機(jī)械加工誤差分析與工藝改進(jìn)

宣 萍 崔 璐

（1.沈陽市鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司工藝部，遼寧 沈陽 110141；2.沈陽市日天工業(yè)裝備工程有限公司，遼寧 沈陽 110032）

機(jī)械加工誤差分析與工藝改進(jìn)

宣 萍1崔 璐2

（1.沈陽市鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司工藝部，遼寧 沈陽 110141；2.沈陽市日天工業(yè)裝備工程有限公司，遼寧 沈陽 110032）

在機(jī)械加工中，加工誤差由于各種原因不可避免地存在，如不通過正確、有效地方式來控制，這些誤差直接影響加工質(zhì)量，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。因此本文分析了加工誤差產(chǎn)生的原因、并從工藝措施、改進(jìn)等方面進(jìn)行論述，并在實(shí)際中應(yīng)用，提高加工精度。

加工精度；誤差；工藝措施

隨著現(xiàn)代加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)零件的加工要求也在不斷提高，保證零件符合圖樣，提高加工精度。本文針對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)生誤差的原因進(jìn)行剖析，并提出減少加工誤差的有效工藝措施。

1 機(jī)械加工精度

對(duì)加工件進(jìn)行機(jī)械加工后，加工件是否滿足要求，先檢驗(yàn)工件精度是否在允許誤差范圍內(nèi)。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面：尺寸精度、幾何形狀精度、相互位置精度。當(dāng)零件加工后滿足這些精度要求時(shí)，才是一個(gè)合格的工件。

2 機(jī)械加工誤差產(chǎn)生的主要原因

2.1 機(jī)床

機(jī)床的精度對(duì)加工精度有直接的影響，機(jī)床工作精度主要有：機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌精度、傳動(dòng)鏈精度。（1）機(jī)床主軸產(chǎn)生的精度誤差主要是由于機(jī)床主軸裝有夾具、工件或刀具，機(jī)床主軸相對(duì)為參考基準(zhǔn)，在機(jī)床工作時(shí)，主軸將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工件或刀具，從而工件或者刀具產(chǎn)生一定的位移，直接影響加工件的精度。（2）導(dǎo)軌精度產(chǎn)生的誤差主要是因?yàn)闄C(jī)床各部件在長期使用過程中的不均勻磨損及安裝質(zhì)量等問題導(dǎo)致機(jī)床精度降低、零件加工精度降低。（3）傳動(dòng)鏈精度誤差是指內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈中首末兩端傳動(dòng)元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差，它是按展成原理加工齒輪時(shí)影響加工精度的主要因素。

2.2 刀具

刀具誤差對(duì)加工精度的影響隨刀具種類不同而不同。定尺寸刀具（鉆頭、鉸刀等）加工時(shí)，刀具的尺寸誤差和磨損直接影響工件的尺寸精度。成形刀具（成形車刀，成形銑刀等）加工時(shí)，刀具的形狀誤差和磨損影響工件的形狀誤差。安裝誤差也可影響加工表面的形狀精度。對(duì)于一般刀具，其制造誤差對(duì)工件加工精度無直接影響。

2.3 定位

定位誤差主要有兩種情況：（1）基準(zhǔn)不重合。在機(jī)械加工中基準(zhǔn)是用來確定機(jī)械零件的點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系，如果圖樣基準(zhǔn)定位混亂，加工件由于誤差、公差累積等原因會(huì)造成尺寸配合不上，加工件報(bào)廢等。所以在圖樣上應(yīng)選擇統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn)、線、面。加工時(shí)，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)基準(zhǔn)選擇定位基準(zhǔn)。（2）定位制造不準(zhǔn)確。定位制造是工件定位面與夾具定位元件共同構(gòu)成的，由于夾具上的定位元件只是一個(gè)相對(duì)尺寸，與理論尺寸存在偏差，這種偏差應(yīng)保持在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，如果定位誤差超出公差允許的范圍，則工件定位面與夾具定位元件會(huì)產(chǎn)生較大的配合間隙，從而導(dǎo)致加工件產(chǎn)生誤差。

