機(jī)床機(jī)械加工誤差產(chǎn)生的原因剖析

仄士春

摘 要：機(jī)床機(jī)械加工是工業(yè)中的重要項(xiàng)目，機(jī)床機(jī)械加工生產(chǎn)中容易出現(xiàn)誤差，也就是機(jī)械零部件實(shí)際尺寸偏離理想尺寸的數(shù)值要求，造成機(jī)床機(jī)械加工生產(chǎn)誤差的原因很多，影響了機(jī)床機(jī)械加工的過(guò)程。本文主要以機(jī)床機(jī)械加工為研究對(duì)象，分析生產(chǎn)中誤差產(chǎn)生的幾點(diǎn)原因。

關(guān)鍵詞：機(jī)床；機(jī)械；加工；誤差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.040

機(jī)床機(jī)械加工在制造行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，機(jī)床機(jī)械加工的效率比較高，對(duì)加工精度有著明確的要求，隨著機(jī)床機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展，機(jī)床機(jī)械加工中產(chǎn)生了諸多誤差，為了提高機(jī)床機(jī)械的加工精度，應(yīng)該了解引起加工誤差的原因，在此基礎(chǔ)上補(bǔ)償誤差，最大化的降低機(jī)床機(jī)械加工生產(chǎn)中的誤差。

1 誤差影響

機(jī)床是機(jī)械制造加工的母機(jī)，機(jī)床與機(jī)械制造的質(zhì)量、性能存在密切的關(guān)系，機(jī)床加工時(shí)涉及到多種運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位置關(guān)系完成機(jī)床機(jī)械制造[1]，實(shí)際生產(chǎn)中不能忽視誤差的影響，誤差會(huì)破壞機(jī)床加工的過(guò)程，導(dǎo)致工件不符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，降低了機(jī)床加工生產(chǎn)的合格率。

2 誤差原因

本文結(jié)合機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)加工的過(guò)程，分析生產(chǎn)中引起誤差的幾點(diǎn)原因，具體分析如下：

（1）制造誤差。制造誤差是指機(jī)床機(jī)械制造流程中產(chǎn)生的誤差，主要表現(xiàn)在3個(gè)方面，分別是：1）回轉(zhuǎn)誤差，此類誤差出現(xiàn)在主軸位置，機(jī)床機(jī)械制造中軸承引起了回轉(zhuǎn)誤差，主軸之間會(huì)瞬間產(chǎn)生誤差，軸承、同軸度、主軸繞度等均是制造誤差的來(lái)源，回轉(zhuǎn)誤差是一類變動(dòng)性的誤差，其在機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)干預(yù)了零件的精度[2]；2）導(dǎo)軌誤差，機(jī)床機(jī)械制造生產(chǎn)中有一定的位置關(guān)系，當(dāng)位置關(guān)系出現(xiàn)誤差時(shí)就會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)軌誤差，導(dǎo)軌誤差后會(huì)出現(xiàn)不均勻磨損、傳動(dòng)偏位的問(wèn)題；3）傳動(dòng)鏈誤差，機(jī)床中傳動(dòng)鏈開(kāi)始端、末尾端的傳動(dòng)元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生了誤差，導(dǎo)致機(jī)床生產(chǎn)的元件上有裝配誤差，影響了機(jī)床制造的過(guò)程。

（2）刀具誤差。機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)中的刀具存在磨損問(wèn)題，刀具磨損后就會(huì)產(chǎn)生誤差，刀具加工零部件時(shí)改變了實(shí)際的尺寸、形狀[3]。機(jī)床機(jī)械制造生產(chǎn)中刀具不同引起的誤差也不同，普通刀具的誤差對(duì)零部件的影響比較小，誤差均可控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，而定制刀具誤差的影響不能忽視，一旦定制刀具本身有磨損、變形等問(wèn)題就會(huì)影響零部件生產(chǎn)的精度尺寸。

（3）夾具誤差。夾具在機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)中起到了固定的作用，其可明確規(guī)定好生產(chǎn)設(shè)備的對(duì)應(yīng)位置，夾具誤差對(duì)零部件生產(chǎn)的影響比較大，夾具誤差會(huì)破壞工件的固定位置，致使機(jī)床和刀具偏位而出現(xiàn)了幾何誤差。

（4）工藝誤差。機(jī)床機(jī)械加工工藝的誤差原因有：1）工件剛度，機(jī)床加工的工件剛度稍低，機(jī)床機(jī)械刀具切削工件會(huì)產(chǎn)生一定的受力，當(dāng)工件剛度偏低不能支撐切削受力時(shí)會(huì)引起工件變形誤差；2）刀具剛度，車刀在機(jī)床機(jī)械加工中的剛度變形是可以忽略的，其影響不大，刀具剛度誤差中影響最大的是刀桿受力，刀桿受力誤差對(duì)工件孔位的加工影響較為明顯，尤其是直徑偏小的孔，降低了工件孔的精度；3）機(jī)床部件剛度，多種部件組成了加工機(jī)床，機(jī)床部件的尺寸需采用實(shí)驗(yàn)測(cè)定的方法確定，實(shí)際機(jī)床部件的剛度、表面摩擦力等因素都會(huì)引起加工誤差。

