影響機械加工精度的常見因素及預防措施

劉威

摘 要：對于一款產品來講，影響其合格率的原因非常多，其中主要原因在于加工精度誤差。通常來講，該誤差主要是在加工的過程中形成的，所以為了避免或是盡量減小誤差，企業在運用設備進行生產活動之前要認真分析怎樣才能夠降低或是避免各類要素對精確度造成的影響。在此前提之下，文章具體分析了加工精度相關的知識，闡述了幾個常見的影響要素，并且結合自身的經驗，分析了幾種可以降低誤差的方法。

關鍵詞：機械加工；加工精度；加工誤差

中圖分類號：TH161 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）33-0082-02

對于機械產品來講，其性能以及使用時間和它的加工品質之間的關系非常密切。通產我們在評價加工品質的時候會用到兩項標準，即加工精度以及表面品質。在加工的過程中，因為存在很多的干擾要素，會導致零件和刀具與預期的位置相偏離，進而使得生產出的產品和圖紙中標準的數值之間有差異，我們一般將預期和真實之間的差距用加工精度或是誤差來體現。因此，對于有關的工作者來講， 當務之急的工作就是積極研究怎樣提升加工精度，降低誤差。

1 機械加工精度與加工誤差簡述

1.1 加工精度

在機械加工行業中時常會提到加工精度一詞，它主要是用來衡量產品的品質的。我們一般將加工精度定義為加工之后的零件的數值和圖紙中預期的數值之間的符合度。通常來講，圖紙數值指的是零件的方位以及尺寸和形態等。而理想零件指的是真實數值和圖紙數值高度統一，也就是說完全符合設計要求。

1.2 加工誤差

在真正開展機械加工工作的時候，經常會因為各種不同的原因影響到加工的精度，通常將加工時的偏差稱作是加工誤差。在具體的工作中，只要零件的誤差處在我們可以接受的區間之內，能夠穩定的發揮功能就可以。

2 對精確度有干擾的要素簡述

2.1 原理誤差

所謂的原理誤差，具體來講指的是在加工的時候使用了相近的刀具替代規定的刀具或是采用近似的加工運動而形成的誤差。對于后者來講，在加工零件的時候，我們為了實現特定目標，往往希望刀具和零件之間存在特定運動聯系。從理論層面上來看，在加工的時候我們應該按照理想原理來處理，不過某些時候該原理需要非常復雜的環節，此時就導致精度變低。因此，在具體處理的時候，我們會采取近似的原理，此時就會出現誤差。對于前者來講，在加工零件的時候，運用相近的刀具同樣會使得誤差發生。具體來講，在加工的時候，一些較為特殊的零件需要特殊的刀具，而短時內可能沒有找到該刀具，此時只能使用相近刀具替代，此時就形成了誤差。

2.2 機床誤差

機床自身的精度會影響到加工的精度。在具體的加工過程中，我們通常從導軌誤差、主軸誤差和傳動鏈誤差等幾個層面分析誤差。導軌是一種非常重要的零件，它主要是用來確定別的零件的運動位置的。受其影響最為明顯的是形狀誤差，在加工零件表面的法線方向上，導軌在垂直面內的直線度誤差不容易被反應出來，導軌誤差對加工精度的影響最小，而導軌在水平面內的誤差會使刀具在水平面內產生較大的位移，引起零件在半徑上產生較大的誤差。機床的主軸誤差一般就是指主軸的回轉誤差，主軸是各種機床在生產時刀具和被加工零件的運動基準和位置基準。主軸回轉誤差就是在主軸運轉的情況下，主軸的軸心線位置的偏離程度。由于構成主軸的各零部件都會存在著一些誤差，在這些誤差的綜合作用下主軸在每一瞬間時回轉軸線的空間位置都會產生變化，進而形成主軸誤差。對于主軸誤差，可以認為在任一瞬間內，主軸會相對與主軸的理想回轉軸線做相對運動，人們把這個相對運動分解為三種獨立的運動，即純徑向移動、純軸向竄動及純角度擺動，以這三種獨立的運動來量化描述主軸誤差的大小。另外，不同的加工方法，主軸回轉誤差對零件的加工精度的影響是不同的。傳動鏈誤差，前面在介紹原理誤差時說過，為了得到某種特定的表面，人們需要在機械加工時在刀具和工件之間建立某種運動關系。比如滾切齒輪表面，需使工件和滾刀之間有準確的展成運動，在機床機構中，負責和完成這種運動關系就是機床中的傳動系統，也就是傳動鏈。由此可知，該誤差會對精確度有非常明顯的影響，因此一定要認真分析。傳動鏈由很多零件構成，當機床進行加工活動的時候，因為零件本身有著極為明顯的誤差，使得傳動鏈形成誤差，而且因為機床的長久運行，導致零件的磨損變嚴重，進而使得上述誤差擴大，并且會因為傳動機構的增加而導致誤差變得更加明顯。

