機床加工誤差及提高精度的措施探究

李 森

江蘇科行環保科技有限公司

機床加工誤差及提高精度的措施探究

李 森

江蘇科行環保科技有限公司

隨著經濟社會的發展，我國的機械制造產業取得了長足的發展和進步。當前，制造企業中應用到的機床，無論從數量還是從加工精度上，都較以往有了很大程度上的提高。這一方面反映了我國在加工制造工藝和技術方面的進步，另一方面也對加工誤差控制提出了更高的要求。現階段，雖然數控機床在制造企業中取得了廣泛應用，但考慮到數控機床的使用成本較高、對操作人員的技術水平要求高等，在加工制造一些普通零件時，很多制造企業依然會優先選用普通機床。因而，分析普通機床的加工誤差，并提出有針對性的誤差消除策略具有重要意義。

普通機床；加工誤差；提高精度

在實際零件加工過程中，由于各種原因，加工出的零件幾何參數與理想零件的幾何參數總有一定的誤差，以至于造成零件不合格甚至產生廢品。為了提高普通機床加工精度，必須對普通加工過程中所產生的誤差進行詳細分析，采取相應措施，才能針對所產生誤差進行補償。為此，筆者分析產生加工誤差的原因，并提出減少誤差的措施。

1 加工誤差及加工精度分析

加工精度是指生產制造業中，實際產品與對應理想設計模型之間的重合滿足程度，從零部件的尺寸、形狀、相對位置等方面進行有效衡量，屬于幾何參數。加工誤差是指制造產品實際尺寸參數與模型的偏差影響。現代工業加工中，一般借助公差等級進行零部件精度定位。加工精度的等級越小，對應制造精度相對越高，如IT7的加工精度低于IT6。另一方面，加工誤差借助具體數字進行衡量，誤差小，模型精度高，產品質量更優良，是滿足工業需求發展的良性控制。加工生產中，精度、誤差均可作為零部件加工質量的評價指標。

2 普通型機床加工誤差

2.1 機床主軸誤差

主軸誤差又被稱為主軸回轉誤差。在機床主軸回轉誤差中，根據主軸不同部位和軸承不同部位之間因運動而相互接觸摩擦形式的不同，可將機床主軸回轉誤差分為軸徑向圓周跳動、軸向外凸竄動和在安裝軸承內擺動三種形式。

產生主軸回轉誤差的原因有兩點：其一是機床主軸自身的幾何軸線并不一定就是在機床部件運行時圍繞主軸旋轉工作的軸線，這樣的工藝缺陷勢必造成加工零件達不到規定的出品精度；其二是主軸因長期的高壓運行導致主軸前度錐度軸承磨損、后端平面軸承松動或磨損，導致主軸在間隙內工作時出現明顯跳動。

2.2 機床導軌誤差

機床上的導軌是固定各機床部件相對位置的重要部位。所謂導軌誤差，是指導軌上的機身運行方向與理論設計方向之間的偏離差。常見的導軌誤差一方面是由于自身制造工藝落后，并出現安裝質量不佳導致的誤差；另一方面是由于導軌長期在不規則的受力作用下出現了不均勻磨損，例如，普通臥式機床導軌一般具有的誤差分為出現在水平表面的直線度誤差和出現在垂直表面的直線度誤差，兩者均能直接作用影響加工零件的形狀及尺寸規格。

2.3 加工刀具的誤差

刀具作為機床工藝系統的重要組成部分，一旦其本身存在制造誤差，那么就可能會給零件的最終加工制造精度造成不良影響。尤其是對使用定尺寸刀具、成形刀具以及展成刀具的機床工藝系統而言，這種影響將更加顯著。當然，不是所有的刀具誤差都會影響到零件的制造精度。對于普通車床使用的車刀而言，可以調節溜板補償刀具誤差最終加工制造精度就不會有明顯影響。

3 機床提高精度的措施和方法

3.1 消除機床主軸誤差

(1)保持對機床設備的愛護，確保操作時不會對主軸施加外力作用，如敲擊等。(2)強化與機床主軸箱配套的箱體支撐孔、主軸軸桿和軸承，以及其他相配合部位所有外在表面的加工精度。(3)主軸軸承的質量控制要過關，要求高精度。在安裝主軸時要確保主軸平衡，且與軸承實現無縫貼合。對于部分高精度的滾動軸承，應提前預加載荷來確保降低磨損。(4)盡量選用能夠實現運動功能與定位功能相分離的主軸結構，消除加工工件時機床主軸回轉誤差對工件回轉精度的不良影響。

3.2 消除機床導軌誤差

(1)機床的固定要平衡平穩，一般應采用正確的安裝方式固定于實地基礎上，對整體的位置、距離等進行準確精密的調整。(2)日常需重視導軌的保養和維護，經常清理衛生，杜絕鐵質粉末等覆蓋，防止重物對導軌的碰撞。(3)使用潤滑油等潤滑機床導軌，使導軌光滑順暢，確保機床在移動時不易磨損導軌表面，同時還應涂抹防銹材料防止生銹。(4)合理掌握實際工作環境，在合適條件下，搭配應用不同導軌形狀和組合形式，放長操作臺與機床自身導軌之間的銜接距離。

3.3 對誤差進行預防處理

其一，原始誤差的改進處理，需要進行刀具、夾具精度控制，避免安裝操作、組裝環節的誤差導致后續產品精度受損；提高主軸部件的精度、滾軸靈活度，避免回轉誤差的負面影響；其二，加強對刀具材料、刀具參數、切削控制等方面的管理，保證刀具的打磨效果良好，合理使用冷卻試劑，避免刀具磨損導致的誤差狀況；其三，加強對新材料的開發應用，借助科學合理的熱處理技術進行零部件內部應力的消除控制，保證對其進行調質、時效處理，該操作需要在精加工之前進行；其四，裝夾操作中，需要減低刀具更換次數，盡量保證一把刀具進行多次表面加工處理，減低基準不重合等偏差導致的誤差。其五，結構設計方面的優化處理，普通機床的結構設計中，需要保證其零部件剛度合理，避免外界受力變形的負面影響。加強特殊操作的熱量問題考慮，避免結構不當導致的熱量集中問題。

總之，機械加工中的誤差雖然不可避免，但卻可以通過對誤差產生原因的分析來制定誤差消除策略，進而提高機械產品零件的加工精度，使機械加工工藝和技術更加完善，從而促使機械制造業向著更加良性的方向不斷發展和進步。

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[3] 徐燕紅. 普通車床加工球槽分析[J]. 科技傳播，2012，11：144+109.