1機(jī)械加工中產(chǎn)生誤差的常見(jiàn)原因

在機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中，誤差是一真實(shí)值與理論設(shè)計(jì)值之間的一種差異，由于實(shí)際生產(chǎn)能力的***導(dǎo)致了誤差不可避免，是客觀存在的。因此只有通過(guò)提升生產(chǎn)技術(shù)以及工藝水平來(lái)減小誤差，從而確保機(jī)械加工生產(chǎn)出的成品能夠***大限度的滿足設(shè)計(jì)要求。由于誤差本身具有不可避免的特點(diǎn)，所以本文通過(guò)對(duì)機(jī)械加工當(dāng)中較易產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了探討，具體有機(jī)床、刀具的幾何誤差、定位誤差、工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差和工藝系統(tǒng)受熱變形產(chǎn)生的誤差以及調(diào)整誤差等。以下就分別對(duì)這六種原因進(jìn)行詳細(xì)分析。

1.1機(jī)床的幾何誤差機(jī)床是將金屬毛坯經(jīng)過(guò)切削、焊接、擠壓、鍛造等方式加工成機(jī)械零件的，現(xiàn)階段的機(jī)械半成品以及成品生產(chǎn)都是通過(guò)車(chē)床進(jìn)行加工制作的，因此可以說(shuō)通過(guò)機(jī)床加工是導(dǎo)致機(jī)械產(chǎn)生誤差的主要原因之一。機(jī)床使用夾具將工件固定，然后通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的刀具對(duì)其實(shí)行各種切削工作，所以機(jī)床的工作精確度直接影響著加工機(jī)械零件的尺寸精度。其中機(jī)床工作精度主要包括機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)精度、導(dǎo)軌精度以及傳動(dòng)鏈的精度。主軸是車(chē)床的重要組成部分如圖1所示，車(chē)床主軸裝有夾具、工件或者刀具，依靠主軸的旋轉(zhuǎn)控制鉆頭、切刀或者鉸刀對(duì)工件進(jìn)行加工。而由主軸的精度產(chǎn)生的誤差主要是因?yàn)?，在夾裝工件或者刀具時(shí)基準(zhǔn)存在偏差并且在高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，產(chǎn)生的動(dòng)力直接傳遞給工件或者刀具產(chǎn)生一定的位移，從而影響到了機(jī)械零件加工的精確性；導(dǎo)軌決定著機(jī)床上各部件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向，是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)基準(zhǔn)。由導(dǎo)軌精度產(chǎn)生的誤差主要是因?yàn)闄C(jī)床各部件相對(duì)位置關(guān)系存在偏差以及長(zhǎng)期的使用使得導(dǎo)軌出現(xiàn)不同程度的磨損以及質(zhì)量安全等問(wèn)題導(dǎo)致機(jī)械零件加工產(chǎn)生誤差，而且導(dǎo)軌的精確度下降對(duì)于機(jī)床本身的危害性也極大。

1.2刀具的幾何誤差在機(jī)械加工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用到各種加工工具，例如切刀、銑刀、鉸刀、擴(kuò)刀、鏜孔刀以及鉆頭等，因此由于刀具的使用也容易導(dǎo)致機(jī)械加工產(chǎn)生誤差。機(jī)床的切削加工是通過(guò)刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，然后剝離工件毛坯上不需要的余料來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于刀具種類(lèi)的不同直接決定了尺寸以及形狀的存在較大的差異性。當(dāng)采用定尺寸刀具進(jìn)行加工時(shí)，即用刀具的相應(yīng)尺寸（如鉆頭、鉸刀、擴(kuò)刀等）來(lái)確保工件被加工部位尺寸精度的方法時(shí)，刀具的精確度會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)械零件加工產(chǎn)生誤差，而使用一般刀具進(jìn)行加工的機(jī)械零件，對(duì)于誤差的影響則相對(duì)要小很多。此外由于刀具和工件之間的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，加上夾具在其中所發(fā)揮的貫連作用，因此，夾具的精確與否，也對(duì)機(jī)械零件的誤差產(chǎn)生了一定的影響，表1為機(jī)械加工中不同刀具的參數(shù)要求。

