機械加工誤差分析與工藝改進(jìn)

宣 萍 崔 璐

（1.沈陽市鼓風(fēng)機通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司工藝部，遼寧 沈陽 110141；2.沈陽市日天工業(yè)裝備工程有限公司，遼寧 沈陽 110032）

機械加工誤差分析與工藝改進(jìn)

宣 萍1崔 璐2

（1.沈陽市鼓風(fēng)機通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司工藝部，遼寧 沈陽 110141；2.沈陽市日天工業(yè)裝備工程有限公司，遼寧 沈陽 110032）

在機械加工中，加工誤差由于各種原因不可避免地存在，如不通過正確、有效地方式來控制，這些誤差直接影響加工質(zhì)量，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此本文分析了加工誤差產(chǎn)生的原因、并從工藝措施、改進(jìn)等方面進(jìn)行論述，并在實際中應(yīng)用，提高加工精度。

加工精度；誤差；工藝措施

隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的發(fā)展，對零件的加工要求也在不斷提高，保證零件符合圖樣，提高加工精度。本文針對機械加工產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行剖析，并提出減少加工誤差的有效工藝措施。

1 機械加工精度

對加工件進(jìn)行機械加工后，加工件是否滿足要求，先檢驗工件精度是否在允許誤差范圍內(nèi)。具體體現(xiàn)在三個方面：尺寸精度、幾何形狀精度、相互位置精度。當(dāng)零件加工后滿足這些精度要求時，才是一個合格的工件。

2 機械加工誤差產(chǎn)生的主要原因

2.1 機床

機床的精度對加工精度有直接的影響，機床工作精度主要有：機床主軸旋轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌精度、傳動鏈精度。（1）機床主軸產(chǎn)生的精度誤差主要是由于機床主軸裝有夾具、工件或刀具，機床主軸相對為參考基準(zhǔn)，在機床工作時，主軸將運動和動力傳給工件或刀具，從而工件或者刀具產(chǎn)生一定的位移，直接影響加工件的精度。（2）導(dǎo)軌精度產(chǎn)生的誤差主要是因為機床各部件在長期使用過程中的不均勻磨損及安裝質(zhì)量等問題導(dǎo)致機床精度降低、零件加工精度降低。（3）傳動鏈精度誤差是指內(nèi)聯(lián)系傳動鏈中首末兩端傳動元件間相對運動的誤差，它是按展成原理加工齒輪時影響加工精度的主要因素。

2.2 刀具

刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類不同而不同。定尺寸刀具（鉆頭、鉸刀等）加工時，刀具的尺寸誤差和磨損直接影響工件的尺寸精度。成形刀具（成形車刀，成形銑刀等）加工時，刀具的形狀誤差和磨損影響工件的形狀誤差。安裝誤差也可影響加工表面的形狀精度。對于一般刀具，其制造誤差對工件加工精度無直接影響。

2.3 定位

定位誤差主要有兩種情況：（1）基準(zhǔn)不重合。在機械加工中基準(zhǔn)是用來確定機械零件的點、線、面之間的關(guān)系，如果圖樣基準(zhǔn)定位混亂，加工件由于誤差、公差累積等原因會造成尺寸配合不上，加工件報廢等。所以在圖樣上應(yīng)選擇統(tǒng)一的基準(zhǔn)點、線、面。加工時，必須嚴(yán)格按照設(shè)計基準(zhǔn)選擇定位基準(zhǔn)。（2）定位制造不準(zhǔn)確。定位制造是工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成的，由于夾具上的定位元件只是一個相對尺寸，與理論尺寸存在偏差，這種偏差應(yīng)保持在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，如果定位誤差超出公差允許的范圍，則工件定位面與夾具定位元件會產(chǎn)生較大的配合間隙，從而導(dǎo)致加工件產(chǎn)生誤差。

