浅析普通机床加工误差

凌海峰

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.24.060

摘 要：机械加工中，加工误差属于发生几率较高的问题，一定范围内的合理误差是可以接受的，但是从产品质量、企业竞争力等角度出发，必须进行合理的加工误差控制。保证产品质量、加工质量满足对应施工要求。该文对机械制造行业中的加工误差进行了原因分析，并对加工的误差种类、控制改进手段等进行了探讨，旨在一定程度上提高机床加工的产品质量，进而提高企业的综合竞争能力。

关键词：机床加工 加工误差 误差分析 机械制造

中图分类号：TH161 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（c）-0060-02

社会进步带动了机械制造行业的发展，现代机床加工制造中，精度、数量、规模均实现了大幅度增长。数控机床在精密仪器、高端产品的制造中应用较广，但是传统普通零部件仍需普通机床进行加工处理，具有成本低、操作简单的优势，为此加强普通机床的加工精度控制对产品质量的优化具有重大意义。一般情况下，合理范围内的误差是工业允许的，尽量控制误差发展、发生几率，是提高普通机床应用范围、加工精度的关键步骤。文章结合国内工业制造业加工现状，进行了分析，对普通机床的加工误差进行了详细讨论。

1 加工误差及加工精度分析

加工精度是指生产制造业中，实际产品与对应理想设计模型之间的重合满足程度，从零部件的尺寸、形状、相对位置等方面进行有效衡量，属于几何参数。加工误差是指制造产品实际尺寸参数与模型的偏差影响。现代工业加工中，一般借助公差等级进行零部件精度定位。加工精度的等级越小，对应制造精度相对越高，如IT7的加工精度低于IT6。另一方面，加工误差借助具体数字进行衡量，误差小，模型精度高，产品质量更优良，是满足工业需求发展的良性控制。加工生产中，精度、误差均可作为零部件加工质量的评价指标。

2 机床加工的原始误差分析

机床、刀具及加工设备的工艺系统安装后，即会存在一定误差，对应不同操作方法、不同零部件的误差表现形式不同，一般均称为加工误差。工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。

2.1 主轴回转误差

主轴是机床的核心部件，主轴一端一般进行刀具、夹具的安装，借助回转实现相应工件的转动，进而进行切削等加工。若主轴存在误差，进而会导致加工精度受到负面影响。该误差一般是主轴径向回转引起，原因分析如下：主轴内部同轴弧度偏差引起后续加工误差、主轴承自身误差以及主轴承之间在同轴弧度方面存在误差。

2.2 导轨误差

导轨在垂直范围内的直线度必须保证良好，其直线度误差是各项加工工艺误差的主要原因，对溜板起伏运动、溜板和导轨相对运动的影响较大。另一方面，导轨在水平范围内的直线误差、垂直范围内的平行误差均会引起工艺误差问题。

2.3 加工刀具的误差分析

作为机床加工的必备元件，刀具误差对产品加工精度的影响不容忽视。对于定尺寸刀具、成型刀具的加工制造业，刀具误差的影响更加突出。需要引起注意的是，不是所有加工刀具均会存在误差，普通机床的车刀即属于几何误差可忽略的状况，其加工零部件不会受到精度范围的负面影响。

2.4 对刀误差

普通车床的加工制造中，需要进行对刀操作。一般包括3种方法：调整法、试切法以及采用对刀装置。3种方法中，对刀装置法最为常见，具有速度快的优势。对刀误差指对刀操作中受其他原因影响产生的误差。一般分为3类：对刀引导元件本身的制造误差、对刀夹具的安装误差以及由导引元件自身的尺寸、形状、位置等公差累计造成的误差。

2.5 夹具误差分析

与上述刀具误差类似。夹具作为普通机床中的基础构件，需要保证相对位置的精确，实现加工制造精度的有效提高。一般工业制造中，夹具误差主要是在安装环节、制造环节产生的。如铣床加工中，为了实现零部件要求的精度，必须保证夹具的平行度良好，避免弯折等状况，一旦发现需要及时进行矫正控制。

3 受力原因导致的误差分析

3.1 工艺受力变形导致的误差

普通机床加工中，由于零部件受工艺条件影响，受到外界夹紧力、切削力等作用，导致变形状况较为明显，一定程度上引起工艺系统的形变过于突出，进而引起刀具、零部件之间的相对位置存在误差，准确效果较低，即产生较为明显的加工制造误差。

3.2 工件刚度过小引起的误差

普通机床加工制造中，无法避免外界各种作用力的影响，外界作用效果一方面引起机床变形，同时还会对工件产生负面影响。如跨度大、刚度低的工件，加工制造中在外界夹紧力、惯性力等作用下，发生受力变形状况极为常见。

3.3 夹紧变形导致的误差

普通车床加工制造中，为了避免工件和刀具之间的滑动，避免相对位移引起的误差，需要进行较为合理的装夹处理，夹紧操作中外力影响较为关键。夹紧力的大小、方向、位置等，任一要素不合理都会导致工件发生明显变形，进而引起加工误差的状况。

3.4 受热变形引起的误差分析

机床加工制造中，零部件相对运动较多，会产生大量热量，如切削热、摩擦热等。受现场环境、操作条件的影响，有可能发生热量囤积、无法散热的状况，进而会引起机床受热变形，对加工精度的负面影响不容忽视。工件均匀受热的状况下，对于简单的盘、轴零件进行切削加工时，整体工件受热均匀，热变形较为一致；若工件不均匀受热，如刨、磨操作中，工件单方向受到相对运动引起的热效应，导致上下温差较高，会发生工件单方向的凸起状况，中间或两边翘边现象。冷却后加工表面的平整度差，对薄片类材料的危害尤为明显。

4 控制加工误差的方法分析

实际制造加工中，普通机床的误差无法保证完全避免，但是可进行合理化调整，对精度进行有效提高，大幅度降低不必要的误差现象。对企业工艺技术、加工制造产品、产品性能等均有较为明显的积极影响，是现代加工制造行业的主要关注问题。综合普通车床的误差原因，对应进行一定的方法预防控制，分析如下。

其一，原始误差的改进处理，需要进行刀具、夹具精度控制，避免安装操作、组装环节的误差导致后续产品精度受损；提高主轴部件的精度、滚轴灵活度，避免回转误差的负面影响；其二，加强对刀具材料、刀具参数、切削控制等方面的管理，保证刀具的打磨效果良好，合理使用冷却试剂，避免刀具磨损导致的误差状况；其三，加强对新材料的开发应用，借助科学合理的热处理技术进行零部件内部应力的消除控制，保证对其进行调质、时效处理，该操作需要在精加工之前进行；其四，装夹操作中，需要减低刀具更换次数，尽量保证一把刀具进行多次表面加工处理，减低基准不重合等偏差导致的误差。其五，结构设计方面的优化处理，普通机床的结构设计中，需要保证其零部件刚度合理，避免外界受力变形的负面影响。加强特殊操作的热量问题考虑，避免结构不当导致的热量集中问题。

5 结语

社会经济快速发展，对应各行业的进步较快，为了满足现代工业发展需求，加强普通机床的加工精度控制，提高整体误差预防措施具有重大意义。借助机械产品的精细化管理、误差预防控制手段可一定程度上提高整体加工精度控制，进而实现产品质量性能的提升控制。促进施工工艺、加工方法等不断优化改善，带动机械制造行业的科学发展、稳步提升，实现社会经效益的不断提升。

参考文献

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