淺析機械加工誤差以及措施

賀曉佳

摘 要：隨著現代機械加工技術的發展，產品質量越來越高，產品與標準尺寸的誤差越來越小，機械生產加工過程中所產生的各種不可避免的誤差變成了衡量機械加工技術質量的重要標準。那么生產過程中的誤差究竟意味著什么，為什么會產生這些誤差呢？現代機械加工技術手段又對誤差有怎樣的解決辦法呢？筆者就以上幾方面問題進行了簡單的分析闡述。

關鍵詞：機械加工；生產誤差；技術措施

1 機械加工精度

機械加工產品實際的形狀、大小尺寸、位置以及其他相關數據跟規定的幾何參數的統一度，被稱之為機械加工精度。計劃參數與實際數據之間的不同我們把它叫做機械加工生產誤差，誤差是機械加工精度的一個側面映像，如果加工誤差較大，那么機械加工精度相對而言比較低，反之則很高。加工精度主要從如下幾個方面檢查考量，首先要檢測機械加工產品的大小與標準尺寸之間的測量差；其次要觀察比對機械加工產品的形狀是否與標準幾何圖形存在差異，最后還要檢測機械加工產品表面的位置精度。由于機械化生產是大批量的生產加工過程，即使由同一個機床所生產出來的產品也會不盡相同，機器的磨損，生產過程中產生的熱量導致機械產品的塑性形變不在控制范圍之內，機械加工切割工具的磨損，磨削過程中產生的振動都會對機械產品在大小，位置和形狀上有所不同，這些加工誤差是不可避免的，但是，我們一定要將生產誤差嚴格控制在允許誤差范圍之內，以防不合格、劣質產品的產生，要在保障產品質量的同時不斷的提高生產效率，節約能源，使經濟效益達到最大化。

2 誤差產生的因素

第一、機床的幾何誤差。現代化數控機床掌控著整個機械加工產品的生產過程，產品的加工精度也就不可避免的承受著機床生產誤差所帶來的影響，隨著機床日日夜夜的使用，機床自身會受到不同程度的損耗，機床的工作精細程度也就會隨之減弱，另外，機床的軸承運轉部件主要負責固定需要加工的機械生產零件以及切割磨削要用的基本工具，當軸承運轉時產生誤差就會直接將這種誤差傳遞給切割工具或者是產品，切割過程中產生的磨損或者工具選擇不當，都會給機械加工生產過程中帶來誤差；機床上的各種加工工具能夠有序的進行運轉，導軌起到了決定性的作用，根據導軌的安裝使用，我們才可以精準的確定其他機械設備的位置，自然地導軌固有的質量性能是產生誤差的重要原因，但是也不可排除在使用過程中的損耗所造成的誤差甚至在導軌安裝過程中所出現人為的問題；傳動設備的不停運轉，對零部件傳輸過程中所產生的運動以及受力都可能產生誤差，尤其值得注意的是傳動設備通常都是通過傳動鏈條收尾部分的機械部分誤差來判斷的。

第二、切割工具的幾何誤差。切割工具是機械加工生產機床中的重要組成部分，使用哪種類型、哪種型號的工具都是有嚴格要求的，因為加工工具的不同會造成機械加工產品精度的不盡相同，特別是一些有特殊要求的切割工具，比如說，如果要求使用一個固定尺寸的切割刀具，那么工具本身有一點兒損耗的話，都會對加工產生失之毫厘謬以千里的影響。普通的切割工具并不會對產品精度造成多大影響。

第三、定位誤差。根據既定圖紙進行實際操作，要嚴格地按照圖紙上的設計型號、位置在機床上準確地找到相應的位置，這個位置的確定，常常不能只根據一個固定設備上僅有的要求設計，他需要精準的選擇參照物進行比對，根據機床上確定位置的科學方法進行準確定位，如此也不能完全保障二者完全重合，這樣就會產生相應的誤差。此外，確定加工生產原料的部件也不可能生產的沒有誤差，只不錯是在可以出現誤差的一定數值內可變動的相對精準的固定工具，在其運轉過程中產生的誤差，這樣下來逐級累加就會出現我們不想看到超標的誤差的出現。

