普通機(jī)床加工誤差分析

周大勇，董文龍，鄧海燕

（中國人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院雷達(dá)士官學(xué)校，湖北武漢 430345）

0 引言

數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用大大減小了加工誤差，但是數(shù)控機(jī)床價格昂貴、操作復(fù)雜。大多數(shù)的機(jī)械制造業(yè)在加工普通零件時，仍會使用普通機(jī)床。因此，普通機(jī)床加工誤差的減小具有重要意義。

1 普通機(jī)床加工產(chǎn)生誤差的原因

普通機(jī)床加工生產(chǎn)產(chǎn)生誤差的原因是多方面的，不僅僅是由于機(jī)床工藝系統(tǒng)的原始誤差，還有機(jī)床加工過程中不可避免的因素[1]，少部分的人為操作技術(shù)問題都是普通機(jī)床加工產(chǎn)生誤差的原因。

1.1 工藝系統(tǒng)誤差造成的原始誤差

（1）主軸作為普通機(jī)床工藝系統(tǒng)的重要組成部分，它造成的誤差是整個原始誤差最大的誤差，主軸的運(yùn)動影響著整個零件的制造。主軸就像整個工藝系統(tǒng)的總指揮，主軸的誤差，必定會造成對加工零件的誤差。對于精密的零件來說，主軸內(nèi)軸徑的弧度、主軸本身、主軸承之間在同軸弧度方向上的誤差，都會造成加工零件的誤差。所以，主軸這一機(jī)床工藝系統(tǒng)的重要零部件的精準(zhǔn)度十分重要，主軸造成的原始誤差是加工零件誤差的原因之一。

（2）導(dǎo)軌造成的誤差。如果在普通機(jī)床進(jìn)行零件加工時，導(dǎo)軌相當(dāng)于一個傳送的通道，如果傳送過程偏離原定路程，就是導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線運(yùn)動產(chǎn)生誤差，導(dǎo)軌產(chǎn)生誤差則會造成加工零件的誤差。

（3）加工刀具是零件加工最重要的工藝系統(tǒng)。加工刀具相當(dāng)于醫(yī)生的手術(shù)刀，長一毫不行，短一毫不行。加工刀具如果存在誤差，對于加工零件的精準(zhǔn)度也會造成不良影響，導(dǎo)致零件產(chǎn)生誤差。如果加工刀具自身就存在誤差，那么經(jīng)過帶有原始誤差刀具加工的零件，一定會存在誤差。

（4）對刀是在加工零件之前進(jìn)行的最重要的工作。對刀裝置如果在對刀時產(chǎn)生了誤差，則對刀會引導(dǎo)元件本身的制造產(chǎn)生誤差，對刀夾具的安裝誤差以及由導(dǎo)引元件本身的尺寸、形狀、位置等公式累計造成誤差。在對于對刀裝置操作過程中產(chǎn)生的工藝系統(tǒng)原始誤差，可以在操作過程中最大的減小，對刀十分重要，影響整個加工過程，對刀在影響零件精準(zhǔn)度的問題上十分重要。

（5）夾具與刀具類似，也是普通機(jī)床工藝系統(tǒng)的重要組成部分。夾具是讓刀具和機(jī)床保持正確位置的重要工具。如果在夾具的上出現(xiàn)誤差，則是誤差上加誤差。對于夾具誤差造成的原因主要是因?yàn)閵A具本身制造時存在的誤差，以及不正確的安裝造成的誤差。夾具的誤差必定會造成零件加工的誤差。

1.2 加工過程中產(chǎn)生的誤差不可避免

（1）普通機(jī)床的工藝系統(tǒng)在加工過程中容易受力變形，產(chǎn)生誤差。由于普通機(jī)床的工藝系統(tǒng)的材質(zhì)問題，產(chǎn)生變形后會產(chǎn)生誤差。工藝系統(tǒng)的受力變形不會避免，因?yàn)橹灰辛Φ淖饔镁蜁a(chǎn)生形變。若提高工藝系統(tǒng)材質(zhì)的質(zhì)量，使形變的幅度減小，可以用來減小誤差[2]。不僅普通機(jī)床的工藝系統(tǒng)存在受力變形問題，數(shù)控機(jī)床也存在受力變形的問題，工藝系統(tǒng)的受力變形之后，零件加工必定會受到影響，這樣的誤差必定會存在。

（2）工件的剛度過低也會產(chǎn)生相應(yīng)程度的誤差。只要有力的作用就會產(chǎn)生形變，普通機(jī)床在進(jìn)行零件加工時，受到力的作用不僅機(jī)床的工藝系統(tǒng)會變形。力的作用還是相互的，機(jī)床的工藝系統(tǒng)和被加工的工件的受力相互作用，同樣會發(fā)生變形。而工件的剛度有強(qiáng)有弱，對于剛度強(qiáng)一點(diǎn)的工件來說，受力發(fā)生的形變會小一些，而剛度較弱的工件則形變的更明顯。工件剛度的強(qiáng)弱也會影響誤差的產(chǎn)生。

