(zhuǎn)移原始誤差

該方法的本質(zhì)是將原始誤差的敏感誤差轉(zhuǎn)移到誤差不那么敏感的方向，即將原始錯(cuò)誤轉(zhuǎn)移到另一個(gè)不影響處理精度的表面，從而實(shí)現(xiàn)減少誤差。由于各種原始誤差在零件的加工誤差中反映的程度。與誤差敏感方向息息相關(guān)，所以在加工過程中將加工往非敏感方向上轉(zhuǎn)移，能夠大大提高加工精度。

3.5 分化原始誤差

這種方法主要是基于誤差所呈現(xiàn)的規(guī)律，通過測(cè)量工件的尺寸，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)之間的誤差進(jìn)行分組，減少每組工件的尺寸誤差范圍。然后根據(jù)誤差范圍調(diào)整刀具的位置，直到工件的位置擺放準(zhǔn)確，從而大大減小工件尺寸的分散范圍。

3.6 及時(shí)補(bǔ)救誤差

在機(jī)械產(chǎn)品的制造和加工過程中，一些加工過程出現(xiàn)的誤差是無(wú)法避免的。對(duì)于加工過程中的誤差，可以使用手動(dòng)操作方法來(lái)最小化加工過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，最終減少誤差總和。在加工機(jī)械產(chǎn)品的過程中，必須嚴(yán)格遵守加工工藝，制定有效措施，盡量減少加工過程中的錯(cuò)誤，以實(shí)現(xiàn)合理、科學(xué)、有效的加工邏輯控制，確保更好的加工精度。

3.7 誤差補(bǔ)償法

對(duì)于整個(gè)加工過程系統(tǒng)的一些原始誤差，可以采用誤差補(bǔ)償方法來(lái)控制對(duì)零件加工誤差的影響。可以選擇人為地創(chuàng)建一個(gè)新的原始誤差，補(bǔ)償或消除原始過程系統(tǒng)中固有的誤差，從而減少整體的加工誤差，提高加工精度實(shí)現(xiàn)。

3.8 均化原始誤差

磨削過程通常用于需要高精度的軸和孔。鉆機(jī)本身不需要高精度，但可執(zhí)行微切削操作，逐漸磨損高點(diǎn)并最終使工件實(shí)現(xiàn)高精度。在生產(chǎn)中，許多精密的零件都是使用誤差均勻化來(lái)進(jìn)行加工。

3.9 就地加工法

在加工和裝配中存在一些精確的問題，包括零件和零件之間的關(guān)系，這期間的對(duì)應(yīng)關(guān)系非常復(fù)雜，應(yīng)該直接采取現(xiàn)場(chǎng)處理的方法來(lái)加工機(jī)械部件，作為確保部件加工精度的有效手段。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力日益壯大，科學(xué)制造技術(shù)不斷完善，相應(yīng)的機(jī)械加工業(yè)也得到了迅速發(fā)展，進(jìn)一步為我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)較快發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?？傊?，在機(jī)械制造的加工過程中出現(xiàn)誤差是不可避免的，作為制造方，應(yīng)該詳細(xì)分析誤差原因，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，針對(duì)不同的加工采取不同的預(yù)防措施，盡可能減少機(jī)械加工中的加工誤差，從而有效提高加工精度。