機(jī)械加工誤差的分析

韋紅萍

(廣西機(jī)電技師學(xué)院，廣西 柳州 545006)

1 引起實(shí)驗(yàn)誤差的工藝因素

機(jī)械加工精度，是指工件在機(jī)械加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與零件圖紙所規(guī)定的理想值的相符合的程度。加工過程精度越高，則材料加工過程誤差越小，反之越大。在實(shí)際生產(chǎn)機(jī)切削加工中，工藝傳動系統(tǒng)由工械機(jī)床、夾具、工件和機(jī)械刀具連接組成，專業(yè)工人在一定工作條件下通過此型的工藝控制系統(tǒng)下由手動來進(jìn)行操作或自動地進(jìn)行循環(huán)往復(fù)運(yùn)行加工各種工件。因此，有一些多方面的影響因素直接影響對此系統(tǒng)性能，引起物料加工時(shí)的誤差，歸納起來主要有以下幾個(gè)多方面的影響因素：

(1)自動加工器在原理上的誤差。原理誤差即是在加工中由于采用近似的加工運(yùn)動、近似的刀具輪廓和近似的加工方法產(chǎn)生的原理誤差。 完全符合理論要求的加工方法，有時(shí)很難實(shí)現(xiàn)，甚至是不可能的。

(2)安裝時(shí)的誤差。泛指在對工件進(jìn)行安裝時(shí)所產(chǎn)生的定位、夾緊時(shí)所可能產(chǎn)生的精度誤差。

(3)工藝管理系統(tǒng)的內(nèi)部幾何物理誤差。泛指機(jī)械加工中所使用的機(jī)床、刀具和夾具本身在加工制造時(shí)所可能產(chǎn)生的運(yùn)動誤差，以及實(shí)際使用中可能產(chǎn)生的機(jī)械磨損和自動調(diào)整

(4)冷熱工藝處理系統(tǒng)的內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)變形。機(jī)床、夾具、工件和切削刀具在整體受到了切削力、傳動力、離心力、夾緊內(nèi)應(yīng)力、慣性內(nèi)應(yīng)力和刀具內(nèi)應(yīng)力等相互作用力下后就會迅速產(chǎn)生運(yùn)動變形，從而嚴(yán)重破壞已設(shè)計(jì)調(diào)整好的機(jī)床工藝傳動系統(tǒng)各組成部分的運(yùn)動相對性和位置運(yùn)動關(guān)系，導(dǎo)致了機(jī)床加工工藝誤差的嚴(yán)重產(chǎn)生[1]。

(5)耐熱工藝處理系統(tǒng)的部件受熱應(yīng)力變形。在機(jī)械加工過程中，由于溫度受到械切削熱、摩擦熱以及機(jī)周圍其它熱源等不同環(huán)境影響，工藝生產(chǎn)系統(tǒng)的工作溫度不穩(wěn)定產(chǎn)生復(fù)雜的變化，由此會造成工藝中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會不斷發(fā)生復(fù)雜變形，工藝系統(tǒng)中各組成部分的正確性的相對運(yùn)動位置就會受到影響，導(dǎo)致了工藝加工過程誤差的頻繁產(chǎn)生。

(6)自動調(diào)整精度誤差。在零件加工過程中，總要對每一道加工機(jī)械工藝管理系統(tǒng)自動不一樣的自動調(diào)整優(yōu)化工作。由于每次調(diào)整不能盡可能地準(zhǔn)確，因而容易產(chǎn)生每次調(diào)整時(shí)的誤差。

2 加工誤差的統(tǒng)計(jì)方法

2.1 正態(tài)分布曲線

2.1.1 正態(tài)分布曲線的應(yīng)用

(1)用于驗(yàn)證零件工藝控制能力強(qiáng)度系數(shù)驗(yàn)證工藝控制能力強(qiáng)度系數(shù)一般表示了某種工藝控制能力的強(qiáng)度大小，表示某種零件加工工藝方法和某種加工后的設(shè)備工藝能否完全勝任某種零件所需的要求加工精度的一定程度。(2)將一批零件的合格率和廢品率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。(3)誤差分析。需要用概率統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行綜合分析，找出產(chǎn)生加工誤差的原因，加以消除，可從分布曲線的形狀、位置可以判斷加工誤差的性質(zhì)。