2.3 工藝系統變形產生的加工誤差

通常來講，工藝系統的改變會影響到加工的精度，而這種改變主要原因在于受到外在力影響或是受熱。對于前者來講，系統會因為外力干擾而改變，此時加工精度會改變。除此之外，在處理一些較大剛度的零件時同樣會出現此類問題，這主要是因為機身老化導致的。當粗車的時候，如果切削力太大的話，會導致刀具工件退讓，當粗車完以后又會復原，此時精車的話，就算是不進刀，刀尖同樣會影響工件，有時需要朝后退刀才會符合精車規定，此時只能依靠經驗來判定退刀多少，此時就會導致誤差。在機床生產的時候，系統會因為摩擦或是切割的原因而變熱，導致刀具或是部分零件因為受熱的原因而發生變形，進而使得它們的位置以及形狀等改變，而且會影響到傳動鏈的精確性。所以，系統受熱會導致加工精度受到極為明顯的影響，使得誤差出現。

3 提高機械加工精度的措施簡述

3.1 認真分析誤差特性，加大資金投入力度

要想提升精確性首先就要明確誤差的特性。對于常見的加工誤差來講，依據它們的存在規律可以將其分成兩個大的類型，分別是隨機誤差以及系統誤差。對于系統誤差來講，當我們持續加工零件的時候，此誤差不論是方位亦或是大小都不會改變，即便是改變的話也會依照特定規律改變。前者也被稱為常值系統誤差，包括原理誤差、機床零部件的制造誤差、工藝系統受靜力引起的加工誤差等；后者為變值系統誤差，包括工藝系統受熱、刀具磨損引起的加工誤差等。而對于隨機誤差來講，它指的是誤差方位以及大小等不會按照規律改變，像是零件的內力誤差以及定位誤差等均被劃分為這一類型。當我們明確了其特性之后，就可以針對具體情況制定合理的應對策略了。比如常值系統誤差的解決途徑，一般是在查明誤差的大小和方向后，通過相應的檢修工藝裝備和調整來解決，有時還會用某種常值誤差來抵消它。endprint

3.2 直接減小誤差法

在我們平時的機械生產過程中，經常使用直接減小誤差法。具體來講，它指的是在明確誤差的形成原因之后使用直接措施來降低或是消除誤差的一種方法。當我們使用車床處理細長的工件的時候，它們會在切削力的影響之下而發生形態方面的改變，使得每個區域的車削量不統一，此時就可以利用直接法，在零件和車刀對應的一邊做好固定，利用大進給反向切削措施，來降低誤差。

3.3 原始誤差減小法

我們知道原始誤差包括夾具誤差、量具誤差、機床的幾何精度誤差等，針對不一樣的誤差必須使用不一樣的措施來應對。所謂的原始誤差減小法，具體來講指的是在開始加工的時候發現誤差，便于我們提前采取應對方法，以此來避免影響，提升精確性。常見的方法有兩種，分別是轉移原始誤差法和補償原始誤差法。對于前者來講，如果我們無法降低或是避免誤差帶來的負面影響的話，可以以全新的角度分析問題，即當誤差無法減小的時候，不繼續去尋找其減小方法，而是竭盡全力的將影響精確度的要素轉換到對零件加工精確性規定不是很嚴格的地方。所謂的誤差補償法，具體來講指的是為了降低系統誤差的發生幾率，而引進的一種全新的誤差，以此來抵消系統誤差，進而起到提升精確性目的。如果系統誤差導致的影響變大的時候，引入的誤差造成的影響就會變小，相反來講誤差會變大。此處需要明確的是，在引入誤差的時候最好是確保兩者能夠恰好抵消。

3.4 就地加工法

針對那些對精確度有著較高要求的零件來講，在加工的時候非常費力，而且還會牽扯到很多部件，它們對于精確度的要求也非常嚴格，加工難度較大。對此可以使用就地加工措施來應對。

4 結束語

通常來講，我們會依據加工精度來測評所生產的零件是否符合品質標準。通過分析實際情況可知，在實際工作中即便是我們非常努力也無法百分百的避免誤差出現，同時在行業之中也允許特定誤差存在，在開展生產活動的時候可以通過合理的預防方法，盡最大努力的降低或是消除存在的誤差，以此來保證零件的品質良好。

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