浅析机械加工误差以及措施

贺晓佳

摘 要：随着现代机械加工技术的发展，产品质量越来越高，产品与标准尺寸的误差越来越小，机械生产加工过程中所产生的各种不可避免的误差变成了衡量机械加工技术质量的重要标准。那么生产过程中的误差究竟意味着什么，为什么会产生这些误差呢？现代机械加工技术手段又对误差有怎样的解决办法呢？笔者就以上几方面问题进行了简单的分析阐述。

关键词：机械加工；生产误差；技术措施

1 机械加工精度

机械加工产品实际的形状、大小尺寸、位置以及其他相关数据跟规定的几何参数的统一度，被称之为机械加工精度。计划参数与实际数据之间的不同我们把它叫做机械加工生产误差，误差是机械加工精度的一个侧面映像，如果加工误差较大，那么机械加工精度相对而言比较低，反之则很高。加工精度主要从如下几个方面检查考量，首先要检测机械加工产品的大小与标准尺寸之间的测量差；其次要观察比对机械加工产品的形状是否与标准几何图形存在差异，最后还要检测机械加工产品表面的位置精度。由于机械化生产是大批量的生产加工过程，即使由同一个机床所生产出来的产品也会不尽相同，机器的磨损，生产过程中产生的热量导致机械产品的塑性形变不在控制范围之内，机械加工切割工具的磨损，磨削过程中产生的振动都会对机械产品在大小，位置和形状上有所不同，这些加工误差是不可避免的，但是，我们一定要将生产误差严格控制在允许误差范围之内，以防不合格、劣质产品的产生，要在保障产品质量的同时不断的提高生产效率，节约能源，使经济效益达到最大化。

2 误差产生的因素

第一、机床的几何误差。现代化数控机床掌控着整个机械加工产品的生产过程，产品的加工精度也就不可避免的承受着机床生产误差所带来的影响，随着机床日日夜夜的使用，机床自身会受到不同程度的损耗，机床的工作精细程度也就会随之减弱，另外，机床的轴承运转部件主要负责固定需要加工的机械生产零件以及切割磨削要用的基本工具，当轴承运转时产生误差就会直接将这种误差传递给切割工具或者是产品，切割过程中产生的磨损或者工具选择不当，都会给机械加工生产过程中带来误差；机床上的各种加工工具能够有序的进行运转，导轨起到了决定性的作用，根据导轨的安装使用，我们才可以精准的确定其他机械设备的位置，自然地导轨固有的质量性能是产生误差的重要原因，但是也不可排除在使用过程中的损耗所造成的误差甚至在导轨安装过程中所出现人为的问题；传动设备的不停运转，对零部件传输过程中所产生的运动以及受力都可能产生误差，尤其值得注意的是传动设备通常都是通过传动链条收尾部分的机械部分误差来判断的。

第二、切割工具的几何误差。切割工具是机械加工生产机床中的重要组成部分，使用哪种类型、哪种型号的工具都是有严格要求的，因为加工工具的不同会造成机械加工产品精度的不尽相同，特别是一些有特殊要求的切割工具，比如说，如果要求使用一个固定尺寸的切割刀具，那么工具本身有一点儿损耗的话，都会对加工产生失之毫厘谬以千里的影响。普通的切割工具并不会对产品精度造成多大影响。

第三、定位误差。根据既定图纸进行实际操作，要严格地按照图纸上的设计型号、位置在机床上准确地找到相应的位置，这个位置的确定，常常不能只根据一个固定设备上仅有的要求设计，他需要精准的选择参照物进行比对，根据机床上确定位置的科学方法进行准确定位，如此也不能完全保障二者完全重合，这样就会产生相应的误差。此外，确定加工生产原料的部件也不可能生产的没有误差，只不错是在可以出现误差的一定数值内可变动的相对精准的固定工具，在其运转过程中产生的误差，这样下来逐级累加就会出现我们不想看到超标的误差的出现。

第四、受力与受热过程中产生的误差。一是刀具刚度。外圆车刀在加工表面法线方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。二是工件刚度。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。三是机床部件刚度。机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的一半。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。

第五、调整误差。在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。

3 提高加工精度的工艺措施

3.1 减少原始误差

提高加工零件所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形产生的误差，减少刀具磨损、内应力引起的变形误差，尽可能减小测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取相应的解决措施。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形；对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

3.2 补偿法

我们可以通过很多途径减小加工生产误差，但面对已经出现的很多原始误差，我们就要寻找一些补救的措施予以调解，有效的控制对其他环节产生误差的影响。目前行业中比较公认的补救方法主要有两种，一种是直接补偿，另一种是通过一定的技术手段使原始生产误差能够抵消的办法。

3.3分均化原始误差

3.3.1 分化原始误差（分组）法：根据误差反映规律，将毛坯或工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

3.3.2 均化原始误差：这种方法的过程是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

3.4 转移原始误差

该方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。

4 结束语

在机械加工生产中，从机床到具体的加工工具，再到工具的材料性能以及产品自身的性能，生产过程中所产生的机器损耗，产品的误差都是一定会产生的，为了更好的提高生产效率和生产技术水平，增加企业产品的公信力，我们还需要不断的进行探索研究总结经验，严格的按照科学的计算测量来完成零部件的机械加工生产，从生产设备到整个生产流程每个细节都严格把关，尽我们最大的努力减小误差值，确保其精确度的稳定。