2.1.2 分布曲線法分析的不足

由于現(xiàn)在機(jī)械加工中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差往往是不可避免的，而作為分布曲線的機(jī)械加工自動樣本，必須同時(shí)指的是一批各個(gè)機(jī)械工件隨機(jī)自動加工后，在操作形成完畢后，隨機(jī)進(jìn)行加工自動抽取的。

2.2 點(diǎn)圖分析法

2.2.1 點(diǎn)圖分析法的應(yīng)用

在工藝點(diǎn)和線圖上面制作出工藝中心線和中點(diǎn)控制線后，就能即可根據(jù)工藝圖形和中點(diǎn)的精度分布以及情況應(yīng)用來準(zhǔn)確判斷整個(gè)工藝操作過程精度是否穩(wěn)定，因此被廣泛應(yīng)用在產(chǎn)品質(zhì)量安全管理中。波動情況也就是點(diǎn)和線圖出現(xiàn)具有明顯的直線上升或橫向下降波動傾向，或點(diǎn)圖出現(xiàn)下降幅度很大的點(diǎn)圖波動，這種波動情況也稱為異常點(diǎn)圖波動，說明該產(chǎn)品工藝生產(chǎn)過程可能是不穩(wěn)定的。一旦出現(xiàn)異常價(jià)格波動，就要及時(shí)檢查尋找真正原因，消除產(chǎn)生不穩(wěn)定的因素。

2.2.2 點(diǎn)圖分析法的特點(diǎn)

所需要采用的工藝樣本庫均為一個(gè)順序小型的樣本，可以清楚看出順序變值系統(tǒng)誤差和隨機(jī)函數(shù)綜合系統(tǒng)誤差的變化趨勢，因而我們能在整個(gè)工藝運(yùn)行過程中及時(shí)準(zhǔn)確提供工藝控制器和工藝運(yùn)行過程的相關(guān)信息;樣本計(jì)算簡單，圖形直觀，因此在產(chǎn)品質(zhì)量安全管理中廣泛應(yīng)用。

2.3 加工誤差的分析計(jì)算法

分析精度計(jì)算該方法的分析計(jì)算過程工作量較大，而且一般要求沒有收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，因此多數(shù)適用于大批大量零件生產(chǎn)中或用于單件小批大量生產(chǎn)過程中的重要精度要求高零件，一般都認(rèn)為是在精加工后的工序，如果加工的零件精度要求不高，廢品率低就不需要進(jìn)行誤差分析了。

3 提高加工精度，減少誤差產(chǎn)生的措施

3.1 誤差預(yù)防

實(shí)踐與理論分析表明，精度測量要求達(dá)到高于某一定程度后，利用測量誤差法和預(yù)防法等技術(shù)應(yīng)用來降低提高材料加工成品精度所需要花費(fèi)的技術(shù)成本將導(dǎo)致成本呈指數(shù)級的增長。

3.2 誤差補(bǔ)償

為保障數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度得以提升，妥善運(yùn)用誤差補(bǔ)償法，專業(yè)技術(shù)人員需做到以下幾點(diǎn)：(1)合規(guī)操作。誤差補(bǔ)償法的應(yīng)用對數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工系統(tǒng)精細(xì)化操作提出更高要求，尤其是在多種補(bǔ)償方法聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，更需要各系統(tǒng)高效配合，落實(shí)誤差補(bǔ)償目標(biāo)，達(dá)到機(jī)械加工的目的。(2)實(shí)事求是。不同數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工組織資源條件各異，對誤差補(bǔ)償法的應(yīng)用存在一定特殊性、針對性，為此專業(yè)技術(shù)人員需根據(jù)機(jī)械加工制造環(huán)境采取有效方法，旨在妥善運(yùn)用誤差補(bǔ)償法。(3)創(chuàng)新優(yōu)化。機(jī)械設(shè)備精度、加工系統(tǒng)、人員素質(zhì)、綜合管理等因素均會對誤差補(bǔ)償法的應(yīng)用帶來負(fù)面影響，這就需要立足數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工需求不斷創(chuàng)新優(yōu)化，繼而豐富誤差補(bǔ)償方法，滿足數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度，提升切實(shí)需求。

4 結(jié)語

總而言之，機(jī)械加工過程當(dāng)中存在著許許多多的加工誤差，僅通過加工誤差的分析計(jì)算法并不能完全解決誤差，必須通過相應(yīng)的手段，才能夠解決誤差。