機械加工誤差產生原因分析

摘 要：在機械加工過程當中，在諸多因素的影響下，往往會造成機械加工誤差。對于現(xiàn)代化的工業(yè)自動化生產來講，無疑是非常嚴重的。因為，一旦機械加工誤差超過了可允許范圍，很容易導致生產出來的機械成品報廢，進而對企業(yè)造成嚴重的經濟損失。因此，加強機械加工的誤差管理工作是十分必要的。結合當前機械加工中產生誤差的主要原因，探索如何提升機械加工的精確度。

關鍵詞：機械加工；誤差分析；應對措施

改革開放以來，我國的工業(yè)發(fā)展進程不斷加快，機械制造業(yè)也是取得了良好的發(fā)展成果。機械加工質量對于機械生產企業(yè)來講，無疑是非常重要的。其不僅關系到企業(yè)的“品牌效果”，更是關系到企業(yè)的經濟效益，甚至在很大程度上決定了企業(yè)的“生死存亡”。加強機械加工管理，有效避免機械加工誤差的產生是非常重要的。

1 機械加工精度以及誤差

機械加工精度是指機械零件加工之后，零件的實際幾何參數(shù)同設置的標準參數(shù)之間的契合度。一般情況下，實際得到的機械零件都不可能同設定的標準參數(shù)完全吻合，其中勢必會存在一定的差異。而這種存在的偏差就是所謂的加工誤差。

2 機械加工誤差產生的主要原因

通常情況下，誤差是不可避免的。下面本文對幾種常見的產生加工誤差的原因進行分析。

2.1 原始誤差

機械加工的工藝系統(tǒng)主要包括：機床、刀具以及夾具等。其中會產生各種各樣的誤差。除了定位誤差以及測量誤差之外，還可能因受力或者受熱而導致的變形引起的加工誤差。另外，還有工件內應力調整而導致的變形或者原理誤差。

2.2 機床的幾何誤差

目前，國內的機械加工中的半成品以及成品都是在車床上加工而成的，所以，這一過程中很容易出現(xiàn)各類誤差。例如：機床將工件固定在夾具上，利用高速旋轉的刀具對工件進行切削，稍有偏差，就會造成一定的加工尺寸誤差。這其中主要包括：主軸回轉運動誤差。該誤差主要是指主軸在某一時刻發(fā)生的回轉軸線同平均回轉軸線之間的變動值。主要是由主軸幾段軸頸的同軸度誤差以及主軸繞度誤差導致的；傳動鏈誤差。在傳動鏈的始末端之間，往往會由傳動元件之間的相對運動導致一定的誤差；刀具幾何誤差。刀具在切削的過程中，不可避免的會出現(xiàn)一定的磨損，從而導致工件的尺寸或者形態(tài)出現(xiàn)一定的差異，進而引起誤差。

2.3 定位誤差

通常情況下，機械加工中的定位誤差主要包括基準未能重合以及定位制造準確度不夠等問題。基準是確定零件點、線以及面之間關系的。定位基準出現(xiàn)偏差往往會導致機械零件加工誤差。主要原因就在于：機床夾具上定位元件的尺寸設計同理論標準之間出現(xiàn)偏差，一旦定位誤差的變動超過了允許的公差范圍，則會直接導致工件同夾具之間出現(xiàn)縫隙，并且，還會在機械加工過程中引起更大的位置變動量。

2.4 工藝系統(tǒng)受力變形導致的誤差

2.4.1 工件剛度。在機械工藝系統(tǒng)當中，當夾具、刀具的剛度大于工件剛度時，很容易導致工件在切削過程中出現(xiàn)變形問題，從而影響到工件的精度。

2.4.2 刀具剛度。一般情況下，外圓車刀在機加工表明法線方向的剛度較強，很少會出現(xiàn)變形問題。但是，在鏜直徑較小的內孔，刀桿的剛度較小，內孔加工的精細度很容易受到影響，從而出現(xiàn)加工誤差。

2.4.3 機床部件剛度。機床部件主要是由各類零件所組成的。目前，還沒有較為適合的機床部件剛度計算方法。因此，通常情況下，都是采用實驗手段對機床部件的剛度進行檢測。檢測結果可知：變形問題同載荷之間并不存在明顯的線性關系；加載曲線要領先于卸載曲線。

3 有效降低機械加工誤差

3.1 盡量減少原始誤差

原始誤差的減小主要是通過對機械零件的每一項加工工序進行認真檢測，在明確誤差發(fā)生的原因之后，制定出具體的解決措施并嚴格執(zhí)行。例如：當對細長軸進行車削加工時，因為軸向切削力很容易導致細長軸彎曲變形，從而引起機械零件的加工誤差，因此，要使用大走刀反向車削方法，最大程度地降低彎曲變形程度。

3.2 誤差補償

當原始誤差出現(xiàn)之后，可以采取一些補救措施，即所謂的誤差補償。該方法主要包括：人為的制造一些新的原始誤差，將原來工藝系統(tǒng)中存在的原始誤差補償或者抵消，從而達到減少機械加工誤差的目的，有效地提升機械加工精度。

3.3 原始誤差轉移

原始誤差轉移的目的就是將敏感方向的原始誤差轉移到非敏感方向中去。各類機械加工的原始誤差能夠將機械零件的誤差程度同誤差敏感方向是否存在直接聯(lián)系反映出來。因此，如果在加工過程中，能夠將敏感方向上的誤差轉移到非敏感方面，就可以將機械加工的精確度大大提升。

3.4 均分原始誤差

在機械加工過程中，工件毛坯的自身性能以及上一道機械加工工序中都可能存在一定的誤差，并且，將這個誤差延續(xù)到下一個工序當中。從而將機械加工的精確度進一步闡釋不良影響。這個時候通常使用均分原始誤差的方法進行處理。其實，這種方法實際上就是將原始誤差進行平均劃分，例如：將原始誤差平均分成n份，那么，這個時候每一組的誤差范圍就會相應的縮減到原始誤差的1/n，接下來，對各道工序進行優(yōu)化整理，最大程度低降低原始誤差造成的機械加工精度下降。

3.5 就地加工法

由于在進行機械零件的加工（或配裝）時，常存在著一系列的精度問題，如各機械零件（或部件）之間的互配關系，如果彼此間的配合存在偏差也會造成誤差影響。但是此時如果僅僅是依靠提高零件以及或者其他部件自身的精確度，往往需要較高的工藝水平優(yōu)勢甚至是無法實現(xiàn)的，因此需要采用到就地加工法，且該方法也常常被用以確保加工精度的有效措施于機械零件的加工當中。

4 結束語

機械加工誤差產生的原因比較復雜，并且，很難將其完全消除。因此，如何將其控制在可允許范圍之內，是當前研究工作的重點。本文首先對機械加工過程中存在的誤差以及產生的原因進行分析，然后，提出相應的應對措施。希望能夠對相關的研究工作者提供一些幫助。

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