論機(jī)械加工誤差及提升精度的措施

高峰

摘 要：在進(jìn)行機(jī)械加工之時(shí)，工件的最終加工質(zhì)量會(huì)受到諸多因素的影響，因此，在加工之前，就需要考慮到如何去提升加工精度，確保工件能夠達(dá)到加工的質(zhì)量要求。本文首先分析了機(jī)械加工誤差出現(xiàn)的原因，然后提出具體的加工精度提升方式，希望能夠提升所有工件加工的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;誤差;精度

在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，加工誤差會(huì)對(duì)加工的精度以及生產(chǎn)的實(shí)際效能產(chǎn)生影響。加工誤差主要是機(jī)床、工件、道具等等方面產(chǎn)生的誤差，并且這些誤差會(huì)通過(guò)不同的方式在不同的工作條件下反映出來(lái)。無(wú)論是從理論角度來(lái)看，還是從實(shí)踐角度來(lái)看，加工誤差都是無(wú)法避免的，所以我們所需要做的是盡可能降低加工誤差，讓加工誤差能夠局限在可控制的范圍之內(nèi)。

1.機(jī)械加工產(chǎn)生誤差的因素

1.1機(jī)床的幾何誤差

目前，整個(gè)生產(chǎn)機(jī)械加工產(chǎn)品的過(guò)程都離不開(kāi)現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床，而產(chǎn)品加工精度也會(huì)受到機(jī)床本身的誤差影響。隨著日日夜夜的使用機(jī)床，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)床受到不同程度的損耗，進(jìn)而降低機(jī)床的整體工作精細(xì)程度。另外，機(jī)床的軸承運(yùn)轉(zhuǎn)部件主要是用于基本工具的切割磨削以及固定所需要加工的零件，在運(yùn)轉(zhuǎn)軸承時(shí)就會(huì)產(chǎn)生誤差，而在這樣情況下所產(chǎn)生的誤差會(huì)傳遞給產(chǎn)品或者是切割所使用的工具，如何不能正確地選擇切割工具，就會(huì)帶來(lái)加工誤差;在機(jī)床中有序的運(yùn)轉(zhuǎn)各個(gè)加工工具時(shí)，導(dǎo)軌起到了不可替代的作用，根據(jù)導(dǎo)軌具體的安裝使用說(shuō)明，我們就可以將其余機(jī)械設(shè)備的位置精確出來(lái)。所以，導(dǎo)軌本身的質(zhì)量就成為誤差大小的關(guān)鍵因素，但是也不可排除在使用過(guò)程中的損耗，甚至是在安裝過(guò)程中出現(xiàn)的人為誤差;在不停運(yùn)轉(zhuǎn)的傳動(dòng)設(shè)備中，在傳輸過(guò)程中零部件的受力和運(yùn)動(dòng)都可能產(chǎn)生誤差，這就需要對(duì)其進(jìn)行分析判斷[1]。

1.2定位誤差

定位需要根據(jù)圖紙來(lái)進(jìn)行操作，做好圖紙上標(biāo)注的型號(hào)、位置的嚴(yán)格控制，從而在機(jī)床上找到相應(yīng)的位置，但是位置的確定無(wú)法根據(jù)一個(gè)固定的設(shè)備來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，還需要對(duì)比所選擇的參照物，然后再根據(jù)機(jī)床科學(xué)的位置確定方法來(lái)找準(zhǔn)定位，但是卻無(wú)法保障兩者能夠完全重合，如此就會(huì)產(chǎn)生誤差。另外，在進(jìn)行原料部件的加工時(shí)，也不可能保障生產(chǎn)完全沒(méi)有誤差，只不過(guò)是將誤差控制在一定的范圍之內(nèi)，但是在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程當(dāng)中，隨著誤差的逐級(jí)積累，就可能導(dǎo)致誤差超出原本我們所預(yù)期的誤差范圍。

1.3受力與受熱產(chǎn)生的誤差

第一，刀具剛度。在加工表面的法線方向上，外圓車刀的剛度較大，可以忽略其變形。但是，由于刀桿剛度較差，膛直徑內(nèi)控較小，所以刀桿如果受力變形，就會(huì)影響到孔的加工精度;第二，工件剛度。如果相對(duì)于機(jī)床、夾具和刀具而言，工件剛度偏低，在切學(xué)歷的作用下，工件就會(huì)出現(xiàn)變形，進(jìn)而影響到加工精度;第三，機(jī)床部件剛度。機(jī)床部件是由多個(gè)零件共同組成的，但是對(duì)于機(jī)床部件剛度的計(jì)算方法卻不符合要求，目前，機(jī)床部件剛度測(cè)定都是按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行的。由于工藝系統(tǒng)的熱變形會(huì)影響到技工精度，尤其是大件加工或者是精密加工之中，由于熱變形所產(chǎn)生的加工誤差占據(jù)了總誤差的50%。由于各種熱源的作用，機(jī)床、工件和刀具溫度會(huì)逐漸提高，并且也會(huì)通過(guò)各種方式，向周圍的物質(zhì)傳遞熱，這樣也會(huì)對(duì)加工工件產(chǎn)生影響。

