淺談機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差與原因

賀林

摘 要：眾所周知，近幾年我國(guó)的機(jī)械工業(yè)取得了突破性的發(fā)展。但是機(jī)械加工工藝中存在的技術(shù)誤差，對(duì)加工精度及質(zhì)量具有嚴(yán)重影響。所以在機(jī)械加工工藝的控制中就必須加強(qiáng)對(duì)工藝技術(shù)誤差的重視，找出誤差原因，采取必要的誤差控制方法，從而不斷的完善機(jī)械加工工藝，提升機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命，確保機(jī)械加工工業(yè)的健康發(fā)展?；诖?，文章探討分析了機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差與原因，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工工藝 誤差問(wèn)題 解決對(duì)策

一、機(jī)械加工工藝技術(shù)與誤差分析

1.定位過(guò)程中的誤差

在機(jī)械加工的過(guò)程中主要存在兩種定位誤差，一種是定位副加工制造過(guò)程中數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。定位副由夾具定位元件和工件定位面一同構(gòu)成。定位副加工不準(zhǔn)確誤差是因?yàn)槎ㄎ桓敝圃炫浜祥g隙產(chǎn)生變異，或者是相關(guān)數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確從而導(dǎo)致一系列的誤差。在對(duì)加工原件進(jìn)行調(diào)整時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這種定位副加工不準(zhǔn)確誤差，但是在采用試切法加工工件時(shí)這種誤差就不會(huì)出現(xiàn)。另一種是基準(zhǔn)不重合所引起的誤差。[1]

2.機(jī)床制造過(guò)程中的誤差

在機(jī)床制造中，最常見(jiàn)出現(xiàn)的誤差類型主要為：導(dǎo)軌誤差、傳動(dòng)鏈誤差以及主軸回轉(zhuǎn)誤差等等。其中導(dǎo)軌誤差的出現(xiàn)主要是在進(jìn)行機(jī)床制造中，其主要部件相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)肌醇出現(xiàn)異常，在制造過(guò)程中精度對(duì)其機(jī)床成形后的位置關(guān)系具有直接影響。機(jī)床導(dǎo)軌誤差在機(jī)械加工中影響的情況一般為：在水平面及垂直面會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)軌直線度誤差，另外也有可能會(huì)出現(xiàn)在垂直面上的導(dǎo)軌平行度誤差。由于傳動(dòng)鏈在運(yùn)行中不斷的磨損，從而影響傳動(dòng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的差距進(jìn)而影響制造和裝配過(guò)程。由于平均回轉(zhuǎn)軸線和主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線存在一定的差距，從而產(chǎn)生主軸回轉(zhuǎn)誤差，會(huì)對(duì)零件制造產(chǎn)生直接影響，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)磨損和同軸度誤差均會(huì)增加主軸回轉(zhuǎn)誤差。[2]

3.加工器具的幾何誤差

（1）主軸回轉(zhuǎn)誤差

主軸回轉(zhuǎn)誤差會(huì)顯著影響到工件的形位公差，主軸回轉(zhuǎn)誤差主要可分為徑向跳動(dòng)、軸向和角度擺動(dòng)三種，具體見(jiàn)圖 1。在誤差敏感的方向，加工工件的表面不同，相應(yīng)的加工誤差也會(huì)因?yàn)榇仓鬏S的徑向跳動(dòng)表現(xiàn)出較大變化。例如通過(guò)機(jī)床加工外圓時(shí)，這種跳動(dòng)可能導(dǎo)致圓度誤差，但其并不影響端面加工精度。在相反情況下，車端面時(shí)，軸向跳動(dòng)則會(huì)對(duì)斷面的平面度產(chǎn)生影響，但不會(huì)影響到圓度。如果加工螺紋也同樣會(huì)造成螺距誤差。而主軸的角度擺動(dòng)產(chǎn)生的影響和徑向擺動(dòng)基本一致，區(qū)別在于，后者可能對(duì)工件的表面圓柱度也會(huì)有一定程度的影響。

（2）導(dǎo)軌誤差

車刀在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，機(jī)床的導(dǎo)向和承載都是通過(guò)導(dǎo)軌來(lái)實(shí)現(xiàn)。一些位置基準(zhǔn)和運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)等都是通過(guò)導(dǎo)軌來(lái)滿足。導(dǎo)軌各項(xiàng)誤差會(huì)對(duì)工件的形狀精度產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)軌在水平上的直線誤差將會(huì)直接影響到工件的法線方向精度，而相應(yīng)的加工精度影響也最大。

