淺析機械設計與機械加工的誤差

摘 要：隨著時代的發展，科技的進步，我國的現代化工業也獲得了前所未有的發展，對于工業生產來說，機械設計和機械加工具有非常重要的地位，而在機械設計環節和機械加工過程中所產生的誤差，更是與生產的質量和效率息息相關。為了提高機械設計和機械加工的質量，就必須減少誤差。導致誤差出現的因素有很多，設計因素以及不規范的加工操作，都會影響到精度，不利于工業生產的穩定運行。為此，文章對于機械設計與機械加工過程中影響誤差的因素進行了分析，并提出了相應的提高精度、降低誤差的措施。

關鍵詞：機械設計；加工；誤差分析；措施

經濟的飛速發展推動了工業生產的迅速提升。當前，我國正處于機械化大生產的時代，而機械化和自動化正是這一時代特征的體現，機械化的普及、自動控制理論的廣泛應用，促進機械設計和機械加工向著更高的層次邁進。過去的比較單一的機械化理論已經不能適應現代工業生產的需求，對于機械產品質量和性能的要求更是越來越高。機械產品的精度是影響其質量和性能的關鍵因素，因此，提高產品的精度、減低誤差則成為了人們追求的目標和關注的焦點。眾所周知，誤差是無法避免的，影響誤差的因素有很多，產品尺寸、型號、規格等存在著差異，而這些都可能導致誤差的產生，所以，必須對誤差產生的原因進行合理的分析，采取有效的措施降低誤差，進而使得產品的質量和性能獲得提高。

1 機械設計與加工中的誤差分析及降低措施

對于機械產品來說，一般要經歷產品的最初設計、產品的加工成型、產品的質量檢測這三個階段。產品的設計階段是非常重要的階段，后期生產出來的產品質量如何，與產品的設計水平有著很大的關系。因此，在選擇材料時，必須考慮到產品的用途，并設計和選擇合理的加工工藝，兼顧產品的先進性和實用性，對于可能會影響到產品質量的因素，進行充分的考慮，事先做好防范的措施。好的設計理念需要科學嚴謹的加工工藝來實現，而加工階段則是產品成型的重要階段，必須嚴格按照設計圖紙的工藝流程執行操作，確保加工設備具有穩定可靠的性能。需要注意的是，加工過程中，需要對產品進行測量，而測量精度準確與否則直接影響到產品的精度。產品加工完成后，即進入產品檢測階段，這同樣是一個不容忽視的環節，如果處理不當，很可能把合格的產品誤檢測為不合格產品，而不合格的產品則被當作合格產品來使用，進而影響到生產的穩定運行。機械產品所經歷的這三個階段，是一個有機的整體，而產品精度的問題也是貫穿于這三個階段，因此，在每一階段都必須嚴格按照規范進行操作，只有這樣，才能提高產品的精度、減少誤差，從而確保產品的質量。

1.1 機械設計的誤差分析

為降低產品的誤差，就必須提高設計階段的技術水平，產品的設計會對接下來的產品加工和產品檢測造成很大影響，而設計圖紙則是整個生產過程的重要依據，為此，提高設計人員的設計水平和專業素質，尤其是要對加工工藝的熟練掌握非常重要，否則就很可能設計出根本無法生產出來的產品或者無法保證產品所需的精度，為了提高設計效率、節省設計時間、縮短設計周期，必須在設計之初就綜合考慮好各種因素，提前防范，減少和盡量避免出現誤差。

1.1.1 材料問題

機械材料的選擇是機械設計中最先要考慮的問題，在選擇機械材料時，需要根據零件的用途進行科學合理的設計，在確保所需的性能指標的情況下，還要兼顧材料的經濟性要求，避免不必要的浪費。

1.1.2 加工工藝

不同的加工工藝，對材料的物理性能會產生不同的影響，進而影響到零件的誤差。因此，在選擇加工工藝時，要對材料的性能有充分的了解和認識，并結合產品成型需要，分析在加工過程中材料可能發生的應力變化，從而提高零件精度、降低誤差。

1.1.3 可加工性

零件的可加工性是設計中比較容易忽視的問題，實際上，如果在零件的可加工性方面進行充分的考慮，進行優化設計，簡化零件的形狀，使之便于加工成型，并根據精度要求的不同進行位置的區分，則可以在很大程度上提高零件的精度，使誤差得以減少。

1.2 機械加工的誤差分析

1.2.1 機床自身運轉的制造誤差

作為一種機械，機床本身也存在著誤差，并且隨著使用時間的加長，誤差會越來越大。機床所產生的誤差主要有主軸回轉誤差、導軌的位置誤差、傳動鏈的傳遞誤差。主軸的實際回轉軸線與其理論回轉軸線之間的變動所產生的誤差，即所謂的主軸的回轉誤差，在加工回轉件時，回轉誤差的存在對零件的同軸度、撓度、圓跳動等造成了嚴重的影響，減低了零件的精度。對于機床來說，導軌的位置是決定其加工零件的精度的關鍵要素，導軌的位置誤差的存在對于零件的加工非常不利，分析其位置誤差的產生原因，主要是由于導軌安裝不當而產生的安裝誤差，還有就是導軌自身的制造精度問題，以及導軌在長時間的使用下逐漸產生的變形誤差。傳動鏈為機床運轉傳遞所需要的動力和能量，一旦出現誤差將會對機器的相對運轉造成不利影響，進而影響零件的精度。

1.2.2 機床用具的誤差

機床的用具分為兩種，即刀具和夾具，相比較而言，夾具產生的誤差要遠遠大于刀具產生的誤差。在使用過程中，刀具會產生不同程度的磨損，進而引起零件的加工誤差，不同的機床所使用的刀具也是不同的，因此所引發的零件的誤差程度也不盡相同，一般來說，刀具所導致的誤差并不明顯。而機床夾具在機械加工中是必不可少的輔助設備，其作用就是用來對刀具、零件和機床的位置進行控制，所以夾具產生的誤差較為顯著。

1.2.3 機械加工過程中的定位誤差

基準點不重合以及定位副自身誤差的存在導致在機械加工過程中產生定位誤差。對于機械加工來說，基準點的精準性非常重要，通產要與設計中的基準點重合，否則就會產生很大的誤差，嚴重影響零件的精度。工件的基準面和夾具的定位面組成了定位副，因此，如果夾具的定位面的制造精度不夠，或者定位面上有雜物，就會引起定位不準，從而產生制造誤差。

1.3 降低誤差的措施

為降低零件的誤差，可以采取相應的措施。首先，盡量減少加工中的直接誤差的產生，分析可能出現的誤差，在設計之初就對這部分誤差進行充分的考慮，并采取合理措施加以降低或消除，還要針對誤差選擇適當的機床和夾具。其次，有些誤差是不能消除也無法避免的，只能進行補償，這就需要對已知的誤差量進行分析，采取添加原料或加工尺寸留下余量等方式進行誤差的彌補。最后，對于已經加工完成的存在誤差的零件進行分組使用，將加工好的半成品或成品根據其誤差的大小和范圍進行分組匹配或進一步加工，這種方法不僅相對簡單，還具有很強的經濟性。

2 結束語

工業生產是我國經濟發展中的支柱性產業，機械是工業生產中的重要設備，為了保證機械設備的性能，在機械設計和機械加工的過程中，要減少誤差，提高產品的性能。誤差的產生是不可避免的，但是在設計和加工的過程中，卻可以通過各種改進措施降低誤差的產生。在以后的生產實踐中，對于機械產品的設計和加工技術會不斷地提高，為我國工業生產的穩定發展創造有利的環境。

參考文獻

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