普通机床加工误差分析

周大勇，董文龙，邓海燕

（中国人民解放军空军预警学院雷达士官学校，湖北武汉 430345）

0 引言

数控机床的应用大大减小了加工误差，但是数控机床价格昂贵、操作复杂。大多数的机械制造业在加工普通零件时，仍会使用普通机床。因此，普通机床加工误差的减小具有重要意义。

1 普通机床加工产生误差的原因

普通机床加工生产产生误差的原因是多方面的，不仅仅是由于机床工艺系统的原始误差，还有机床加工过程中不可避免的因素[1]，少部分的人为操作技术问题都是普通机床加工产生误差的原因。

1.1 工艺系统误差造成的原始误差

（1）主轴作为普通机床工艺系统的重要组成部分，它造成的误差是整个原始误差最大的误差，主轴的运动影响着整个零件的制造。主轴就像整个工艺系统的总指挥，主轴的误差，必定会造成对加工零件的误差。对于精密的零件来说，主轴内轴径的弧度、主轴本身、主轴承之间在同轴弧度方向上的误差，都会造成加工零件的误差。所以，主轴这一机床工艺系统的重要零部件的精准度十分重要，主轴造成的原始误差是加工零件误差的原因之一。

（2）导轨造成的误差。如果在普通机床进行零件加工时，导轨相当于一个传送的通道，如果传送过程偏离原定路程，就是导轨在垂直平面内的直线运动产生误差，导轨产生误差则会造成加工零件的误差。

（3）加工刀具是零件加工最重要的工艺系统。加工刀具相当于医生的手术刀，长一毫不行，短一毫不行。加工刀具如果存在误差，对于加工零件的精准度也会造成不良影响，导致零件产生误差。如果加工刀具自身就存在误差，那么经过带有原始误差刀具加工的零件，一定会存在误差。

（4）对刀是在加工零件之前进行的最重要的工作。对刀装置如果在对刀时产生了误差，则对刀会引导元件本身的制造产生误差，对刀夹具的安装误差以及由导引元件本身的尺寸、形状、位置等公式累计造成误差。在对于对刀装置操作过程中产生的工艺系统原始误差，可以在操作过程中最大的减小，对刀十分重要，影响整个加工过程，对刀在影响零件精准度的问题上十分重要。

（5）夹具与刀具类似，也是普通机床工艺系统的重要组成部分。夹具是让刀具和机床保持正确位置的重要工具。如果在夹具的上出现误差，则是误差上加误差。对于夹具误差造成的原因主要是因为夹具本身制造时存在的误差，以及不正确的安装造成的误差。夹具的误差必定会造成零件加工的误差。

1.2 加工过程中产生的误差不可避免

（1）普通机床的工艺系统在加工过程中容易受力变形，产生误差。由于普通机床的工艺系统的材质问题，产生变形后会产生误差。工艺系统的受力变形不会避免，因为只要有力的作用就会产生形变。若提高工艺系统材质的质量，使形变的幅度减小，可以用来减小误差[2]。不仅普通机床的工艺系统存在受力变形问题，数控机床也存在受力变形的问题，工艺系统的受力变形之后，零件加工必定会受到影响，这样的误差必定会存在。

（2）工件的刚度过低也会产生相应程度的误差。只要有力的作用就会产生形变，普通机床在进行零件加工时，受到力的作用不仅机床的工艺系统会变形。力的作用还是相互的，机床的工艺系统和被加工的工件的受力相互作用，同样会发生变形。而工件的刚度有强有弱，对于刚度强一点的工件来说，受力发生的形变会小一些，而刚度较弱的工件则形变的更明显。工件刚度的强弱也会影响误差的产生。

（3）在机床加工零件过程中，对于夹具的使用也是非常重要的。若夹具的夹紧力过大，会使被加工的工件发生形变。对于刚度不够的工件来说，夹具的夹力过紧也是产生误差的重要因素。夹力过紧，夹具与工件受到的力相互作用，机床的工艺系统和被加工的零件同时受力，都会发生形变，而刚度不够的工件更容易发生形变。夹紧力的大小也是影响普通机床加工零件产生误差的重要因素。

（4）零件加工产生误差还有一个非常重要的因素。在机床的工艺系统进行零件加工时，必然会散发出热量，当热量达到一定程度就会引起物体的形变。不仅是加工零件的形变，机床的工艺系统也会产生形变，这样就产生了误差。加工过程受热使机床的工艺系统和加工的零件发生形变是不可避免的，所以加工受热产生的误差也是不能避免的。当普通机床连续长时间工作时，机床就会储存大量的热量，热量得不到及时的散发就会使零件受热发生形变。机床加工过程受热也是影响普通机床加工精准度的重要原因。

2 减小普通机床加工误差的措施

（1）机械制造业中存在的误差是不可能消除的，但是在一定的情况下，误差的存在是可以被允许的。为了提高机械制造业的竞争能力，努力减小误差是最重要的工作[3]。首先在机床自身的工艺系统方面减小误差，就是对于原始误差的缩小。世界上没有完美的物品，就像误差是不能避免的，机械制造企业能做的也只有是不停的追求最小误差。机床主轴的改进非常重要，对于主轴本身的精准度需要提高，主轴内轴径的弧度和主轴之间在弧度的方向上都需要精准的把握。机床的其他相关零部件在精准度方面也需要提高，像刀具、夹具等重要的零部件在制作的过程中就要十分注重精准度，从根源上减小机床工艺系统的原始误差。原始误差的减小能最大的缩减整个普通机床零件加工产生的误差。在零部件的安装方面也要十分注意，准确安装，尽可能的减小由于安装带来的误差。尤其是对刀过程要特别注意，减小对刀过程的误差。所以，减小工艺系统本身的原始误差十分重要，对于零部件的精准度要求和安装要求都非常高，只有这样才能最大程度减小普通机床工艺系统的原始误差。

（2）对于普通机床来说，使用的零件材质都比较普通，提高机床的零部件材质，增加零部件的刚度，从而避免因受力过大或者加工过程受热太强而发生的形变。加强零部件材质的刚度之后，零部件有更强的能力来抵抗压力，减小受力形变带来的误差。对于加工过程中产生热量的问题，是根本不可能避免的。因此，为了应对因受热使机床的工艺系统和加工的零件发生形变的问题，在零部件材质的选择上，应该选择散热能力强，散热快的材质，以减弱热量积聚过多的问题，从而减小形变问题的发生频率，达到减小误差的目的。机械加工过程中出现工件加工误差是不可避免的问题，在加工过程中出现合理的误差也是可以被允许的。从普通机床设计方面出发来应对误差问题是一个非常重要的出发点，所以对于机床的工艺系统和零部件的材质选择是减小普通机床加工误差的重中之重。普通机床零部件的材质得到提高，对于解决工艺系统和加工零件积聚热量过多的问题有很重要的作用。

3 结束语

机械制造业竞争十分激烈，减小普通机床加工过程的误差是每个机械制造企业的必修课，只有不断减小普通机床加工的误差才能不断提高机械制造企业在市场中的竞争能力和影响力。减小普通机床加工的误差不仅是在机床工艺系统方面和加工过程方面的提高，以提高零件加工的精准度，更重要的是需要机械制造企业不断创新，不断钻研，用更高超更完善的科学技术来提高精准度。机械制造企业在加工零件上做到精准度的不断提高，在经营方式上坚持正确的经营战略，零件加工企业实现利益最大化指日可待。