（3）傳動(dòng)鏈誤差

在進(jìn)行切削時(shí)，工件表面主要通過(guò)傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)。和傳動(dòng)相關(guān)的構(gòu)件主要有蝸桿、蝸輪絲桿等。機(jī)床在使用過(guò)程中隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不可避免的產(chǎn)生各種磨損和損壞，這樣也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。從而導(dǎo)致傳動(dòng)鏈誤差。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)越多中間涉及到的傳動(dòng)路線越長(zhǎng)，這樣相應(yīng)的傳動(dòng)鏈誤差也越大，從而對(duì)加工精度影響越顯著。

（4）變形后的工藝系統(tǒng)誤差

在加工過(guò)程中如果發(fā)生加工工藝系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)指標(biāo)改變，那么加工的零部件的精度就會(huì)受到一定的影響。系統(tǒng)的受力變形導(dǎo)致零件表面的誤差如材料的冷作硬化、金相組織變化及殘余應(yīng)力等精度問(wèn)題的產(chǎn)生。

二、減少機(jī)械加工技術(shù)誤差的方法

直接減少誤差。減少直接誤差是降低機(jī)械加工技術(shù)誤差的重要措施，部分直接誤差是可以通過(guò)預(yù)防來(lái)降低的。例如在機(jī)械加工中，由于受到熱度和相關(guān)力度的影響，軸車會(huì)產(chǎn)生一定的變形，為此可以進(jìn)行軸車對(duì)切，并以走刀的反方向?yàn)閷?duì)切方向，這樣就能充分的利用彈簧的性能來(lái)防止軸車變形。如果加工的零件比較薄，可選擇在在工件處在自由狀態(tài)時(shí)進(jìn)行加固，使得平整板和環(huán)氧酯充分結(jié)合，將工件用吸盤磨平，不僅加強(qiáng)了工件剛度，同時(shí)降低了工件兩端磨削作用，減少生產(chǎn)加工的直接誤差。（2）誤差補(bǔ)償法。誤差補(bǔ)償法，顧名思義，

是在誤差出現(xiàn)后對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的彌補(bǔ)和糾正，降低誤差對(duì)機(jī)械加工部件的精度，而在誤差補(bǔ)償法中，對(duì)誤差的糾正方法也是格外特殊的，通過(guò)人為制造出一種人為誤差，進(jìn)而對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行中和和抵消，降低原始誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響。筆者就拿個(gè)人工作經(jīng)歷舉例來(lái)講：滾珠絲桿是在制造、加工數(shù)控機(jī)床過(guò)程中的重要對(duì)象，為了避免磨損影響機(jī)械加工的精確度，筆者通常會(huì)有意將絲桿螺距磨得比標(biāo)準(zhǔn)值要小一些，這樣就抵消了在預(yù)加拉伸力的過(guò)程中產(chǎn)生的制造誤差，與此同時(shí)，產(chǎn)生的正應(yīng)力，能夠抵消在絲桿受熱中后產(chǎn)生的絲桿內(nèi)壓應(yīng)力，從而保持了標(biāo)準(zhǔn)螺距。（3）誤差分組法。誤差分組有利于提高工藝精度、降低誤差范圍。在進(jìn)行具體的機(jī)械加工時(shí)，可以按照實(shí)際情況將成品或者毛坯的尺寸和誤差大小進(jìn)行合理分組，這在很大程度上可以減少誤差的產(chǎn)生。分組之后可以有效調(diào)整器械之間的具體位置，有效縮小整體誤差，提高整體工藝精度。（4）減少溫度變形。當(dāng)前控制溫度變形的主要方法為冷卻液，以此來(lái)降低工件的局部溫度，實(shí)現(xiàn)降低工件變形的目的。道具的溫度變形控制就可以采用冷卻液的方法，從而使得道具快速散去熱量，并減少切割導(dǎo)致的摩擦熱。對(duì)機(jī)床熱變形控制的方法有很多，從熱源角度分析可以減少機(jī)床和熱源聯(lián)系，也能通過(guò)潤(rùn)滑劑來(lái)降低產(chǎn)熱。從散熱來(lái)說(shuō)冷卻液是最有效的措施，還能夠在熱量出現(xiàn)較大的部件安裝散熱裝置，從而來(lái)減少溫度形變?cè)斐傻牧慵a(chǎn)誤差。

結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)械加工工藝的重要性，分析機(jī)械加工工藝中出現(xiàn)誤差的原因，并進(jìn)一步探究了三種機(jī)械加工過(guò)程中誤差控制技術(shù)，已經(jīng)成為機(jī)械加工工業(yè)中非常重要的工作內(nèi)容。相關(guān)人員要對(duì)此予以高度重視，并不斷探索新的方式方法，提升機(jī)械加工誤差的控制技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]于磊.機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差與原因分析[J].科技視界，2015（09）：68.

[2]李淵.機(jī)械加工工藝技術(shù)及誤差的分析[J].科技展望，2015（13）：70.