機(jī)械加工誤差的分析

唐永忠

（桂林電子科技大學(xué)， 廣西 桂林 536000）

引言

機(jī)械加工工業(yè)中，造成加工誤差的因素十分復(fù)雜，由于機(jī)械加工工藝技術(shù)、使用設(shè)備不同，生產(chǎn)出的產(chǎn)品規(guī)格和質(zhì)量也存在很大差別，基本上可分為原始誤差和工藝誤差兩種，原始誤差多為機(jī)械設(shè)備因素，工藝誤差多為人工操作因素，存在較大不確定性，貫穿加工全過程，若想有效提高機(jī)械加工精度，降低機(jī)械加工誤差，就需要從多個角度進(jìn)行分析，尋找和歸納誤差產(chǎn)生原因、誤差性質(zhì)，制定針對性措施，以解決機(jī)械加工誤差問題。

1 機(jī)械加工工藝基本情況

機(jī)械加工工藝流程，是零件或工件加工制造的步驟，主要依據(jù)設(shè)計圖紙尺寸、樣式和要求，通過機(jī)械加工方式，對普通原材料幾何形狀、尺寸、表面質(zhì)量等進(jìn)行加工，使其成為工業(yè)成品或半成品的流程，機(jī)械加工工藝水平高低直接影響產(chǎn)品質(zhì)量[1]。因此，需要嚴(yán)格控制機(jī)械加工工藝流程，在實際操作時，技術(shù)人員需要明確產(chǎn)品加工方式、加工工藝流程、需要參與的技術(shù)人員等，結(jié)合工廠實際情況，制定科學(xué)合理的施工方案，最大限度減小機(jī)械加工過程中人員失誤，提高機(jī)械加工精度。此外，機(jī)械加工工藝技術(shù)具有較強(qiáng)針對性和適用性，不同類型的工業(yè)產(chǎn)品認(rèn)證都有其對應(yīng)機(jī)械加工工藝，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視這一特點，加大機(jī)械加工工藝技術(shù)改革創(chuàng)新力度，制定更為科學(xué)合理的工藝流程和加工方案，提高整體技術(shù)人才業(yè)務(wù)水平，不斷提高機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量，提高企業(yè)市場競爭力。

2 機(jī)械加工誤差產(chǎn)生因素

2.1 機(jī)床制造誤差

機(jī)床是目前機(jī)械加工主要應(yīng)用設(shè)備，在長期應(yīng)用過程中，其部分配件會產(chǎn)生一定磨損，導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)誤差、傳動鏈誤差及導(dǎo)軌誤差等問題，對機(jī)械加工精度產(chǎn)生影響。其中，主軸回轉(zhuǎn)誤差，指主軸各瞬間實際回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線的變動量，簡單來說就是作為零配件基準(zhǔn)的主軸，一旦發(fā)生磨損，就會產(chǎn)生基準(zhǔn)誤差，繼而影響機(jī)械加工精度，產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差的因素有軸承本身誤差、主軸繞度、軸承間的同軸度誤差等[2]；傳動鏈誤差，是傳動鏈?zhǔn)褂眠^程中磨損、各組成環(huán)節(jié)的制造和裝配誤差等導(dǎo)致的，傳動鏈?zhǔn)寄﹥啥藗鲃釉鄬\動導(dǎo)致的誤差，最終對機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量造成影響；導(dǎo)軌誤差，導(dǎo)軌具有控制各零部件位置變化、確定機(jī)床各部件相對位置的作用，是機(jī)床運動的基準(zhǔn)，在機(jī)床實際使用中，導(dǎo)軌自身制造與安裝質(zhì)量不佳、不均勻磨損等都會導(dǎo)致導(dǎo)軌誤差。

2.2 定位誤差

機(jī)械加工中定位誤差主要有定位副制造不準(zhǔn)確誤差和基準(zhǔn)不重合誤差，在進(jìn)行具體定位操作時，定位副制造一般由工件定位面和夾具定位元件構(gòu)成，倘若定位副制造出現(xiàn)誤差，就會出現(xiàn)機(jī)械零部件變形或松動，使得機(jī)械加工各部件無法緊密合作，引發(fā)工件最大位置變動量，導(dǎo)致定位副制造不準(zhǔn)確誤差；基準(zhǔn)不重合誤差，指在機(jī)床上加工工件時，需要確定工件上某些幾何參數(shù)為加工時定位基準(zhǔn)，倘若與設(shè)計基準(zhǔn)不重合，就會產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。

