機械加工誤差的分析

韋紅萍

(廣西機電技師學院，廣西 柳州 545006)

1 引起實驗誤差的工藝因素

機械加工精度，是指工件在機械加工后的實際幾何參數(shù)與零件圖紙所規(guī)定的理想值的相符合的程度。加工過程精度越高，則材料加工過程誤差越小，反之越大。在實際生產(chǎn)機切削加工中，工藝傳動系統(tǒng)由工械機床、夾具、工件和機械刀具連接組成，專業(yè)工人在一定工作條件下通過此型的工藝控制系統(tǒng)下由手動來進行操作或自動地進行循環(huán)往復運行加工各種工件。因此，有一些多方面的影響因素直接影響對此系統(tǒng)性能，引起物料加工時的誤差，歸納起來主要有以下幾個多方面的影響因素：

(1)自動加工器在原理上的誤差。原理誤差即是在加工中由于采用近似的加工運動、近似的刀具輪廓和近似的加工方法產(chǎn)生的原理誤差。 完全符合理論要求的加工方法，有時很難實現(xiàn)，甚至是不可能的。

(2)安裝時的誤差。泛指在對工件進行安裝時所產(chǎn)生的定位、夾緊時所可能產(chǎn)生的精度誤差。

(3)工藝管理系統(tǒng)的內(nèi)部幾何物理誤差。泛指機械加工中所使用的機床、刀具和夾具本身在加工制造時所可能產(chǎn)生的運動誤差，以及實際使用中可能產(chǎn)生的機械磨損和自動調(diào)整

(4)冷熱工藝處理系統(tǒng)的內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)變形。機床、夾具、工件和切削刀具在整體受到了切削力、傳動力、離心力、夾緊內(nèi)應力、慣性內(nèi)應力和刀具內(nèi)應力等相互作用力下后就會迅速產(chǎn)生運動變形，從而嚴重破壞已設(shè)計調(diào)整好的機床工藝傳動系統(tǒng)各組成部分的運動相對性和位置運動關(guān)系，導致了機床加工工藝誤差的嚴重產(chǎn)生[1]。

(5)耐熱工藝處理系統(tǒng)的部件受熱應力變形。在機械加工過程中，由于溫度受到械切削熱、摩擦熱以及機周圍其它熱源等不同環(huán)境影響，工藝生產(chǎn)系統(tǒng)的工作溫度不穩(wěn)定產(chǎn)生復雜的變化，由此會造成工藝中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會不斷發(fā)生復雜變形，工藝系統(tǒng)中各組成部分的正確性的相對運動位置就會受到影響，導致了工藝加工過程誤差的頻繁產(chǎn)生。

(6)自動調(diào)整精度誤差。在零件加工過程中，總要對每一道加工機械工藝管理系統(tǒng)自動不一樣的自動調(diào)整優(yōu)化工作。由于每次調(diào)整不能盡可能地準確，因而容易產(chǎn)生每次調(diào)整時的誤差。

2 加工誤差的統(tǒng)計方法

2.1 正態(tài)分布曲線

2.1.1 正態(tài)分布曲線的應用

(1)用于驗證零件工藝控制能力強度系數(shù)驗證工藝控制能力強度系數(shù)一般表示了某種工藝控制能力的強度大小，表示某種零件加工工藝方法和某種加工后的設(shè)備工藝能否完全勝任某種零件所需的要求加工精度的一定程度。(2)將一批零件的合格率和廢品率進行統(tǒng)計。(3)誤差分析。需要用概率統(tǒng)計方法進行綜合分析，找出產(chǎn)生加工誤差的原因，加以消除，可從分布曲線的形狀、位置可以判斷加工誤差的性質(zhì)。

2.1.2 分布曲線法分析的不足

由于現(xiàn)在機械加工中系統(tǒng)誤差和隨機誤差往往是不可避免的，而作為分布曲線的機械加工自動樣本，必須同時指的是一批各個機械工件隨機自動加工后，在操作形成完畢后，隨機進行加工自動抽取的。

2.2 點圖分析法

2.2.1 點圖分析法的應用

在工藝點和線圖上面制作出工藝中心線和中點控制線后，就能即可根據(jù)工藝圖形和中點的精度分布以及情況應用來準確判斷整個工藝操作過程精度是否穩(wěn)定，因此被廣泛應用在產(chǎn)品質(zhì)量安全管理中。波動情況也就是點和線圖出現(xiàn)具有明顯的直線上升或橫向下降波動傾向，或點圖出現(xiàn)下降幅度很大的點圖波動，這種波動情況也稱為異常點圖波動，說明該產(chǎn)品工藝生產(chǎn)過程可能是不穩(wěn)定的。一旦出現(xiàn)異常價格波動，就要及時檢查尋找真正原因，消除產(chǎn)生不穩(wěn)定的因素。

2.2.2 點圖分析法的特點

所需要采用的工藝樣本庫均為一個順序小型的樣本，可以清楚看出順序變值系統(tǒng)誤差和隨機函數(shù)綜合系統(tǒng)誤差的變化趨勢，因而我們能在整個工藝運行過程中及時準確提供工藝控制器和工藝運行過程的相關(guān)信息;樣本計算簡單，圖形直觀，因此在產(chǎn)品質(zhì)量安全管理中廣泛應用。

2.3 加工誤差的分析計算法

分析精度計算該方法的分析計算過程工作量較大，而且一般要求沒有收集相應的數(shù)據(jù)資料，因此多數(shù)適用于大批大量零件生產(chǎn)中或用于單件小批大量生產(chǎn)過程中的重要精度要求高零件，一般都認為是在精加工后的工序，如果加工的零件精度要求不高，廢品率低就不需要進行誤差分析了。

3 提高加工精度，減少誤差產(chǎn)生的措施

3.1 誤差預防

實踐與理論分析表明，精度測量要求達到高于某一定程度后，利用測量誤差法和預防法等技術(shù)應用來降低提高材料加工成品精度所需要花費的技術(shù)成本將導致成本呈指數(shù)級的增長。

3.2 誤差補償

為保障數(shù)控機床機械加工精度得以提升，妥善運用誤差補償法，專業(yè)技術(shù)人員需做到以下幾點：(1)合規(guī)操作。誤差補償法的應用對數(shù)控機床機械加工系統(tǒng)精細化操作提出更高要求，尤其是在多種補償方法聯(lián)合應用時，更需要各系統(tǒng)高效配合，落實誤差補償目標，達到機械加工的目的。(2)實事求是。不同數(shù)控機床機械加工組織資源條件各異，對誤差補償法的應用存在一定特殊性、針對性，為此專業(yè)技術(shù)人員需根據(jù)機械加工制造環(huán)境采取有效方法，旨在妥善運用誤差補償法。(3)創(chuàng)新優(yōu)化。機械設(shè)備精度、加工系統(tǒng)、人員素質(zhì)、綜合管理等因素均會對誤差補償法的應用帶來負面影響，這就需要立足數(shù)控機床機械加工需求不斷創(chuàng)新優(yōu)化，繼而豐富誤差補償方法，滿足數(shù)控機床機械加工精度，提升切實需求。

4 結(jié)語

總而言之，機械加工過程當中存在著許許多多的加工誤差，僅通過加工誤差的分析計算法并不能完全解決誤差，必須通過相應的手段，才能夠解決誤差。