（5）定位誤差。機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)加工零部件時(shí)需要在工件上選擇合適的要素點(diǎn)，要素點(diǎn)作為加工生產(chǎn)的定位基準(zhǔn)，如果定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不符合就會(huì)在生產(chǎn)中出現(xiàn)定位誤差，主要表現(xiàn)為不重合誤差。定位誤差中還包括定位副問(wèn)題，定位副制造有不準(zhǔn)確的間隙，導(dǎo)致加工工件產(chǎn)生了最大位置變化，無(wú)法保障工件定位的準(zhǔn)確度。

（6）應(yīng)力誤差。加工部件內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力，在機(jī)床機(jī)械加工中會(huì)產(chǎn)生外部作用力，外力作用在加工部件上促使內(nèi)部應(yīng)力出現(xiàn)了不穩(wěn)定的情況，內(nèi)應(yīng)力由高能向低能轉(zhuǎn)換，逐漸趨向于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力誤差。

3 誤差補(bǔ)償

根據(jù)上文中機(jī)床機(jī)械加工中誤差產(chǎn)生的原因，分析誤差補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)方法，具體操作如下：

（1）靜態(tài)補(bǔ)償。機(jī)床機(jī)械制造誤差中的靜態(tài)補(bǔ)償是一類基礎(chǔ)措施，主要是在機(jī)床加工程序中增加硬件結(jié)構(gòu)，在外力的作用下控制方向上的誤差，致力于減少誤差[4]。例如：機(jī)床機(jī)械中加工螺絲部件，使用螺距校正尺控制螺絲的間距，平衡螺絲間距參數(shù)，完成平衡補(bǔ)償?shù)墓ぷ鳌ｌo態(tài)補(bǔ)償既可以作為獨(dú)立的誤差控制方法，也可以與其他方法結(jié)合，完成機(jī)床機(jī)械制造中的誤差補(bǔ)償。

（2）動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償應(yīng)該與靜態(tài)補(bǔ)償方法結(jié)合使用，兩種方法結(jié)合能夠拓寬動(dòng)態(tài)補(bǔ)償在機(jī)床機(jī)械加工制造中的使用范圍。例如：機(jī)床切削工藝中，機(jī)床空間位置會(huì)根據(jù)機(jī)床位置發(fā)生改變，此類方法可以根據(jù)實(shí)際情況給出補(bǔ)償量，完成實(shí)時(shí)的反饋補(bǔ)償，誤差補(bǔ)償時(shí)控制了切削的熱量、溫度等參數(shù)，完成了實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

（3）進(jìn)給補(bǔ)償。機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)誤差控制中的進(jìn)給補(bǔ)償，主要是依靠進(jìn)給伺服系統(tǒng)完成的補(bǔ)償。進(jìn)給補(bǔ)償在機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)裝置上給出控制標(biāo)準(zhǔn)，完善機(jī)床加工的軌跡，控制好軌跡正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，加工精度能夠達(dá)到0.1μm，伺服系統(tǒng)能夠?yàn)闄C(jī)床誤差補(bǔ)償提供開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制的方法，通過(guò)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低誤差量。

（4）坐標(biāo)補(bǔ)償。坐標(biāo)補(bǔ)償在機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)加工中，利用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)照設(shè)計(jì)的參照位置，按照坐標(biāo)原點(diǎn)反饋出實(shí)時(shí)誤差，數(shù)控機(jī)床中的坐標(biāo)補(bǔ)償可以采用誤差校對(duì)的方法進(jìn)行控制，當(dāng)發(fā)生誤差時(shí)坐標(biāo)補(bǔ)償就可以重新設(shè)置參照數(shù)據(jù)，此類方法適用于三軸坐標(biāo)類的數(shù)控機(jī)床中，固定好機(jī)床機(jī)械的加工數(shù)據(jù)，給出軟件補(bǔ)償結(jié)果，有效控制機(jī)床生產(chǎn)的誤差。

4 結(jié)束語(yǔ)

誤差是機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)加工中不能忽視的因素，誤差對(duì)機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)的影響比較大，結(jié)合機(jī)床機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程采取誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ档驼`差對(duì)機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)加工的影響，完善加工的過(guò)程。誤差補(bǔ)償可以提高機(jī)床機(jī)械生產(chǎn)的準(zhǔn)確度，滿足零部件的應(yīng)用需求。

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