機(jī)械加工誤差的影響因素和控制措施

郭勇軍（湘潭技師學(xué)院，湖南湘潭　411100）

?

機(jī)械加工誤差的影響因素和控制措施

郭勇軍
（湘潭技師學(xué)院，湖南湘潭411100）

摘要：在機(jī)械加工中，誤差是不可避免的，但是可控。文章分析了機(jī)械加工誤差的影響因素，研究了誤差變化的基本規(guī)律，提出了控制誤差、提高機(jī)械加工精度的有效措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；誤差；影響因素；措施

機(jī)械加工精度，是指工件在機(jī)械加工后的實(shí)際幾何參數(shù)與零件圖紙所規(guī)定的理想值相符合的程度。而它們之間不相符合的程度，則稱為加工誤差。誤差的大小直接表明了整個(gè)加工過(guò)程中精度的高低。加工精度包括三個(gè)方面：①尺寸精度，限制加工表面與其基準(zhǔn)間尺寸誤差不超過(guò)一定的范圍。②幾何形狀精度，限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、直線度和平面度等。③相互位置精度，限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差，如平行度、垂直度和同軸度等。

1　機(jī)械加工產(chǎn)生誤差主要影響因素分析

（1）機(jī)床導(dǎo)致的幾何誤差。工件的加工精度在很大程度上取決于機(jī)床的精度。機(jī)床的磨損將使機(jī)床工作精度下降，主要影響因素是主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差。

（2）定位產(chǎn)生的誤差。一是基準(zhǔn)不重合誤差。在零件圖上用來(lái)確定某一表面尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。在工序圖上用來(lái)確定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依據(jù)的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)。在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，須選擇工件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，如果所選用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，就會(huì)產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。二是定位副制造不準(zhǔn)確誤差。夾具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得絕對(duì)準(zhǔn)確，它們的實(shí)際尺寸都允許在分別規(guī)定的公差范圍內(nèi)變動(dòng)。工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成定位副，由于定位副制造的不準(zhǔn)確和定位副間的配合間隙引起的工件最大位置變動(dòng)量，稱為定位副制造不準(zhǔn)確誤差。

（3）工藝系統(tǒng)受熱變形和受力變形引起的誤差。工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響比較大，特別是在精密加工和大件加工中，由熱變形所引起的加工誤差有時(shí)可占工件總誤差的60%。機(jī)床、刀具和工件受到各種熱源的作用，溫度會(huì)逐漸升高，同時(shí)它們也通過(guò)各種傳熱方式向周?chē)奈镔|(zhì)和空間散發(fā)熱量。工藝系統(tǒng)在切削力、夾緊力、重力和慣性力等作用下會(huì)產(chǎn)生變形，從而破壞了已調(diào)整好的工藝系統(tǒng)各組成部分的相互位置關(guān)系，導(dǎo)致加工鑄件誤差的產(chǎn)生，并影響加工過(guò)程的穩(wěn)定性。

（4）調(diào)整產(chǎn)生的誤差。在機(jī)械加工的每一工序中，總要對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行這樣或那樣的調(diào)整工作。由于調(diào)整不可能絕對(duì)地準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生調(diào)整誤差。在工藝系統(tǒng)中，工件、刀具在機(jī)床上的互相位置精度，是通過(guò)調(diào)整機(jī)床、刀具、夾具或工件等來(lái)保證的。當(dāng)機(jī)床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達(dá)到工藝要求而又不考慮動(dòng)態(tài)因素時(shí)，調(diào)整誤差的影響，對(duì)加工精度起到?jīng)Q定性的作用。

2　機(jī)械加工誤差的控制措施

（1）減少原始誤差。對(duì)于機(jī)床來(lái)說(shuō)，要重視日常的保養(yǎng)，以提高機(jī)床自身的幾何精度，要對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行合理化的大修、改造升級(jí)。此外，要提高夾具、量具及工具本身精度，控制工藝系統(tǒng)受力、受熱變形產(chǎn)生的誤差，減少刀具磨損、內(nèi)應(yīng)力引起的變形誤差，盡可能減小測(cè)量誤差等均屬于直接減少原始誤差。

