淺析機械加工存在誤差及其解決策略

匡鑫

摘 要：本文簡要分析了機械加工中相對容易出現的誤差及其解決策略，旨在加強機械產品性能和精度，提高機械加工企業的經濟效益和市場競爭力。

關鍵詞：機械加工；誤差；解決策略

1 機械加工存在誤差分析

1.1 機械加工中的定位誤差分析

該誤差主要分為兩種情況：其一，定位制造不準確；其二，基準不重合。當中，機床夾具定位元件和工件定位面構成定位制造，定位制造不準確產生誤差是由于夾具定位元件尺寸同理論標準有差異，但誤差的變動需要在規定標準公差范圍內合理進行，倘若在公差規定標準外，將造成夾具與工件產生間隙，機械加工過程中會出現最大位置變動量，導致誤差；機械加工中，基準有定位基準、工序基準和設計基準。倘若實際加工時設計基準和定位基準不重合，將出現誤差。

1.2 機械加工工藝系統受熱變形導致誤差

鑒于道具與工件在機械加工過程中高速運轉作業，工件、夾具、刀具和機床間將產生摩擦熱，特別是在刀具和工件間能夠產生很高的摩擦熱，這些熱量以各種傳熱方式進行傳播，所以，工藝系統難免受到熱變形的影響，造成機械零件加工過程中產生誤差。機械加工精度受到工藝系統熱變形的影響相對較大，尤其是在大件加工以及精密加工中，因為受熱變形所產生的誤差率較高。

1.3 機械加工工藝系統受力變形導致誤差

該方面引起的誤差主要由以下三因素決定：機床部件剛度、刀具剛度以及工件剛度。①在機床內部有諸多復雜零件，每種零件剛度或多或少影響著機械零件加工誤差；②在機械零件加工中，倘若采用外圓車刀，我們能夠忽略刀具剛度影響出現的變形，然而，如果加工的工件內孔直徑相對小，在高速運轉中，較差的刀具剛度將出現變形，使得內孔加工尺寸不準確；③工件剛度倘若在夾具、刀具和機床剛度之下，那么在切削和主軸高速作業中，工件剛度差就會產生形變，影響零件加工精度。

1.4 刀具、夾具和機床的幾何誤差

①機械加工中會使用諸如擴刀、銑刀和切刀等等，刀具種類的不一也會影響機械加工形狀與尺寸有很大的區別。具體而言之，在選用諸如鉸刀和鉆頭之類的定尺寸刀具時，機械零件加工精度在很大程度上受到刀具的制造誤差影響。在選用如車刀等一般刀具時，此類制造的誤差對機械零件加工精度的影響不大；②夾具的制造誤差在較大成程度上影響零件加工精度，尤其是位置精度。③機床制造誤差對機械零件加工精度的影響主要有三方面：其一，傳動鏈誤差（傳動鏈始末兩端傳動元件相對運動的誤差）；其二，導軌誤差（導軌的安裝質量及不均與磨損）；其三，主軸回轉誤差（機械零件加工方式不同，主軸回轉誤差也不一，其能夠分解成角度擺動、軸向竄動以及徑向圓跳動三種。）

2 解決機械加工存在誤差的有效策略探討

2.1 轉移和減少原始誤差

一方面，倘若機械產品加工時，機床精度不能有效達到產品加工時的要求，為此可加強夾具精度以轉移機床精度不足所帶來的影響。轉移原始誤差具體能夠通過對工藝系統的熱變形、受力變形和幾何誤差的轉移而實現。可在最大程度上提高機械零件加工精度；另一方面，減少原始誤差主要是檢測機械零件的每個加工程序，將存在誤差的原因查明，然后采取針對性解決措施。對于具有成形表面的零件加工存在的誤差，需要提高刀具安裝技術，最大限度減少刀具安裝過程中的誤差且減少刀具成形形狀的誤差；對于機械精密零件加工時，最好提高精密機床的剛度和精度，有效控制加工受熱變形。

2.2 均化和均分原始誤差

誤差均化法指的是在機械零件加工中，一般都有些孔、軸對配合精度的要求相對較高，因此，我們通常選用刀具研磨工藝，此工藝對研磨工具自身精度沒有較高的要求，而是在工件同研磨工具告訴運轉作業中，通過來回的摩擦對工件的形狀進行改變，從而實現機械零件相對高的精度。研磨工具同工件間的反復摩擦以及損耗，在這個過程中不斷地均化誤差。所謂均分原始誤差，指的是在機械零件加工時，鑒于零件本身性能問題的存在或者在先前工序中就存在誤差使得進行下一道工序時將誤差延續，如此一來，將會導致誤差不斷地擴大，進而影響到機械零件的精確度。而誤差均分法是解決該問題的有效方法，即假定把原始誤差等量劃分成N組，則相對原始誤差而言，等量劃分后的各組誤差范圍就會減少1/N，然后再調整優化各道工序，能夠在最大程度上降低機械零件加工受到原始誤差的影響，保證機械零件精度。

2.3 利用當前先進的機械加工技術，達到實時誤差控制

伴隨我國科學技術的迅速發展，數控機床現代化已十分廣泛，其借助計算機軟件及其技術，可以對機械零件加工工藝系統中的各個過程的幾何參數進行實時地監測，再按照被監測到的誤差程度及方向，通過補償控制設備構建一個誤差的微量位移，從而達到及時地誤差控制。

2.4 補償原始誤差

機械加工存在的誤差不可避免，然而我們能夠通過人工方式給予原始誤差制造某些新誤差，以此均衡或者抵消機械加工工藝系統中的原始誤差，提高機械零件加工的精確度。我們在應用此方法時，以下注意方面需要說明：原始誤差和人為制造的新型誤差一定要確保兩者大小相等且放心相反，易言之，倘若原始誤差是負值，那么人工創造的誤差就需要時正值。該方法是減少誤差，加強零件精度的有效措施。

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