機械加工誤差分析

摘要：伴隨著我國經濟水平的不斷提升，科學技術越來越先進，促進了各行各業的機械化。機械設備在工業生產加工當中的應用，極大的解放了人力，使得現代化生產效率飛速提升。各種各樣的機械設備在各行業當中發揮著不同的作用，但機械加工誤差問題是應該引起所有行業共同重視的一個問題。本文圍繞機械加工誤差的原因以及不同的誤差類型和應對方法，展開了探討分析。

關鍵詞：機械加工;誤差類型;精準度;策略

1、前言

機械設備在使用的過程當中可能會因為誤差問題而導致其性能不穩定，從而影響生產加工的順利進行。現代化生產對于機械設備的應用十分廣泛，但是，對于機械產品的使用必須要遵循一定的安全及技術規范。引起機械加工誤差的原因是多種多樣的，需要相關人員采取有針對性的策略予以完善。

2、機械加工誤差產生的原因

現代化機械加工的工藝系統一般是由機床、夾具、刀具及各種加工零件所組成的，工藝系統當中存在的誤差會導致機械加工誤差的產生，所以，系統存在的誤差是導致機械加工誤差的原始因素，而呈現出來的機械加工誤差實際上只是工藝系統誤差的一個外在表現。因此一般將工藝系統誤差稱為原始誤差，如果機械加工系統條件改變，那么，其誤差也會隨之而改變。機械加工誤差主要是指各個零件加工后的實際結合參數與理想參數之間的一個偏差，幾何參數包括零件的相互位置，其幾何尺寸、形狀等等。[1]各種各樣的機械零件加工之后，如果它們的幾何參數能夠滿足理想加工精度參數范圍，那么就能夠保證比較高的加工精度。機械加工誤差與零件加工幾何參數和理想幾何參數之間的符合程度是成反比關系的，也就是說，當機械加工誤差比較小時，零件加工幾何參數與理想幾何參數之間的符合程度就越高，加工精度也就越高，而當機械加工誤差比較大時，零件加工幾何參數與理想幾何參數之間的符合程度就越低，加工精度也就越低。[2]實際上加工精度和加工誤差陳述的是同一種問題，只不過是兩種不同的提法。

3、現代化機械加工誤差的具體類型分析

由于現代工業對于機械設備的使用非常廣泛，所以機械加工工藝系統誤差產生的問題也是多種多樣的，以下對現代化機械加工誤差的具體類型進行具體的分析：

3.1原理類誤差分析

在進行機械加工時，如果選用了類似的大致輪廓，或者采用了近似的加工運動形式，都有可能會引起機械原理誤差的產生。一般來說，在機械加工時，按照規定要求需要對工件以及刀具之間建立起一定的運動聯系，比如說，滾切齒輪需要工件與滾刀之間建立起一定的運動聯系，這種規定性的聯系就叫做機械加工原理。機床、夾具或者成型的刀具是用來保證這種加工原理或者說運動聯系的。如果采用了比較準確的加工原理，那么，必須要使用較為復雜的機床和夾具，但是，這樣一來，中間環節過多，會增加機床的運動誤差，反而降低機械加工精度。除此以外，在使用成型的刀具對較為復雜的曲線表面進行加工時，刀具的刃口不能夠完全符合理論曲線原理，因此也會產生一定的原理誤差。

