浅析机械加工中的误差与控制

范海

摘要：机械加工的精确程度是衡量一个单位甚至国家机械制造能力水平的一项重要标准，分析影响机械加工精确度的因素，提出如何提高加工精度的方法，对于提升机械加工水平，推动机械制造业发展具有重要意义。本文通过文献阅读、实验经验等方法对影响机械加工精度的因素进行了分析，并作出了简要的概述总结，对提高机械加工精度提出了一些方法。

关键词：机械加工;加工精度;误差分析

1 对机械加工精度产生影响的因素分析

1.1原理层面对于精度的影响

由于机械加工原理上存在一定的误差，所以对加工部件的精度会产生一定的影响。由于一些加工工艺对于刀具的精准程度和相联系的运动关系密切，而往往很多时候这种密切的联系很难用精准的加工模型原理进行加工，所以一般都会采用相似的原理进行加工，利用相似的刀具轮廓，这样的情况下就会产生一些避免不了的误差。例如：在对一些曲面进行车削的过程中，通常会利用一些相似的相对简单的刀具轮廓来替代，这种情况就会产生一些远离层面的误差值。

1.2机床本身对于加工精度的影响

机床作为机械加工过程中的核心器械之一，是刀具与零部件联系的载体，其本身的精度对于加工工艺以及加工精度都有着非常大的影响。如果机床在生产过程中存在一定量的误差，那么对于使用这种机床进行生产加工产品的过程中也就会产生一定量的误差值。这种机床的系统性误差主要来自于：主轴回转的误差、导轨的误差、传动链条的误差。主轴方面的误差值大多是源于主轴在转动时会随着离心力有一定的径向、轴向的偏移，这就造成了对加工产品精度的一定影响。而导轨可能存在基准问题，这同样对加工产品可能存在一定的误差值。传动装置是机床的核心装置之一，传动链条这个装置的构造比较复杂，元器件较多，各构成部件的误差非常容易导致累加性系统误差，而且如果机械构件较长，传动装置越长，误差将会更明显。

1.3刀具与固定夹具对精度的影响

对零部件进行车削前需要夹具对零件进行固定，刀具与固定装置之间的相互配合就显得尤为重要。如果刀具或者固定家具中的任何一个方面出现了位移，都会对加工零件的精確度产生重大影响，进而造成了车削中的误差。相对于一般的刀具，例如，车刀、铣刀等的制造误差，相对于零部件精度来说并没有直接的影响;而对于固定尺寸的刀具，例如钻头、槽铣刀等的尺寸上的误差，将会直接对零部件的精度产生影响。同时，由于刀具在经过一定时间的使用过后，都会产生刀具的损耗，刀具的损耗就会在一定程度上影响零部件与道具之间的相对位置，从而造成零件的误差。而在用夹具固定零部件时的精度，也将会直接影响零部件的精度。

1.4系统受力的形变对精度的影响

在机械加工过程中，工艺加工系统如果相关的指标发生改变，可能会对零部件的精度产生影响，导致加工误差。例如，在切削过程中，由于毛胚零件的形状、材质以及硬度等存在误差的情况下，切削的深度也将不断地发生变化，切削时所受的力也将发生改变，这将会导致工艺中产生相对应的变形，最后加工出来的零部件也将会和毛胚工件表面相近似的尺寸误差。

1.5加工过程中产热对精度的影响

在机械加工中，车、铣、切、磨、刨等操作，在这些加工手段中，道具与零部件之间会产生摩擦力，在摩擦力的作用下都可能会产生一定的热量，这些热量经过不断的累积，可能会在加工过程中导致零部件的变形，这样很可能会导致刀具与零部件之间的位置变化，产生一定量的位移，最终产生误差。系统受热产生变形主要存在于，例如，机床、刀具和零部件的热变形，这些热变形会对零部件的加工产生影响，从而导致加工中的误差。

2 加工中避免误差的相应措施

2.1对误差进行分析

为了有目的的控制误差，首先要进行一一排查，找清楚误差的具体来源，对可能产生误差的因素进行统计分析处理，例如，对零部件进行调查取样测量，对做工工艺，如工艺的几何误差，刀具、零部件等的热变形，毛坯工件的误差等可能进行分析，确定什么是非主要因素，什么是主要因素。

2.2尺寸精度的控制

对于尺寸的精度控制，顾名思义，就是在加工时使用一些方法，使加工工件表面与标准之间的误差值在一个相应的范围之中，从此减小误差的发生。通过下列方法可以进行精度的控制，例如：确定加工尺寸的精度、试切、定程、边量边切等方法。对刀具来说，通过利用其相应尺寸来控制加工的精确程度，通过钻孔、铰孔、拉孔等方式对工件表面尺寸进行控制。另外，也可以使用试切的方法，在开始时先使用少部分工件的试切，对试切工件进行测量，以确定精度，调整刀具与工件之间的位置关系，直到加工工件与目标精度相吻合，这样就可以避免因误差问题导致的浪费。在批量生产过程中，因为加工过程中的发热、刀具等的磨损情况的影响，在加工一定量的产品时，要对加工出来的工件进行抽样检测，快速及时的对精度进行调整。同时，要对一边进行加工一边进行测量进行探索，对加工工件进行逐渐接近的尺寸把握和调整，直至加工工件达到要求，从而获得更高精度。

2.3减少综合误差

在文章第一部分中对产生误差的原因进行了较为全面的分析，减少误差不单单是单方面的考虑，要综合原因，施以对策。对于一些在加工远离层面的误差，可以采用先进的加工模型进行加工。通常，一般要以少部分的工件进行试加工，分析其误差原因，之后制定相应的修偏措施，尽可能减少原始误差。在对细长轴加工处理的过程中，往往可以采用反向误差补偿的方案，用来对应抵消来自于设备的原始误差，从而达到提高加工精度的目的。与此同时，采用转移原始误差的方法，转移工艺系统中存在的几何误差、受力产生的形变、加工中产生的摩擦热变形等而产生的误差。例如，对于磨削主轴锥孔以保证其轴颈的同轴度，不单单要依赖机床主轴的回转精度，而且要依靠工件夹具。当机床主轴和工件之间浮动连接后，机床主轴的原始误差就会被转移消掉，从而提高了加工中的精度。

3结语

机械加工中的误差是难以避免的，人工操作中的误差、机械本身存在的误差等等都会对加工零件的精度产生影响，要对加工中产生误差的原因进行认真透彻的分析，找出哪一些误差是主要因素，哪一些误差是非主要因素，有针对性的调整加工过程中的问题，从而实现对加工精度的有效控制，有利于提高机械加工装备制造的行业整体水平。

参考文献

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