機(jī)械加工誤差分析與工藝改進(jìn)

摘 要：機(jī)械加工不可避免的會(huì)產(chǎn)生誤差，而產(chǎn)品加工精度是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，因而減小機(jī)械加工誤差對(duì)于機(jī)械加工產(chǎn)品而言至關(guān)重要。要想減小誤差，首要的便是對(duì)加工誤差進(jìn)行分析，進(jìn)而針對(duì)性地提出改進(jìn)措施。因此本文結(jié)合實(shí)際的加工情況，分析影響機(jī)械加工精度的原因，并探究給出相應(yīng)的解決措施，希望對(duì)有關(guān)從業(yè)人員有所幫助。

關(guān)鍵詞：加工誤差；精度；質(zhì)量

1影響機(jī)械加工高精度的原因

1.1機(jī)械加工中機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)誤差

工欲善其事必先利其器，對(duì)于機(jī)械加工而言，機(jī)床的精度對(duì)于加工質(zhì)量的影響非常大。不同類型的機(jī)床、不同價(jià)格的機(jī)床其性能相差很大，這個(gè)是我們沒(méi)辦法改變的，但同一臺(tái)機(jī)床的加工精度會(huì)隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用而降低，這是我們研究的主要方向。機(jī)床使用過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)磨損，進(jìn)而造成加工精度降低，總結(jié)起來(lái)誤差主要來(lái)源于三個(gè)方面：一是導(dǎo)軌誤差，二是主軸回轉(zhuǎn)誤差，三是傳動(dòng)鏈誤差。

機(jī)床導(dǎo)軌是機(jī)床刀具的運(yùn)動(dòng)軌道，導(dǎo)軌的精度直接影響刀具的加工位置，進(jìn)而影響加工的精度。由于導(dǎo)軌與刀具引導(dǎo)裝置長(zhǎng)時(shí)間摩擦?xí)p壞導(dǎo)軌，而且引導(dǎo)裝置經(jīng)常在導(dǎo)軌上快速移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌發(fā)生一定的形變，進(jìn)而產(chǎn)生誤差。主軸回轉(zhuǎn)是機(jī)床加工的主要運(yùn)動(dòng)，必須保證主軸的回轉(zhuǎn)精度，不能出現(xiàn)偏心，但是在加工時(shí)主軸會(huì)受到刀具的擠壓力，時(shí)間一長(zhǎng)便會(huì)出現(xiàn)一定的偏心，影響回轉(zhuǎn)精度。傳動(dòng)鏈誤差是指機(jī)床的動(dòng)力傳導(dǎo)過(guò)程所產(chǎn)生的誤差，機(jī)床的動(dòng)力源并不是直接傳遞到引導(dǎo)裝置，而需要經(jīng)過(guò)一系列的傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)鏈上的機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間磨損也會(huì)產(chǎn)生誤差。

1.2機(jī)械加工中刀具和夾具誤差

刀具是直接與工件接觸的，刀具的精度也影響著加工精度。刀具有很多切削刃和刀面，不同的切削刃和刀面的受力都不同，產(chǎn)生的形變也不同，并且在加工時(shí)刀具與工件之間會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，刀具也會(huì)產(chǎn)生一定的熱變形。此外不同的刀具所適合加工的材料也不相同，用同一把刀具加工性能差別很大的材料也會(huì)產(chǎn)生很大的刀具誤差。夾具是用來(lái)固定刀具的，然后夾具固定在引導(dǎo)裝置上，讓刀具、夾具和引導(dǎo)裝置三者之間成為一個(gè)整體。在加工過(guò)程中，刀具受力會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，如果夾具與引導(dǎo)裝置之間固定不緊密或夾具本身發(fā)生形變，就會(huì)導(dǎo)致夾具誤差，影響加工精度。

1.3機(jī)械加工中定位誤差

一般工件需要加工多個(gè)面，不同面之間的關(guān)系可能是平行，可能是垂直，也可能并不接觸，為了保證各個(gè)加工面之間的位置精度，需要找一個(gè)加工的基準(zhǔn)面，加工時(shí)以此基準(zhǔn)面做定位對(duì)其他面進(jìn)行加工。機(jī)械加工的定位誤差分為兩類：一是基準(zhǔn)不重合誤差，二是定位副制造誤差。基準(zhǔn)不重合誤差是指設(shè)計(jì)所采用的基準(zhǔn)與實(shí)際加工所采用的基準(zhǔn)并不相同，進(jìn)而造成的誤差。定位副制造誤差指的是定位基準(zhǔn)面本身的誤差，這里的基準(zhǔn)面并不單單指平面，還包括曲面，甚至圓孔等，如果這些基準(zhǔn)不準(zhǔn)確，加工其他面的精度也就無(wú)從談起。