1.3定位誤差機(jī)械加工當(dāng)中的定位誤差主要分為基準(zhǔn)不重合以及定位制造不準(zhǔn)確兩種情況。其中基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用***為廣泛的一個(gè)概念，通過(guò)基準(zhǔn)來(lái)確定機(jī)械零件的點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系。在機(jī)械加工中基準(zhǔn)又可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、加工基準(zhǔn)以及定位基準(zhǔn)。輪盤(pán)類(lèi)零件一般情況下都是選擇軸孔的軸線作為徑向的尺寸基準(zhǔn)，重要端面以及加工精度***高的面和與其他零件的接觸面等則是作為長(zhǎng)度方向的基準(zhǔn)。如果這實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中定位選擇出現(xiàn)偏差就會(huì)造成機(jī)械零件加工產(chǎn)生誤差。定位制造由工件定位面與及夾具定位元件兩者組合而成，其不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的誤差，主要是因?yàn)闄C(jī)床夾具上定位元件的尺寸設(shè)計(jì)與理論標(biāo)準(zhǔn)存在偏差，而且這些誤差必須要保持在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的公差范圍內(nèi)進(jìn)行合理變動(dòng)。但是如果定位誤差變動(dòng)超出了公差允許的范圍，就會(huì)引起工件和夾具存在間隙，并且在機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生較大的位置變動(dòng)量，從而導(dǎo)致機(jī)械加工零件產(chǎn)生誤差，圖2所示為工件夾裝槽。

1.4工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差機(jī)械加工過(guò)程中由于工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差主要由工件剛度、刀具剛度以及機(jī)床部件剛度三方面因素所決定的。其中工件剛度如果低于機(jī)床、刀具以及夾具的剛度，則在主軸高速旋轉(zhuǎn)以及切削的過(guò)程中，就會(huì)由于工件的剛度不足產(chǎn)生變形從而影響了機(jī)械零件的加工精度；如果使用外圓車(chē)刀進(jìn)行機(jī)械零件加工時(shí)，其剛度影響產(chǎn)生的變形可以忽略不計(jì)，但是對(duì)于加工直徑較小的內(nèi)孔工件時(shí)，刀具剛度較差很容易在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生形變，影響到內(nèi)孔的加工尺寸；機(jī)床內(nèi)部具有很多復(fù)雜的零部件，所以各種零部件的剛度對(duì)機(jī)械零件加工誤差也有一定的影響。

1.5工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差機(jī)械加工過(guò)程中由于工件和道具都是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行作業(yè)，此時(shí)機(jī)床、刀具、夾具以及工件之間會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，而且熱量會(huì)通過(guò)各種媒介進(jìn)行傳播，尤其是在工件和刀具接觸時(shí)局部會(huì)產(chǎn)生極高的熱量，因此不可避免的會(huì)受到熱變形的影響，所以工藝系統(tǒng)受熱變形也是導(dǎo)致機(jī)械零件加工產(chǎn)生誤差的一項(xiàng)重要因素。通常情況下對(duì)一些對(duì)精密度要求較高的零件，特由于熱變形所引發(fā)的誤差甚***會(huì)直接造成零件報(bào)廢。

1.6調(diào)整誤差機(jī)械零件的加工過(guò)程可以細(xì)化分為不同的工序，而且每一道工序完成以后都要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，如在機(jī)床上，工件與及刀具都需要進(jìn)行調(diào)整，比方說(shuō)它們的原始精度皆能達(dá)到對(duì)機(jī)械工藝的相應(yīng)規(guī)定，且又不考慮其它動(dòng)態(tài)性因素，此時(shí)，誤差影響的調(diào)整對(duì)加工精度有著決定性意義，如果調(diào)整校驗(yàn)存在偏差也會(huì)使機(jī)械加工產(chǎn)生誤差。