2.3 工具使用誤差

機(jī)械加工過程中，工具使用是必不可少的重要內(nèi)容，而且隨著機(jī)械加工工藝技術(shù)的發(fā)展，可使用的工具也愈加復(fù)雜多樣，合理使用機(jī)械加工工具，與提升產(chǎn)品加工效率和質(zhì)量有著十分緊密的聯(lián)系[3]。以刀具為例，在機(jī)械加工過程中，使用任何刀具都會造成磨損，導(dǎo)致工件形狀和尺寸的變化，不同種類刀具其幾何誤差對機(jī)械加工誤差的影響各不相同，如一般刀具制造誤差不會對機(jī)械加工誤差造成影響；定制刀具誤差將直接影響工件加工精度。因此，為避免工具使用誤差，技術(shù)人員不僅要根據(jù)加工產(chǎn)品選擇對應(yīng)工具，還要隨時注意加工工具磨損程度，及時更換，以保障加工效率和質(zhì)量。

2.4 內(nèi)應(yīng)力誤差

內(nèi)應(yīng)力指沒有外力作用而存在于零件內(nèi)部的應(yīng)力，工件一旦產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，就會處于一種極不穩(wěn)定的狀態(tài)，不但會自動向低能位穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變，而且極易引發(fā)形變，繼而使得加工精度難以滿足設(shè)計要求[4]。在對這類材料進(jìn)行加工時，內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生主要是由于原材料自身厚度、大小等不同，在加熱環(huán)節(jié)會出現(xiàn)受熱不均勻情況，繼而使得材料內(nèi)部產(chǎn)生不同形變量，如，一些細(xì)長型原材料在冷校直工序中，其內(nèi)部會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致材料出現(xiàn)形變彎曲，對加工精度造成影響。

3 機(jī)械加工中誤差控制有效措施

3.1 嚴(yán)格遵守機(jī)械加工原則

為有效控制機(jī)械加工誤差，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守機(jī)械加工工藝原則，即先主后次、先粗后精，有序開展機(jī)械加工活動。一方面，要加強(qiáng)機(jī)械加工管控機(jī)械加工定位基準(zhǔn)，減少基準(zhǔn)不重合數(shù)量和頻次，嚴(yán)格按照施工工藝流程進(jìn)行施工，注重機(jī)械設(shè)備、機(jī)床、使用工具等磨損情況檢查，減少技術(shù)誤差；另一方面，重視多表面加工工藝，嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求控制定位誤差，深入分析定位誤差產(chǎn)生因素并及時規(guī)避，以保障加工工藝技術(shù)的可靠性。

3.2 合理應(yīng)用誤差分組法

誤差統(tǒng)計分析法，指在加工零件中抽取一定數(shù)量的零件，利用數(shù)理統(tǒng)計法對檢測結(jié)果進(jìn)行檢查，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從中尋找規(guī)律性和加工誤差產(chǎn)生原因，以制定針對性解決措施。誤差分組法是基于誤差統(tǒng)計分析制定的一種解決措施，在實際機(jī)械加工過程中，為有效控制生產(chǎn)過程中誤差產(chǎn)生，可以采用誤差分組法，將加工原材料或半成品按照誤差進(jìn)行分組，分別對每個小組進(jìn)行施工，從而減少誤差產(chǎn)生，也能避免對其他加工環(huán)節(jié)造成影響，具有及時發(fā)現(xiàn)、分解和處理加工過程中差錯的優(yōu)勢，對提升機(jī)械加工精度，保障企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分積極的現(xiàn)實意義。

3.3 采用適宜誤差補(bǔ)償處理

在現(xiàn)階段機(jī)械加工工藝中，雖然有些誤差很難避免，但可以通過一些補(bǔ)償措施降低誤差影響，提升機(jī)械加工質(zhì)量。誤差補(bǔ)償法就是通過人為制造一些新的原始誤差，以抵消原有工藝系統(tǒng)中的誤差，使兩者大小相等、方向相反，從而達(dá)到抵消誤差的效果。例如，補(bǔ)償式機(jī)械加工方式，對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面精準(zhǔn)測量，獲取詳實詳細(xì)的參數(shù)信息，結(jié)合前期加工數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，再利用數(shù)據(jù)信息比對方式精確計算出機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的實際誤差值，將其傳輸至數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，從而對機(jī)械加工誤差進(jìn)行補(bǔ)償，具有操作便捷、效果明顯的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

在機(jī)械加工工藝中產(chǎn)生誤差是不可避免的，在機(jī)床制造、定位、工具使用、內(nèi)應(yīng)力等方面均有體現(xiàn)，嚴(yán)重影響機(jī)械加工精度和質(zhì)量。因此，相關(guān)企業(yè)和技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)重視機(jī)械加工誤差，深入分析誤差產(chǎn)生原因，并以此制定科學(xué)可行的控制措施，通過嚴(yán)格遵守機(jī)械加工原則、合理應(yīng)用誤差分組法、并采用適宜誤差補(bǔ)償處理等措施，降低機(jī)械加工中誤差及影響，避免對企業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p失，繼而加快推進(jìn)我國機(jī)械制造工業(yè)發(fā)展。

（編輯：王慧芳）