1.4受工藝影響引起的誤差

機(jī)械加工會(huì)按照工藝卡片上所規(guī)定的加工工序來(lái)進(jìn)行加工。對(duì)于同一件工件的加工可以通過(guò)不同的工序完成，例如加工一個(gè)孔可以采用銑床也可以采用車床，甚至還可以采用鏜床和鉆床，不同的加工方式所產(chǎn)生的誤差并不相同。這里的誤差并不是單純指孔的加工誤差，還包括接下來(lái)加工所帶來(lái)的誤差，這是由于前一道工序會(huì)對(duì)后一道工序產(chǎn)生影響，因此采用不同的工藝其加工效果不同，若是采用的工藝不當(dāng)，則會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。

1.5機(jī)械加工中受熱變形引起誤差

機(jī)械加工不可避免的會(huì)產(chǎn)生大量的熱，而且為了保證加工效率，機(jī)床往往會(huì)長(zhǎng)時(shí)間加工，并且采用較大的背吃刀量，這會(huì)導(dǎo)致加工時(shí)產(chǎn)生極大的熱量。加工時(shí)的熱量主要集中在刀具與工件之間，狹小的范圍內(nèi)瞬間釋放巨大熱量會(huì)對(duì)工件和刀具產(chǎn)生很大影響。此外，加工時(shí)廢屑的溫度會(huì)非常高，如果廢屑附著在刀具上將會(huì)使刀具發(fā)生熱變形，甚至?xí)沟玫毒甙l(fā)生“淬火”，改變刀具的加工性能，從而引起加工誤差。

2提高機(jī)械加工精度的幾點(diǎn)措施

2.1.提高機(jī)床初始精度

要想保證加工精度首先要確保加工機(jī)床的精度，在機(jī)床的選擇上要盡可能選擇加工精度高，可靠性好，使用壽命長(zhǎng)的機(jī)床。在機(jī)床的安裝和調(diào)試過(guò)程中要嚴(yán)格按照廠家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，例如機(jī)床安裝的地面要保證水平度，車間要保證干凈無(wú)塵，機(jī)床的安裝和安裝完成后的調(diào)試都要讓廠家專業(yè)人員進(jìn)行操作，并邀請(qǐng)廠家專家對(duì)加工時(shí)需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行講解，便于更好地使用機(jī)床。

2.2.采用誤差補(bǔ)償法提高精度

機(jī)械加工中有很多誤差無(wú)可避免，也就是所謂的系統(tǒng)誤差，對(duì)于這種誤差就需要采用誤差補(bǔ)償?shù)姆绞?。誤差補(bǔ)償簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是人為采用一些方式來(lái)補(bǔ)償加工誤差，例如在工件設(shè)計(jì)默認(rèn)刀具加工是以點(diǎn)的形式，但實(shí)際上刀具具有一定的圓弧半徑，這二者之間相差了一個(gè)刀具的半徑，因此在實(shí)際加工時(shí)，加工參數(shù)要加上一個(gè)刀具半徑。除了刀具半徑補(bǔ)償一般還有刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，刀具半徑補(bǔ)償還分為B刀補(bǔ)和C刀補(bǔ)等。

2.3.分組法降低誤差

同一批的毛坯其尺寸大不相同，有的會(huì)相差較大，對(duì)毛坯按尺寸進(jìn)行分組，根據(jù)不同的組調(diào)整加工刀具和夾具，這樣可以保證同一組毛坯的加工精度，也可以提高加工效率。采用分組法加工本質(zhì)上是為了減小毛坯的原始誤差，避免由于毛坯尺寸的不同而導(dǎo)致每次加工都要修改加工參數(shù)，縮短加工時(shí)間。此外同一組產(chǎn)品的尺寸相當(dāng)，加工后的成品可以與標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行對(duì)比，然后不斷修正，后面的工件加工精度將會(huì)大幅度提升。

2.4.移除法

機(jī)械加工中存在很多種類的誤差，誤差對(duì)于機(jī)械加工的精度的影響也可以按照敏感度分為敏感誤差和非敏感誤差，敏感誤差對(duì)于機(jī)械加工的精度的影響相對(duì)較大，而非敏感誤差對(duì)于機(jī)械加工的精度影響較小，所以在進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候可以采用移除法將敏感誤差的來(lái)源轉(zhuǎn)移到非敏感誤差的范疇，在進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候就可以增加加工精度，但是移除法在使用之前必須借助于大量經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定如何轉(zhuǎn)移，以及轉(zhuǎn)移到什么部位等。

3結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械加工是制造業(yè)的基礎(chǔ)，而制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根基，保證機(jī)械加工的精度對(duì)于促進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展乃至國(guó)家經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)都具有重要意義。通過(guò)對(duì)機(jī)械加工中誤差的分析，確定誤差產(chǎn)生的原因，然后有針對(duì)性地提出應(yīng)對(duì)措施，減小加工誤差，提升制造企業(yè)的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展。我們還需要不斷地進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和探索新工藝來(lái)減小加工誤差，提高我們產(chǎn)品的精度和質(zhì)量，相信通過(guò)政府部門(mén)和制造行業(yè)的工作人員一起努力，能夠讓我國(guó)的機(jī)械加工精度和質(zhì)量更上一層樓，屹立于世界之巔。

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作者簡(jiǎn)介：

張邱 ，1997.8.3，男，漢，籍貫： 湖北省武漢市 ，本科 .