（2）誤差補(bǔ)償。對(duì)工藝系統(tǒng)的一些原始誤差，可采取誤差補(bǔ)償法和誤差抵消法以控制其對(duì)零件加工誤差的影響。誤差補(bǔ)償法，該方法是人為地造出一種新的原始誤差，從而補(bǔ)償或抵消原來(lái)工藝系統(tǒng)中固有的原始誤差，達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。誤差抵消法，利用原有的一種原始誤差去部分或全部地抵消原有原始誤差或另一種原始誤差。①誤差補(bǔ)償法。此法是人為地造出一種新的原始誤差，從而補(bǔ)償或抵消原來(lái)工藝系統(tǒng)中固有的原始誤差，達(dá)到減少加工誤差，提高加工精度的目的。②誤差抵消法。利用原有的一種原始誤差去部分或全部地抵消原有原始誤差或另一種原始誤差。

（3）分化或均化原始誤差。為了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始誤差的方法。對(duì)加工精度要求高的零件表面，還可以采取在不斷試切加工過(guò)程中，逐步均化原始誤差的方法。①分化原始誤差（分組）法：根據(jù)誤差反映規(guī)律，將毛坯或上道工序的工件尺寸經(jīng)測(cè)量按大小分為n組，每組工件的尺寸范圍就縮減為原來(lái)的1/n。然后按各組的誤差范圍分別調(diào)整刀具相對(duì)工件的準(zhǔn)確位置，使各組工件的尺寸分散范圍中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范圍大大縮小。②均化原始誤差：此法過(guò)程為通過(guò)加工使被加工表面原有誤差不斷縮小和平均化的過(guò)程。均化的原理就是通過(guò)有密切聯(lián)系的工件或工具表面的相互比較和檢查，從中找出它們之間的差異，然后再進(jìn)行相互修正加工或基準(zhǔn)加工。

（4）轉(zhuǎn)移原始誤差。這種方法的實(shí)質(zhì)就是將原始誤差從誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到誤差非敏感方向上去。轉(zhuǎn)移原始誤差至非敏感方向。各種原始誤差反映到零件加工誤差上的程度與其是否在誤差敏感方向上有直接關(guān)系。若在加工過(guò)程中設(shè)法使其轉(zhuǎn)移到加工誤差的非敏感方向，則可大大提高加工精度。轉(zhuǎn)移原始誤差至其他對(duì)加工精度無(wú)影響的方面。

（5）就地加工法。在機(jī)械加工和裝配中有些精度問(wèn)題，牽涉到零件或部件間的相互關(guān)系，相當(dāng)復(fù)雜，如果一味地提高零、部件本身精度，有時(shí)不僅困難，甚至不可能，若采用就地加工法的方法，就可能很方便地解決看起來(lái)非常困難的精度問(wèn)題。就地加工法在機(jī)械零件加工中常用來(lái)作為保證零件加工精度的有效措施。

3　結(jié)語(yǔ)

要有生產(chǎn)出高質(zhì)量的機(jī)械零部件，就必須努力提高機(jī)械加工精度，盡量避免加工誤差。現(xiàn)在我國(guó)機(jī)械加工生產(chǎn)領(lǐng)域還存在很多問(wèn)題，我們?cè)诹私饧庸ふ`差產(chǎn)生的原因后，在掌握消除和減少加工誤差方法的同時(shí)，要在加工零件過(guò)程中認(rèn)真總結(jié)分析產(chǎn)生誤差的因素及原因，在工作實(shí)踐中解決問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

［1］李玉平，機(jī)械加工誤差的分析［J］.新余高專學(xué)報(bào)，2005，（4）.

［2］汪堯.工藝系統(tǒng)幾何誤差對(duì)加工精度的影響分析［J］.科技信息，2004，（4）.

The Influence Factors and Control Measuresof Machining Processing Error

GUO Yong-jun
（Xiangtan Technician College，Xiangtan，Hunan 411100，China）

Abstract:Inmachine processing，errors are inevitable but controllable.This paperanalyzesthe factors thataffect the machining error，andputsforwardeffectivemeasurestocontrolerrorandimprovethemachiningprecision.

Key words:mechanical processing；Error；Influencing factors；measures

中圖分類號(hào)：TH161

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-980X（2016）05-0028-02

收稿日期：2016-04-28

作者簡(jiǎn)介：郭勇軍（1965-），男，湖南湘潭人，大學(xué)本科，高級(jí)講師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、模具制造、數(shù)控加工專業(yè)教育教學(xué)。