誤差放大法在大型結構件加工中的應用

■華電曹妃甸重工裝備有限公司 （河北唐山 063210） 李忠明 周永超 安福新

誤差放大法在大型結構件加工中的應用

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摘要：在實際生產中的制造誤差由于設備和施工者讀取設備數據準確性的限制而無法避免。根據實際生產經驗，采用一種簡單的新工藝方法控制制造誤差，有效地減小了制造誤差，保證了產品質量，達到節能環保、降本增效的目的。

制造精度是整個制造業的根本，能完全滿足設計者的意圖是一個制造工廠的基礎。由于重工行業制造的工件體積和質量都比較大，因此對于制造過程中的一些定位尺寸主要依靠卷尺保證，其讀數精度為1mm。但是有些時候對于一些比較重要的尺寸，設計要求往往會比較高，采用傳統工藝可能無法滿足設計要求，使得設計意圖和實際生產不符，輕者造成工件使用壽命降低，重者造成這個工件無法使用進而報廢。很多設備質量問題嚴重主要是因為制造誤差過大，不能滿足圖樣要求所致。

本文介紹一種新的誤差放大法，用來有效地控制制造誤差，減少制造誤差，從而更好地滿足設計要求，滿足設備的使用和使用壽命要求。

1. 誤差放大法介紹

假設直線AD上有三點A、B 和C，各個點的直線距離相等，即AB=BC。并且存在直線AG，其中AG與直線AB存在誤差為α的夾角，其中因為夾角誤差α的存在，因此B點到直線AG的垂直距離BE為誤差λ。顯然△ABE和△ACF為相似三角形，根據相似三角形原理可知AB/AC=BE/CF，因此C點到直線AG的垂直距離CF即為2λ。由此可見，通過AC長度比AB的增大，實現了誤差CF （2λ）比誤差BE（λ）的增大（見圖1）。

圖1

2. 誤差放大法在實際生產中的應用

誤差為制造業中影響精度的主要原因，誤差放大在大多數人的眼中是一件壞事。可是只要合理地利用，通過誤差放大也能將設備的制造精度提高。下面就通過生產實例加以說明。

由我公司承接的國內某港口用斗輪機項目中有一組孔的中心連線與孔所在耳板的垂直度要求較高（見圖2）。

圖2

依據傳統的加工方法，由于工件結構的限制，造成基準線A兩側的耳板不能同時加工，因此只能采用兩側分別單獨鏜孔的方法；采用人工劃線，分別在各個孔所在的耳板上劃出加工孔所需的十字中心線，然后根據十字中心線找出圓心，之后再劃出機加線和檢驗線，然后再根據機加線（或者檢驗線）定位鏜桿。但是由于劃線采用人工劃線，主要儀器是激光經緯儀和卷尺，所以在劃線的過程中就會造成工件耳板1和工件耳板2的鉸孔的中心點E和F的位置誤差在0.5mm，且兩個耳

板的檔距過小，因此通過誤差放大會造成到基準線A的垂直度L過大，在劃線的過程中已經無法保證圖中要求的垂直度（見圖3），造成工件不合格。

為了保證工件質量合格，同樣我們可以利用誤差放大法，僅僅依靠激光經緯儀和卷尺來劃出滿足圖樣要求的線，保證加工精度。具體方法如下：在兩塊耳板的一側增加工藝耳板，工藝耳板由厚度為20mm以上的鋼板制成并且固定牢固，要和工件保持相對的穩定性，提升工藝耳板的質量穩定性，防止工藝耳板變形，避免因工藝耳板不穩定，而孔的中心連線與孔所在工件耳板的垂直度要求較高，造成偏差過大（見圖4）。

圖3

圖4

劃線時分別在工藝耳板和工件板2上劃出加工孔所需的十字中心線，然后根據十字中心線找出圓心，之后再劃出機加線和檢驗線，然后再根據工藝耳板和工件板2上的機加線定位鏜桿。此方法使得工藝耳板和工件板2的劃線誤差為0.5mm，由于工藝耳板距離工件板2的距離遠大于工件板1和工件板2的距離，因此工件板1和工件板2的的誤差會遠小于0.5mm。并且由于工藝耳板距離工件的距離可以根據加工精度適當調整，因此理論上可以將工藝耳板和工件兩點之間的定位誤差無限放大，使得工件上兩個耳板的劃線誤差無限減小，以保證實際工件的加工精度和產品的合格率。

3. 結語

該方法利用將誤差放大，有效地解決了原有工藝無法滿足圖樣要求的技術難題。在原有條件且不增加新設備的情況下，僅依靠增加一個簡單的工裝就滿足了加工精度的要求。該方法投入小，實用性較強。經我公司實際操作驗證，可以很好地保證加工精度，滿足整體設計要求，達到節能環保、降本增效的目的。

參考文獻：

[1] 孫佳.中國制造業：現狀、存在的問題與升級的緊迫性[J]. 吉林省經濟干部管理學院學報，2011（6）：10-14.

收稿日期：（20150212）