机械加工误差的影响因素和控制措施

郭勇军（湘潭技师学院，湖南湘潭　411100）



机械加工误差的影响因素和控制措施

郭勇军
（湘潭技师学院，湖南湘潭411100）

摘要：在机械加工中，误差是不可避免的，但是可控。文章分析了机械加工误差的影响因素，研究了误差变化的基本规律，提出了控制误差、提高机械加工精度的有效措施。

关键词：机械加工；误差；影响因素；措施

机械加工精度，是指工件在机械加工后的实际几何参数与零件图纸所规定的理想值相符合的程度。而它们之间不相符合的程度，则称为加工误差。误差的大小直接表明了整个加工过程中精度的高低。加工精度包括三个方面：①尺寸精度，限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围。②几何形状精度，限制加工表面的宏观几何形状误差，如圆度、圆柱度、直线度和平面度等。③相互位置精度，限制加工表面与其基准间的相互位置误差，如平行度、垂直度和同轴度等。

1　机械加工产生误差主要影响因素分析

（1）机床导致的几何误差。工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床的磨损将使机床工作精度下降，主要影响因素是主轴回转误差、导轨误差。

（2）定位产生的误差。一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造的不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。

（3）工艺系统受热变形和受力变形引起的误差。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60%。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。工艺系统在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下会产生变形，从而破坏了已调整好的工艺系统各组成部分的相互位置关系，导致加工铸件误差的产生，并影响加工过程的稳定性。

（4）调整产生的误差。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。

2　机械加工误差的控制措施

（1）减少原始误差。对于机床来说，要重视日常的保养，以提高机床自身的几何精度，要对旧机床进行合理化的大修、改造升级。此外，要提高夹具、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。

（2）误差补偿。对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿法和误差抵消法以控制其对零件加工误差的影响。误差补偿法，该方法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。误差抵消法，利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。①误差补偿法。此法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。②误差抵消法。利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

（3）分化或均化原始误差。为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。①分化原始误差（分组）法：根据误差反映规律，将毛坯或上道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1/n。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。②均化原始误差：此法过程为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。

（4）转移原始误差。这种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。转移原始误差至非敏感方向。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。

（5）就地加工法。在机械加工和装配中有些精度问题，牵涉到零件或部件间的相互关系，相当复杂，如果一味地提高零、部件本身精度，有时不仅困难，甚至不可能，若采用就地加工法的方法，就可能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。

3　结语

要有生产出高质量的机械零部件，就必须努力提高机械加工精度，尽量避免加工误差。现在我国机械加工生产领域还存在很多问题，我们在了解加工误差产生的原因后，在掌握消除和减少加工误差方法的同时，要在加工零件过程中认真总结分析产生误差的因素及原因，在工作实践中解决问题。

参考文献

［1］李玉平，机械加工误差的分析［J］.新余高专学报，2005，（4）.

［2］汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响分析［J］.科技信息，2004，（4）.

The Influence Factors and Control Measuresof Machining Processing Error

GUO Yong-jun
（Xiangtan Technician College，Xiangtan，Hunan 411100，China）

Abstract:Inmachine processing，errors are inevitable but controllable.This paperanalyzesthe factors thataffect the machining error，andputsforwardeffectivemeasurestocontrolerrorandimprovethemachiningprecision.

Key words:mechanical processing；Error；Influencing factors；measures

中图分类号：TH161

文献标识码：A

文章编号：2095-980X（2016）05-0028-02

收稿日期：2016-04-28

作者简介：郭勇军（1965-），男，湖南湘潭人，大学本科，高级讲师，主要研究方向：机械设计、机械加工、模具制造、数控加工专业教育教学。