普通機床加工誤差分析

摘 要：對誤差進行有效分析及尋找改進措施就成為加工企業的重要生產課題，本文著重分析了普通機床在加工過程中的誤差種類，并提出若干改進措施，以供參考。

關鍵詞：機床加工 普通機床 誤差分析

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0062-01

機械加工過程中出現工件加工誤差是比較常見的問題，在加工過程中出現合理誤差也是可以被允許的。但是加工出現誤差畢竟是影響加工質量及加工企業生產實力的問題。誤差較多的情況下還可能影響到整個企業的生存發展及未來規劃。如何控制加工誤差，提高加工質量是機械加工的重要課題。

1 精度與誤差

所謂加工精度是指零件經過加工之后其實際尺寸大小、形狀規格以及具體位置等幾何參數與加工圖紙上所要求的幾何參數之間的契合程度，契合程度越高，則精度越高，加工誤差也就越小。加工精度和加工誤差這兩個名詞都是在評價工件加工時使用的專用術語。

2 加工精度的具體內容

加工精度在評測時一般要考慮三個方面的精度。首先是工件的尺寸精度，尺寸精度是指零件經過加工之后在尺寸上與加工圖紙之間的相符程度，相符程度越高，尺寸精度也就越高。其次是形狀精度，這個指標是對工件幾何形狀與理想幾何形狀之間的差距進行評測，差距越小，精度越高。最后是位置精度，隨著現在對加工零件的要求越來越高，對于零件表面的相關位置也有了進一步的要求，所以位置精度就是對零件表面相關位置與理想位置之間的差距進行評測。要明確一點的是，只要是通過實際操作進行的零件加工，其實際參數與理想參數之間都不可能做到百分百的一致，肯定會受到零件材質、加工設備、加工工藝等多方面的影響，所以一般情況下只要誤差值小于或等于圖紙要求的公差范圍則即被認定為保證了加工精度。

3 普通機床加工誤差具體分析

3.1 主軸誤差

主軸誤差主要是指主軸的徑向回轉誤差。產生此種誤差的主要原因有三個方面，首先是主軸內軸頸的同軸弧度出現誤差，其次是主軸承本身存在的各種誤差；再次是主軸承之間在同軸弧度上面的誤差以及主軸承在繞度上的誤差等。在影響主軸承的回轉精度方面，主要有主軸承的誤差影響、軸承與軸承之間的間隙影響以及與軸承進行配合的零件誤差影響等。

3.2 加工刀具的誤差

加工刀具的誤差主要是幾何誤差，零件加工需要使用加工刀具，而刀具本身在制造過程中如果具有誤差的話，將直接影響到零件加工過程中的加工精度控制。但也不是所有刀具自身的誤差都會影響到零件加工精度。對零件加工精度存在影響的主要有定尺寸刀具、成形刀具以及展成刀具三種，而一般功能的刀具則自身的誤差一般不會對零件的加工精度造成直接影響，如車刀等。

3.3 對刀誤差

是普通機床加工工藝中一個重要的操作環節。對刀的方法主要有三種：第一種是采用試切法進行對刀；第二種是采用調整法進行對刀；第三種是使用加工樣件或者使用對刀裝置進行對刀。而目前第三種在實際工作中采用最多，采用對刀裝置進行對刀能夠大大提升對刀速度以及降低操作復雜程度。對刀誤差就是指對刀過程中產生的誤差，其種類分別有因為對刀引導元件在制作過程中本身誤差造成的，有因為對刀夾具在安裝過程中出現誤差造成的以及因為導引元件自身的尺寸、形狀、位置等公差累計造成的。

3.4 由夾具導致的誤差

夾具在加工過程中起到非常重要的作用，夾具是讓刀具與機床保持正確合理位置的重要工具，因為夾具導致的誤差主要成因有夾具本身在制造過程中存在誤差以及在夾具安裝過程中出現誤差等。夾具對于零件加工精度的影響非常重要，尤其是在銑削零件的時候，夾具的平行度就有非常高的要求，必須采取打百分表的方式來嚴格矯正。

3.5 加工過程中變形引起的誤差

（1）刀具與零件之間的相對位置變形。造成刀具與工件相對位置改變的原因主要有在加工過程中因為各種夾緊力、慣性力、重力以及切削力等作用，而讓機床出現變形，從而讓刀具與工件之間的相對位置發生改變，工件加工精度必然受到嚴重影響。

（2）工件剛度不足而引起的誤差。工件硬度取決于工件制造的材質。普通觸覺及壓力一般來說感覺不出工件硬度存在什么樣的問題，但是工件在機床上接受加工的時候會接受到各方面所施加的力量，尤其是切削力對其影響最為明顯，如果工件自身剛度不足，就可能產生變形，工件變形的情況之下進行加工，必然造成加工精度產生極大誤差。

（3）因為夾緊力而引起變形從而導致誤差出現。這種誤差的出現主要由工件剛度不足或者夾具的夾緊力施力方向錯誤以及施力點選擇不當等幾個方面造成。此種情況下同樣會引起工件變形從而影響到工件加工的精度把握。

3.6 受熱引起誤差

普通機床在對工件進行加工時，由于各種力量的施加以及摩擦和周圍環境的影響，會讓機床溫度產生明顯變化。如切削過程中切削力會因為摩擦轉變為切削熱。各種液壓系統以及電子轉動和馬達轉動等工作過程中也會因為能量消耗而產生熱能。還有就是機床運轉過程中各種零件、齒輪、離合器等在運動過程中也會因為相互摩擦而產生大量熱力散發，這些熱量集中起來就很有可能導致機床的受熱變形，從而嚴重影響工件加工精度的有效控制。

4 加工誤差情況的改善建議

雖然普通機床在工件加工過程中產生誤差是被允許的，但是努力提升加工精度從而提升加工工藝及技術水平，為企業謀得更大發展空間和市場份額卻也是現代加工企業的發展之道。所以最大限度減少誤差產生就成為了我們應該努力的方向。在加工誤差改善問題上可以從以下幾個方面進行思考。

4.1 主軸承部分的改進

主軸承及相關部件的制造精度直接影響到加工的精度和總體效果，所以必須從主軸承及配件的制造精度上下手，提升制造精度，然后要加強對滾動軸承的預緊工作，保證主軸承在回轉過程中即便產生一定誤差也不會反映到工件上面，從而保證工件加工的精確程度。

4.2 刀具的正確選擇與使用

刀具是工件加工的重要工具，為了提升工件加工的精確程度，首先必須在刀具選擇上面下足功夫，比如選擇新型的耐磨材質制造的刀具，并且要根據加工的具體情況對刀具的幾何參數及用量進行選擇。然后還要在刀具使用之前進行正確的預處理工作，從而最大限度減少刀具在具體使用過程中的磨損，保證工件加工精度。

此外還有對工件材質的正確選擇以及對加工過程中可能產生的熱量進行預測，并采用有效辦法對熱量產生的變形進行阻止。最后，零件在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面，以減少換刀次數，簡化加工路線，從而避免因為基準不重合而的誤差。

加工誤差降低對加工企業的生存發展具有重要意義，因此，必須不斷改善加工質量，提高加工精度。

參考文獻

[1]李玉平.機械加工誤差的分析[J].新余高專學報，2011（4）.

[2]何少平，李國順，舒金波.機械結構工藝性[M].長沙：中南大學出版社，2004.