2.4 工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差

在機(jī)加工程中，由于刀具剛度、機(jī)床剛度、還有工件剛度等因素決定了受力形變的產(chǎn)生。加工件特性過軟、厚度薄，面積大的薄板類等工件在加工過程中會(huì)產(chǎn)生形變，對(duì)加工精度的影響比較大。另一方面刀桿剛度很差，刀桿受力變形對(duì)孔加工精度就有很大影響。最后是機(jī)床部件是很多復(fù)雜的零部件，迄今尚無合適的簡易計(jì)算方法，各種零部件剛度對(duì)工件誤差的影響比較復(fù)雜，有一定的影響。

2.5 工藝系統(tǒng)受熱形變引起的誤差

由于在機(jī)加生產(chǎn)過程中工件與機(jī)床、刀具都是在高速旋轉(zhuǎn)、切削下作業(yè)，產(chǎn)生熱量溫度極高，加工件會(huì)受到熱應(yīng)力而變形，這種形變對(duì)工件誤差的影響較大。

2.6 調(diào)整誤差

在每一道機(jī)加工序完成后，工件、刀具在機(jī)床上的互相位置會(huì)有所改變，所以對(duì)它們之間的相互、相對(duì)位置要進(jìn)行調(diào)整，保證加工的精度。

3 改進(jìn)誤差的工藝措施

通過對(duì)誤差的分析，在機(jī)加過程中不可避免的存在加工誤差，但是仍可以通過各種方式盡量減小加工誤差。下面對(duì)改進(jìn)加工誤差提出了幾點(diǎn)措施。

3.1 減少原始誤差。由于機(jī)床加工是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，存在很多影響因素，夾具、量具及刀具本身的精度，工件在加工中受力、受熱，刀具磨損等均屬于原始誤差，為了避免原始誤差積累影響加工精度。需要在加工過程中對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)不同的誤差原因采用相應(yīng)的解決措施，減小原始誤差。

3.2 誤差補(bǔ)償法。對(duì)于某些無法減小的原誤差，可采用人為施加與原誤差大小相等方向相反的誤差，通過這種方式抵消原誤差，采取誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ钥刂破鋵?duì)零件加工誤差的影響。

3.3 分化或均化原始誤差

3.3.1 分化原始誤差（分組）法：分化原始誤差法的思想就是化整為零。對(duì)于復(fù)雜的工件，如果在機(jī)加過程中，不對(duì)誤差進(jìn)行相應(yīng)的處理，則誤差在每一道工序中累積疊加，誤差會(huì)不斷地?cái)U(kuò)大，直接影響到加工件的精度。所以應(yīng)采取相應(yīng)的手段，將毛坯或工件尺寸經(jīng)分割為n組，每組工件的尺寸范圍就縮減為原來的1/n。誤差范圍也相應(yīng)的縮小到原來的1/n。然后在小范圍內(nèi)，調(diào)整刀具相對(duì)工件的準(zhǔn)確位置，最大限度地減少了原始誤差對(duì)加工件影響。

3.3.2 均化原始誤差法：對(duì)于配合精度要求很高的軸或孔，研具在與加工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過表面的摩擦和磨損，對(duì)加工件進(jìn)行微量削切，誤差不斷減少。均化誤差法就是通過有工件與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。

3.4 轉(zhuǎn)移原始誤差法：

誤差敏感方向是指通過刀刃的加工表面的法線方向也就是產(chǎn)生加工誤差最大的那個(gè)方向，切線方向?yàn)檎`差非敏感方向，誤差非敏感方向，影響小。轉(zhuǎn)移原始誤差法實(shí)質(zhì)是將誤差轉(zhuǎn)移到從敏感方向轉(zhuǎn)移到非敏感方向上。所以在加工過程中應(yīng)設(shè)法將加工誤差轉(zhuǎn)移到非敏感方向，提高加工精度。

結(jié)語

本文通過對(duì)機(jī)加生產(chǎn)中誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，可以看出由于機(jī)床等固有原因，產(chǎn)生誤差是不可避免的，但并非不能解決的。只要在加工生產(chǎn)中按照改進(jìn)的誤差工藝措施執(zhí)行，可最大程度的降低加工誤差，提高加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，帶來更大的效益。

[1]朱正欣.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

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[3]李玉平.機(jī)械加工誤差的分析[J].新余高專學(xué)報(bào)，2005（04）.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.103