减少机械加工误差 提高机械加工精度

黄跃先

【摘 要】机械加工不可避免会出现误差，但误差必须在限定的范围之内。那么机械加工会出现哪些误差，又如何把这个误差降到最低呢？本文罗列了机械加工中常见的造成误差的原因，然后对症下药，提出了相应的解决办法。从而达到减少误差，提高精度的目的。

【关键词】机械加工；减少误差；提高精度

绣十字绣的时候，为了绣得准确，绣得形象，绣得逼真，讲究买布要买100%精准印花的。机械加工也一样，虽然达不到100%的精准程度，但也要讲究精度。机械加工中的精度，顾名思义，就是精确程度，精准程度。说得专业一点，就是零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。符合程度越高，精度越高；符合程度越低，精度越低。相反，所谓误差就是零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数不相符合的程度。不相符合的程度越高，误差越大；不相符合的程度越低，误差越小。机械加工中误差是不可避免的，但误差必须在允许的范围内。要尽可能地减少加工误差，尽最大努力提高加工精度。那么，造成机械加工误差的原因有哪些，有没有相应的解决办法呢？

一、主轴径向回转误差

产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。

解决办法：适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。

二、导轨和传动链误差

导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度（扭曲）。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也是造成导轨误差的重要因素。

传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起。

解决办法：应尽可能地提高所使用机床的几何精度。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。

三、刀具的几何误差

任何刀具在切削过程中，都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状的改变。

解决办法：正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量 ，正确地采用冷却液等，均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。

四、工艺系统受力或受热变形产生的误差

1.受力变形误差。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比较大。外圆车刀在加工表面法线（y）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。

解决办法：机械加工时，应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度以及刀具的安装误差。

2.受热变形误差。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50%。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。

解决办法：采用安装空调，使用电扇、换气扇等办法达到散热的目的。

五、调整工艺系统产生的误差

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。

解决办法：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。应认真仔细地做好调整工作，并反复地进行调试，提高准确程度。另外，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。

六、测量误差

零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。

解决办法：测量时要尽职尽责，切记疏忽大意。另外测量高精度工件时应采用高精度的量具，而且应该规范测量方法。

为了提高机械加工精度，把误差降到最低程度，需对产生加工误差的各种原因进行分析、研究，然后对症下药，采取相应解决办法，这样就能减少误差，提高精度，保障质量。

参考文献：

[1]朱正欣.机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2]汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响[J].科技信息，2004.