淺談機械加工精度產生的誤差及其對策研究

摘要：在科學技術不斷發展的今天，加工精度在機械行業也隨著有了更進一步的延伸和發展 ，尤其是高端的科學技術發展，對機械設備元件的精度加劇了相關加工的需求，因客觀原因的限制，在其實際生產加工過程時，機械部件經常會出現不同程度的誤差，針對本文機械加工精度的影響以及減小加工誤差的方法做了探討與研究。

關鍵詞：加工精度；機械加工；誤差

科學技術在近幾年的不斷發展，精準度在機械加工領域有了更加嚴格的要求。尤其是在軍工業、航天、汽車等行業的逐漸的改進和完善，精準度在很多行業上有所關注和提高，加工精度在機械行業中也隨著有了更進一步的發展和延伸。

加工精度是加工后零件表面的實際尺寸、形狀、位置三種幾何參數與圖紙要求的理想幾何參數的符合程度。加工誤差指的是他們之間偏離的程度，是零件實際幾何參數與理想幾何參數的偏離數值，加工精度的高低是由加工誤差的大小所決定的，加工精度主要包含三個內容：1.尺寸精度：尺寸精度指加工后零件的實際尺寸與零件尺寸的公差帶中心的相符合程度，基準間尺寸誤差與其限制加工工件表面在一定的范圍內；2.幾何形狀精度：形狀誤差是從整體形狀看待在形狀方面存在的誤差，又稱為宏觀幾何形狀誤差。如圓度、直線度、平面度、圓柱度。3.相互位置精度：相互位置精度指加工后零件有關表面之間的實際位置精度差別。如平行度、垂直度和同軸度等。原始誤差與加工誤差是相互因果關系，“因”是指工藝系統誤差，“果”是指加工誤差。正是因為有原始誤差的存在，所以零件一定存在著加工誤差。所以影響系統誤差產生是有多方面的因素，引起加工誤差有以下幾方面內容。

1.機械加工產生誤差

1.1.原始誤差

任何零件在加工過程都會存在加工誤差，其來源是由于機床一夾具一工件一刀具存在誤差；我們把“機床一夾具一工件一刀具”構成一個完整的系統，稱為工藝系統。也即工藝系統的誤差，是造成零件加工誤差的根源，故稱之為原始誤差。眾所周知，機械加工工藝系統是由機床.刀具.工件以及夾具構成，其會有各式各樣的誤差，在不同的工作環境和條件下，這些誤差通過各種各樣的方式來反襯工件的加工誤差。[1]對于工藝系統的原始誤差來說，除了有幾何誤差.定位誤差.調整誤差.測量誤差外，還有因受力或受熱變形而帶來的加工誤差，除此之外，還有工件內應力重新調整引起的變形以及原理誤差等。

1.2.機床本身的幾何誤差

加工中刀具相對于工件的成形運動一般都是通過機床運動所完成的，因此，工件最后產品的加工精度在很大程度上取決于機床本身的精度"機床制造誤差對工件加工精度影響較大的有：主軸回轉誤差！ 機床主軸是刀具或裝夾工件的基準 ，同時主軸還能把動力和運動傳給所有需要加工的工件和刀具 ，因此主軸回轉的誤差往往會直接導致和影響整個被加工零部件的精度。

1.3.機床所用刀具本身的幾何誤差

機床是工件加工成形的重要機械，工件加工精度在很大程度上取決于機床及其刀具或夾具的加工性能。任何刀具在切屑過程中，都不可避免要產生磨損，并由此引起工件尺寸和形狀地改變。[2]機床主軸、導軌以及傳動鏈的工作性能低于機床加工的精度影響較大，主軸回轉誤差將直接影響被加工工件的精度質量，導軌磨損以及傳動鏈始末兩端傳動元件間相對運動的誤差是造成機床精度下降而影響元件加工精度的重要原因。刀具誤差對加工精度的影響隨刀具種類的不同而不同。

1.4.定位的誤差

機械加工時應針對相關元件進行一定的基準定位，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時的定位基準，如果所選用的定位基準與設計基準不重合，就會產生基準不重合誤差。基準主要有兩大類，分別是設計基準和工藝基準。設計基準是指在零件設計圖上用以確定其它點、線及表面位置時的基準。工藝基準主要包括工序基準、測量基準和定位基準三部分。相對來說，機械加工過程中的精度誤差具有不可避免的客觀性，但應在最大可能的基礎上將影響機械加工精度的誤差因素控制在允許范圍內，從而提高工件加工質量和精度，具體措施如下：

2.提高機械加工精度的措施

2.1.直接減少誤差法

直接減少誤差方式在實際生產中應用最為廣泛 ，是存查明產生加工誤差的主要因素直進行減少或消除的方法。[3]例如 ：細長軸的車削 ，由于受力和熱的影響而使工件產生彎曲變形 ，現采用“大進給反向切削法”，再輔之以彈簧后頂尖，可進一步消除熱伸長的危害。

2.2.合理利用誤差補償措施抵制消除原始誤差

提高零件加工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、刀具磨損、內應力引起的變形、測量誤差等均屬于直接減少原始誤差。

2.3.就地加工法

在加工和裝配中有些精度問題，牽涉到零件或部件間的相互關系，相當復雜，如果單獨提高零件部件本身精度，有時不僅困難，甚至不可能。

2.4.減小工藝系統熱變形的途徑

2.4.1.減少發熱和隔熱。切削中內部熱源是機床產生熱變形的主要根源。工藝系統中由熱變形導致的誤差也會對加工精度產生較大影響，尤其在進行精密加工及大件加工過程中，這種影響會十分明顯，工件總誤差的 40%～70%都是由工藝

系統中的熱變形引起的。為了減少機床的發熱，在新的機床產品中凡是能從主機上分離出去的熱源，一般都有分離出去的趨勢。例如采用靜壓軸承、靜壓導軌、低黏度潤滑油、鋰基潤滑脂等。也可以用隔熱材料將發熱部件和機床大件分隔開來。

2.4.2.加強散熱能力。為了消除機床內部熱源的影響，可以采用強制冷卻的辦法，吸收熱源發出的熱。

總之，機械加工是當前機械工業產品生產的重要環節，零件加工過程中，誤差是不可避免的，只有對誤差產生的各種原因進行細致的分析，采取合理措施減少或消除相關影響機械加工精度的誤差因素，是保障機械加工產品質量的有效途徑。

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）： 78- 80.

[2]周琴.加工誤差的原因及分析.現代機械，2011.

[3]王翠寶.淺談提高機械加工精度[J].黑龍江科技信息，2010（3）.

作者簡介：

王安（1980.11.05-），男，漢，天津，研究生，講師，機械類。