第四、受力與受熱過程中產生的誤差。一是刀具剛度。外圓車刀在加工表面法線方向上的剛度很大，其變形可以忽略不計。鏜直徑較小的內孔，刀桿剛度很差，刀桿受力變形對孔加工精度就有很大影響。二是工件剛度。工藝系統中如果工件剛度相對于機床、刀具、夾具來說比較低，在切削力的作用下，工件由于剛度不足而引起的變形對加工精度的影響就比較大。三是機床部件剛度。機床部件由許多零件組成，機床部件剛度迄今尚無合適的簡易計算方法，目前主要還是用實驗方法來測定機床部件剛度。工藝系統熱變形對加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時可占工件總誤差的一半。機床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會逐漸升高，同時它們也通過各種傳熱方式向周圍的物質和空間散發熱量。

第五、調整誤差。在機械加工的每一工序中，總要對工藝系統進行這樣或那樣的調整工作。由于調整不可能絕對地準確，因而產生調整誤差。在工藝系統中，工件、刀具在機床上的互相位置精度，是通過調整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態因素時，調整誤差的影響，對加工精度起到決定性的作用。

3 提高加工精度的工藝措施

3.1 減少原始誤差

提高加工零件所使用機床的幾何精度，提高夾具、量具及工具本身精度，控制工藝系統受力、受熱變形產生的誤差，減少刀具磨損、內應力引起的變形誤差，盡可能減小測量誤差等均屬于直接減少原始誤差。為了提高機加工精度，需對產生加工誤差的各項原始誤差進行分析，根據不同情況對造成加工誤差的主要原始誤差采取相應的解決措施。對于精密零件的加工應盡可能提高所使用精密機床的幾何精度、剛度和控制加工熱變形；對具有成形表面的零件加工，則主要是如何減少成形刀具形狀誤差和刀具的安裝誤差。

3.2 補償法

我們可以通過很多途徑減小加工生產誤差，但面對已經出現的很多原始誤差，我們就要尋找一些補救的措施予以調解，有效的控制對其他環節產生誤差的影響。目前行業中比較公認的補救方法主要有兩種，一種是直接補償，另一種是通過一定的技術手段使原始生產誤差能夠抵消的辦法。

3.3分均化原始誤差

3.3.1 分化原始誤差（分組）法：根據誤差反映規律，將毛坯或工序的工件尺寸經測量按大小分為n組，每組工件的尺寸范圍就縮減為原來的1n。然后按各組的誤差范圍分別調整刀具相對工件的準確位置，使各組工件的尺寸分散范圍中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小。

3.3.2 均化原始誤差：這種方法的過程是通過加工使被加工表面原有誤差不斷縮小和平均化的過程。均化的原理就是通過有密切聯系的工件或工具表面的相互比較和檢查，從中找出它們之間的差異，然后再進行相互修正加工或基準加工。

3.4 轉移原始誤差

該方法的實質就是將原始誤差從誤差敏感方向轉移到誤差非敏感方向上去。各種原始誤差反映到零件加工誤差上的程度與其是否在誤差敏感方向上有直接關系。若在加工過程中設法使其轉移到加工誤差的非敏感方向，則可大大提高加工精度。轉移原始誤差至其他對加工精度無影響的方面。

4 結束語

在機械加工生產中，從機床到具體的加工工具，再到工具的材料性能以及產品自身的性能，生產過程中所產生的機器損耗，產品的誤差都是一定會產生的，為了更好的提高生產效率和生產技術水平，增加企業產品的公信力，我們還需要不斷的進行探索研究總結經驗，嚴格的按照科學的計算測量來完成零部件的機械加工生產，從生產設備到整個生產流程每個細節都嚴格把關，盡我們最大的努力減小誤差值，確保其精確度的穩定。