2.4 工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差

在機加工程中，由于刀具剛度、機床剛度、還有工件剛度等因素決定了受力形變的產(chǎn)生。加工件特性過軟、厚度薄，面積大的薄板類等工件在加工過程中會產(chǎn)生形變，對加工精度的影響比較大。另一方面刀桿剛度很差，刀桿受力變形對孔加工精度就有很大影響。最后是機床部件是很多復(fù)雜的零部件，迄今尚無合適的簡易計算方法，各種零部件剛度對工件誤差的影響比較復(fù)雜，有一定的影響。

2.5 工藝系統(tǒng)受熱形變引起的誤差

由于在機加生產(chǎn)過程中工件與機床、刀具都是在高速旋轉(zhuǎn)、切削下作業(yè)，產(chǎn)生熱量溫度極高，加工件會受到熱應(yīng)力而變形，這種形變對工件誤差的影響較大。

2.6 調(diào)整誤差

在每一道機加工序完成后，工件、刀具在機床上的互相位置會有所改變，所以對它們之間的相互、相對位置要進(jìn)行調(diào)整，保證加工的精度。

3 改進(jìn)誤差的工藝措施

通過對誤差的分析，在機加過程中不可避免的存在加工誤差，但是仍可以通過各種方式盡量減小加工誤差。下面對改進(jìn)加工誤差提出了幾點措施。

3.1 減少原始誤差。由于機床加工是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，存在很多影響因素，夾具、量具及刀具本身的精度，工件在加工中受力、受熱，刀具磨損等均屬于原始誤差，為了避免原始誤差積累影響加工精度。需要在加工過程中對其進(jìn)行檢驗，根據(jù)不同的誤差原因采用相應(yīng)的解決措施，減小原始誤差。

3.2 誤差補償法。對于某些無法減小的原誤差，可采用人為施加與原誤差大小相等方向相反的誤差，通過這種方式抵消原誤差，采取誤差補償?shù)姆椒ㄒ钥刂破鋵α慵庸ふ`差的影響。

3.3 分化或均化原始誤差

3.3.1 分化原始誤差（分組）法：分化原始誤差法的思想就是化整為零。對于復(fù)雜的工件，如果在機加過程中，不對誤差進(jìn)行相應(yīng)的處理，則誤差在每一道工序中累積疊加，誤差會不斷地擴大，直接影響到加工件的精度。所以應(yīng)采取相應(yīng)的手段，將毛坯或工件尺寸經(jīng)分割為n組，每組工件的尺寸范圍就縮減為原來的1/n。誤差范圍也相應(yīng)的縮小到原來的1/n。然后在小范圍內(nèi)，調(diào)整刀具相對工件的準(zhǔn)確位置，最大限度地減少了原始誤差對加工件影響。

3.3.2 均化原始誤差法：對于配合精度要求很高的軸或孔，研具在與加工件相對運動，通過表面的摩擦和磨損，對加工件進(jìn)行微量削切，誤差不斷減少。均化誤差法就是通過有工件與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(jìn)行相互修正加工或基準(zhǔn)加工。

3.4 轉(zhuǎn)移原始誤差法：

誤差敏感方向是指通過刀刃的加工表面的法線方向也就是產(chǎn)生加工誤差最大的那個方向，切線方向為誤差非敏感方向，誤差非敏感方向，影響小。轉(zhuǎn)移原始誤差法實質(zhì)是將誤差轉(zhuǎn)移到從敏感方向轉(zhuǎn)移到非敏感方向上。所以在加工過程中應(yīng)設(shè)法將加工誤差轉(zhuǎn)移到非敏感方向，提高加工精度。

結(jié)語

本文通過對機加生產(chǎn)中誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，可以看出由于機床等固有原因，產(chǎn)生誤差是不可避免的，但并非不能解決的。只要在加工生產(chǎn)中按照改進(jìn)的誤差工藝措施執(zhí)行，可最大程度的降低加工誤差，提高加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，帶來更大的效益。

[1]朱正欣.機械制造技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.

[2]周琴.加工誤差產(chǎn)生的原因及分析[J].現(xiàn)代機械，2011（02）：08-10.

[3]李玉平.機械加工誤差的分析[J].新余高專學(xué)報，2005（04）.

TH13

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.103