浅析机械加工存在误差及其解决策略

匡鑫

摘 要：本文简要分析了机械加工中相对容易出现的误差及其解决策略，旨在加强机械产品性能和精度，提高机械加工企业的经济效益和市场竞争力。

关键词：机械加工；误差；解决策略

1 机械加工存在误差分析

1.1 机械加工中的定位误差分析

该误差主要分为两种情况：其一，定位制造不准确；其二，基准不重合。当中，机床夹具定位元件和工件定位面构成定位制造，定位制造不准确产生误差是由于夹具定位元件尺寸同理论标准有差异，但误差的变动需要在规定标准公差范围内合理进行，倘若在公差规定标准外，将造成夹具与工件产生间隙，机械加工过程中会出现最大位置变动量，导致误差；机械加工中，基准有定位基准、工序基准和设计基准。倘若实际加工时设计基准和定位基准不重合，将出现误差。

1.2 机械加工工艺系统受热变形导致误差

鉴于道具与工件在机械加工过程中高速运转作业，工件、夹具、刀具和机床间将产生摩擦热，特别是在刀具和工件间能够产生很高的摩擦热，这些热量以各种传热方式进行传播，所以，工艺系统难免受到热变形的影响，造成机械零件加工过程中产生误差。机械加工精度受到工艺系统热变形的影响相对较大，尤其是在大件加工以及精密加工中，因为受热变形所产生的误差率较高。

1.3 机械加工工艺系统受力变形导致误差

该方面引起的误差主要由以下三因素决定：机床部件刚度、刀具刚度以及工件刚度。①在机床内部有诸多复杂零件，每种零件刚度或多或少影响着机械零件加工误差；②在机械零件加工中，倘若采用外圆车刀，我们能够忽略刀具刚度影响出现的变形，然而，如果加工的工件内孔直径相对小，在高速运转中，较差的刀具刚度将出现变形，使得内孔加工尺寸不准确；③工件刚度倘若在夹具、刀具和机床刚度之下，那么在切削和主轴高速作业中，工件刚度差就会产生形变，影响零件加工精度。

1.4 刀具、夹具和机床的几何误差

①机械加工中会使用诸如扩刀、铣刀和切刀等等，刀具种类的不一也会影响机械加工形状与尺寸有很大的区别。具体而言之，在选用诸如铰刀和钻头之类的定尺寸刀具时，机械零件加工精度在很大程度上受到刀具的制造误差影响。在选用如车刀等一般刀具时，此类制造的误差对机械零件加工精度的影响不大；②夹具的制造误差在较大成程度上影响零件加工精度，尤其是位置精度。③机床制造误差对机械零件加工精度的影响主要有三方面：其一，传动链误差（传动链始末两端传动元件相对运动的误差）；其二，导轨误差（导轨的安装质量及不均与磨损）；其三，主轴回转误差（机械零件加工方式不同，主轴回转误差也不一，其能够分解成角度摆动、轴向窜动以及径向圆跳动三种。）

2 解决机械加工存在误差的有效策略探讨

2.1 转移和减少原始误差

一方面，倘若机械产品加工时，机床精度不能有效达到产品加工时的要求，为此可加强夹具精度以转移机床精度不足所带来的影响。转移原始误差具体能够通过对工艺系统的热变形、受力变形和几何误差的转移而实现。可在最大程度上提高机械零件加工精度；另一方面，减少原始误差主要是检测机械零件的每个加工程序，将存在误差的原因查明，然后采取针对性解决措施。对于具有成形表面的零件加工存在的误差，需要提高刀具安装技术，最大限度减少刀具安装过程中的误差且减少刀具成形形状的误差；对于机械精密零件加工时，最好提高精密机床的刚度和精度，有效控制加工受热变形。

2.2 均化和均分原始误差

误差均化法指的是在机械零件加工中，一般都有些孔、轴对配合精度的要求相对较高，因此，我们通常选用刀具研磨工艺，此工艺对研磨工具自身精度没有较高的要求，而是在工件同研磨工具告诉运转作业中，通过来回的摩擦对工件的形状进行改变，从而实现机械零件相对高的精度。研磨工具同工件间的反复摩擦以及损耗，在这个过程中不断地均化误差。所谓均分原始误差，指的是在机械零件加工时，鉴于零件本身性能问题的存在或者在先前工序中就存在误差使得进行下一道工序时将误差延续，如此一来，将会导致误差不断地扩大，进而影响到机械零件的精确度。而误差均分法是解决该问题的有效方法，即假定把原始误差等量划分成N组，则相对原始误差而言，等量划分后的各组误差范围就会减少1/N，然后再调整优化各道工序，能够在最大程度上降低机械零件加工受到原始误差的影响，保证机械零件精度。

2.3 利用当前先进的机械加工技术，达到实时误差控制

伴随我国科学技术的迅速发展，数控机床现代化已十分广泛，其借助计算机软件及其技术，可以对机械零件加工工艺系统中的各个过程的几何参数进行实时地监测，再按照被监测到的误差程度及方向，通过补偿控制设备构建一个误差的微量位移，从而达到及时地误差控制。

2.4 补偿原始误差

机械加工存在的误差不可避免，然而我们能够通过人工方式给予原始误差制造某些新误差，以此均衡或者抵消机械加工工艺系统中的原始误差，提高机械零件加工的精确度。我们在应用此方法时，以下注意方面需要说明：原始误差和人为制造的新型误差一定要确保两者大小相等且放心相反，易言之，倘若原始误差是负值，那么人工创造的误差就需要时正值。该方法是减少误差，加强零件精度的有效措施。

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