2.提升機(jī)械加工精度，改善加工誤差的措施

2.1調(diào)整零件結(jié)構(gòu)，將誤差直接減少

直接減少原始誤差包含了提高零件加工使用的機(jī)床幾何精度，提高加工工具、夾具以及量具的精度，做好工藝系統(tǒng)受熱與受力變形的控制等措施[2]。為了滿足機(jī)械加工精度的要求，就應(yīng)該分析加工誤差中各項(xiàng)原始誤差，根據(jù)不同的情況，分別采取不同的加工誤差解決措施。如果需要加工精密零件，就應(yīng)該將機(jī)床本身的幾何精度、剛度以及熱變形等提高，在零件設(shè)計(jì)時(shí)，盡量確保壁厚的均勻、保持結(jié)構(gòu)的對(duì)稱，從而降低內(nèi)應(yīng)力。在加工期間，還應(yīng)該合理地選擇的選擇刀具材料，通過(guò)刀具主偏角和前角的增大，來(lái)合理的處理工件材料，這樣也可以對(duì)材料加工的性能進(jìn)行改善等措施，降低切削力。

2.2誤差補(bǔ)償

在目前所表現(xiàn)的誤差條件下，可以通過(guò)測(cè)量與分析，來(lái)建立出模型，通過(guò)得到的信息作為依據(jù)，將一個(gè)附加的誤差源引入到系統(tǒng)之中，這樣才能夠與現(xiàn)存的系統(tǒng)表現(xiàn)誤差相互抵消，進(jìn)而減少甚至是消除加工誤差。考慮到加工精度的提高，在目前的工藝系統(tǒng)下，誤差補(bǔ)償技術(shù)是有效的措施之一，尤其是微型計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的借助，可以達(dá)到明顯的效果。比如：在制造數(shù)控機(jī)床的滾珠絲桿時(shí)，可以讓絲桿累距比標(biāo)準(zhǔn)值小一些，在裝配過(guò)程中，預(yù)加拉伸力就可以讓絲桿螺距拉長(zhǎng)到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺距，從而為制造誤差加以補(bǔ)償，并且還能夠產(chǎn)生壓應(yīng)力。在工作期間，絲桿就能夠恰當(dāng)?shù)窒z桿內(nèi)存在的內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到消除原始誤差的目的，最終確保螺距滿足要求。

2.3轉(zhuǎn)移誤差

這一類方式是將原始誤差從原本敏感的誤差方向轉(zhuǎn)移到非敏感的方向之上。如果在加工過(guò)程中，合理地轉(zhuǎn)移誤差，就可以提升加工精度[3]。比如：對(duì)于具有移位或者是分度的加工位進(jìn)行加工的時(shí)候，由于零件有關(guān)表面的加工精度會(huì)受到分度轉(zhuǎn)位誤差的直接影響，如果能夠在適當(dāng)?shù)匚恢冒惭b切削刀具，就可以讓分度轉(zhuǎn)位的誤差存在與零件加工表面的切向方向上，這樣就可以降低影響，提升加工精度。

2.4分化或均化原始誤差

（1）原始誤差分化法

根據(jù)具體的誤差反映規(guī)律，經(jīng)過(guò)測(cè)量之后，按照大小將上到工序或者是毛坯的工件尺寸分為n組，每一組工件的尺寸就是原本的1/n，然后再根據(jù)各個(gè)組的實(shí)際誤差范圍來(lái)做好刀具相對(duì)于工件的準(zhǔn)確位置進(jìn)行調(diào)整，確保起尺寸的分散范圍中心能夠保持基本上的一致，則樣也可以大大縮小工件尺寸的分散范圍。

（2）原始誤差均化法

這一類方式也就是不斷地縮小和平均加工表面的原有誤差。進(jìn)行均化的原理在于通過(guò)存在密切聯(lián)系的工件或者是工具的表面進(jìn)行相互的檢查比較，從而找出存在的差異，然后進(jìn)行相互的調(diào)整修正。

3.結(jié)語(yǔ)

在機(jī)械加工中，由于誤差不可避免，所以，只要能夠準(zhǔn)確分析誤差產(chǎn)生的原因，就能夠找準(zhǔn)減少加工誤差的錯(cuò)誤，將機(jī)械加工精度提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]李欣榮.試論機(jī)械加工精度存在誤差的原因及對(duì)策[J].經(jīng)營(yíng)管理者，2011（18）：77-78

[2]宋利寶.機(jī)床誤差對(duì)加工精度的影響及改善措施[J].裝備制造技術(shù)，2011（10）：96-97

[3]朱磊振.機(jī)械加工精度控制技術(shù)探析[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2011（09）：25-26