3.2機床誤差分析

機床誤差也是機械加工誤差的一種常見類型。機床誤差一般表現在三個方面，安裝、制造以及磨損。在機床制造、機床安裝以及機床使用的過程當中，都有可能會出現一定的偏差，雖然機床在出廠之前都必須要經過嚴格的檢驗，但在出廠時，檢驗的主要內容是機床的重要零部件形狀以及位置，并且，由于檢驗方法沒有在機床切削載荷的時候進行，所以，沒有辦法反映出機床的動態誤差。[3]影響機械加工精度的機床誤差主要有以下幾種：第一，機床主軸誤差。機床主軸即工件或者刀具的位置基準與運動基準，機床主軸誤差對工件加工精度有著直接的影響。第二，機床傳動鏈誤差。機床傳動鏈始末各個元件都可能存在不同程度的誤差。第三，機床的導軌誤差。在機床上，不管是各個部件的相對位置還是相對運動，都是以導軌作為基準的，導軌幾何精度是根據制造精度及其磨損狀況所確定的，當然，和機床安裝的好壞也有一定的關系，所以，導軌誤差既包括導軌本身的制造誤差，又包括使用磨損和不合理安裝造成的誤差。

3.3工藝系統的受力及熱變形誤差

工藝系統的受力及熱變形誤差也是機械加工誤差常見的誤差類型。在進行機械加工時，由于機床零部件、刀具等在外部切削力的作用下，容易出現各種各樣的變形，從而便會導致加工表面以及刀刃發生位置變化，從而引起機械加工誤差的產生。為了減少外部壓力而帶來的變形誤差，可以通過加強工藝系統的剛度、減少切削用量等方式。除此以外，機械加工過程中，摩擦熱和切削熱都容易對工藝系統產生影響，導致機床刀具等溫度升高，產生變形，由此發生相對位置的改變，其本來的運動形式被破壞，使得加工精度降低。

3.4定位與安裝誤差

在機械加工過程當中，需要使用夾具對工件進行固定，而定位和安裝，則是這個過程當中的兩個必要動作。[4]定位元件對工件的位置進行確定，但是沒有辦法保證定位元件完全精確，一般來說都會給予其一定的誤差范圍，所以，難免會產生一定的誤差。在進行工件安裝時，往往都會依靠人工操作，即使是自動控制系統完成的工件定位安裝，也會產生一定的誤差，因為工件的幾何形狀以及尺寸很容易受到工件定位精度的影響。所以，定位安裝誤差是不能夠被完全消除的，只能夠采取一定的措施將其控制在合理范圍內。

4、減少機械加工誤差的策略

對上述機械加工誤差類型的分析可知，機械的誤差往往是不能夠避免的，但是可以分析其原因，并且進行合理的控制，只要盡可能的減小加工誤差，也能夠提升機械加工的精度。可以采用以下的措施來減少機械加工誤差：可以通過有效控制工藝系統的變形情況來減少機械誤差，工藝系統由于受力會產生變形，這樣一來就容易造成機械加工誤差的產生，進而阻礙加工精度的提高。因此，可以采用有針對性的方法來控制工藝系統受力變形的情況。在現代化機械加工的過程當中，有一些加工精度問題可能涉及到很多零部件之間的關系，如果采用普通的控制方法，將很難達到有效降低誤差的要求，而就地加工方法也許能夠成為一種行之有效的手段。

5、結束語

綜上所述，機械加工誤差是不可避免的存在的，并且常常表現出各種各樣的誤差形式。為了提高加工精度，就必須要采取合理的措施減少加工誤差，減少機械加工誤差也是現代化企業所不懈追求的目標。在進行機械加工之前必須要對各種影響加工精度的因素進行科學的分析，并且采取科學有效的控制措施，不斷的提高加工工藝水平，推動我國機械加工的質量不斷提高。

參考文獻

[1]蔡盧汛.減少機械加工誤差提高機械加工精度[J].科技風，2019（04）.

[2]邱鑫.機械加工工藝技術的誤差及改善對策[J].科技創新導報，2019（23）

[3]管西強.論機械加工工藝技術產生的誤差及優化控制策略[J].世界有色金屬，2019（22）.

[4]楊坤飛.機械加工工藝技術誤差產生機理與解決對策[J].世界有色金屬，2019（18）.

作者簡介：項術軍（1980年1月-），男，漢，山東青島人 大學本科，講師 從事教育.

（即墨高級技工學校?山東?青島?266200）