（3）在機(jī)床加工零件過程中，對于夾具的使用也是非常重要的。若夾具的夾緊力過大，會使被加工的工件發(fā)生形變。對于剛度不夠的工件來說，夾具的夾力過緊也是產(chǎn)生誤差的重要因素。夾力過緊，夾具與工件受到的力相互作用，機(jī)床的工藝系統(tǒng)和被加工的零件同時受力，都會發(fā)生形變，而剛度不夠的工件更容易發(fā)生形變。夾緊力的大小也是影響普通機(jī)床加工零件產(chǎn)生誤差的重要因素。

（4）零件加工產(chǎn)生誤差還有一個非常重要的因素。在機(jī)床的工藝系統(tǒng)進(jìn)行零件加工時，必然會散發(fā)出熱量，當(dāng)熱量達(dá)到一定程度就會引起物體的形變。不僅是加工零件的形變，機(jī)床的工藝系統(tǒng)也會產(chǎn)生形變，這樣就產(chǎn)生了誤差。加工過程受熱使機(jī)床的工藝系統(tǒng)和加工的零件發(fā)生形變是不可避免的，所以加工受熱產(chǎn)生的誤差也是不能避免的。當(dāng)普通機(jī)床連續(xù)長時間工作時，機(jī)床就會儲存大量的熱量，熱量得不到及時的散發(fā)就會使零件受熱發(fā)生形變。機(jī)床加工過程受熱也是影響普通機(jī)床加工精準(zhǔn)度的重要原因。

2 減小普通機(jī)床加工誤差的措施

（1）機(jī)械制造業(yè)中存在的誤差是不可能消除的，但是在一定的情況下，誤差的存在是可以被允許的。為了提高機(jī)械制造業(yè)的競爭能力，努力減小誤差是最重要的工作[3]。首先在機(jī)床自身的工藝系統(tǒng)方面減小誤差，就是對于原始誤差的縮小。世界上沒有完美的物品，就像誤差是不能避免的，機(jī)械制造企業(yè)能做的也只有是不停的追求最小誤差。機(jī)床主軸的改進(jìn)非常重要，對于主軸本身的精準(zhǔn)度需要提高，主軸內(nèi)軸徑的弧度和主軸之間在弧度的方向上都需要精準(zhǔn)的把握。機(jī)床的其他相關(guān)零部件在精準(zhǔn)度方面也需要提高，像刀具、夾具等重要的零部件在制作的過程中就要十分注重精準(zhǔn)度，從根源上減小機(jī)床工藝系統(tǒng)的原始誤差。原始誤差的減小能最大的縮減整個普通機(jī)床零件加工產(chǎn)生的誤差。在零部件的安裝方面也要十分注意，準(zhǔn)確安裝，盡可能的減小由于安裝帶來的誤差。尤其是對刀過程要特別注意，減小對刀過程的誤差。所以，減小工藝系統(tǒng)本身的原始誤差十分重要，對于零部件的精準(zhǔn)度要求和安裝要求都非常高，只有這樣才能最大程度減小普通機(jī)床工藝系統(tǒng)的原始誤差。

（2）對于普通機(jī)床來說，使用的零件材質(zhì)都比較普通，提高機(jī)床的零部件材質(zhì)，增加零部件的剛度，從而避免因受力過大或者加工過程受熱太強(qiáng)而發(fā)生的形變。加強(qiáng)零部件材質(zhì)的剛度之后，零部件有更強(qiáng)的能力來抵抗壓力，減小受力形變帶來的誤差。對于加工過程中產(chǎn)生熱量的問題，是根本不可能避免的。因此，為了應(yīng)對因受熱使機(jī)床的工藝系統(tǒng)和加工的零件發(fā)生形變的問題，在零部件材質(zhì)的選擇上，應(yīng)該選擇散熱能力強(qiáng)，散熱快的材質(zhì)，以減弱熱量積聚過多的問題，從而減小形變問題的發(fā)生頻率，達(dá)到減小誤差的目的。機(jī)械加工過程中出現(xiàn)工件加工誤差是不可避免的問題，在加工過程中出現(xiàn)合理的誤差也是可以被允許的。從普通機(jī)床設(shè)計方面出發(fā)來應(yīng)對誤差問題是一個非常重要的出發(fā)點(diǎn)，所以對于機(jī)床的工藝系統(tǒng)和零部件的材質(zhì)選擇是減小普通機(jī)床加工誤差的重中之重。普通機(jī)床零部件的材質(zhì)得到提高，對于解決工藝系統(tǒng)和加工零件積聚熱量過多的問題有很重要的作用。

3 結(jié)束語

機(jī)械制造業(yè)競爭十分激烈，減小普通機(jī)床加工過程的誤差是每個機(jī)械制造企業(yè)的必修課，只有不斷減小普通機(jī)床加工的誤差才能不斷提高機(jī)械制造企業(yè)在市場中的競爭能力和影響力。減小普通機(jī)床加工的誤差不僅是在機(jī)床工藝系統(tǒng)方面和加工過程方面的提高，以提高零件加工的精準(zhǔn)度，更重要的是需要機(jī)械制造企業(yè)不斷創(chuàng)新，不斷鉆研，用更高超更完善的科學(xué)技術(shù)來提高精準(zhǔn)度。機(jī)械制造企業(yè)在加工零件上做到精準(zhǔn)度的不斷提高，在經(jīng)營方式上堅持正確的經(jīng)營戰(zhàn)略，零件加工企業(yè)實(shí)現(xiàn)利益最大化指日可待。