2對(duì)機(jī)械加工中的誤差進(jìn)行改進(jìn)的有效措施雖然說(shuō)，在機(jī)械加工中很難避免誤差的存在，但仍通過(guò)可分析其產(chǎn)生的原因，注意加工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，盡量減小誤差對(duì)機(jī)械零件加工造成的負(fù)面影響，本文從以下六個(gè)方面分析機(jī)械加工誤差的改進(jìn)措施。

2.1減少原始誤差減少原始誤差是機(jī)械加工中減小誤差影響的一種基本方法，主要是通過(guò)對(duì)機(jī)械零件的各個(gè)加工工序進(jìn)行檢測(cè)，查明誤差存在的原因后針對(duì)性的促使盡量減少誤差對(duì)工件加工帶來(lái)的影響。例如在進(jìn)行細(xì)長(zhǎng)軸的車(chē)削加工時(shí)，由于軸向切削力很容易引發(fā)彎曲變形影響機(jī)械零件的加工精度，所以可以使用大走刀反向的車(chē)削方法消除軸向切削力引起的彎曲變形。

2.2補(bǔ)償原始誤差雖然誤差無(wú)法徹底消除，但是可以通過(guò)人為地制造出一種新的誤差，抵消原誤差對(duì)機(jī)械零件加工時(shí)帶來(lái)的影響。運(yùn)用補(bǔ)償原始誤差法需要注意的是兩種誤差必須保持大小相等方向相反，即如果原始誤差是正值，則人為地制造誤差應(yīng)該為負(fù)值。

2.3轉(zhuǎn)移原始誤差在機(jī)械加工過(guò)程中還可以通過(guò)轉(zhuǎn)移原始誤差，減小誤差。具體可以通過(guò)轉(zhuǎn)移工藝系統(tǒng)的幾何誤差、受力變形以及熱變形等。例如機(jī)械零件加工過(guò)程中如果機(jī)床精度無(wú)法滿足零件加工時(shí)的要求，可以通過(guò)優(yōu)化機(jī)械加工工藝上或者增強(qiáng)家具的精度來(lái)轉(zhuǎn)移由于機(jī)床精度不足產(chǎn)生的影響。

2.4均分原始誤差在機(jī)械加工過(guò)程中由于工件毛坯自身性能的問(wèn)題或者在上一道加工工序中產(chǎn)生的誤差延續(xù)到下一工序當(dāng)中時(shí)，就會(huì)不斷擴(kuò)大誤差對(duì)工件精確度的影響，此時(shí)就需要通過(guò)均分法來(lái)進(jìn)行處理。此法實(shí)際上就是將原始誤差進(jìn)行等量劃分（假設(shè)分為n組），那么此時(shí)每組的誤差范圍相對(duì)原來(lái)來(lái)說(shuō)就縮短了1/n，接著再對(duì)每一道工序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而***大限度的減少了原始誤差對(duì)機(jī)械加工零件的影響。

2.5均化原始誤差通常在于整個(gè)機(jī)械零件的加工過(guò)程之中難免會(huì)有一些對(duì)配合精度具有較高要求的孔、軸存在，此時(shí)，往往會(huì)采用刀具研磨工藝，而該工藝則對(duì)磨具（研磨工具）本身的精度要求不高，只是當(dāng)研磨工具與工件在高速旋轉(zhuǎn)并且進(jìn)行切削研磨時(shí)，通過(guò)反復(fù)的摩擦?xí)r改變工件的形狀并***終達(dá)到較高的精確度，此時(shí)工件與研磨具之間就行成了一個(gè)相互摩擦并且損耗的過(guò)程，通過(guò)摩擦和損耗不斷地減少誤差，即誤差均化法。該方法其實(shí)質(zhì)是對(duì)工件與及磨具的接觸表面間相比較下尋找彼此間的差異，繼而在機(jī)械加工的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行不斷的修正，以加工表面誤差的縮小及均化來(lái)減少和降低工件加工表面的誤差。在機(jī)械零件加工中，多數(shù)精密基準(zhǔn)的工件都采用到了均化原始誤差的原理。

2.6就地加工法

由于在進(jìn)行機(jī)械零件的加工（或配裝）時(shí)，常存在著一系列的精度問(wèn)題，如各機(jī)械零件（或部件）之間的互配關(guān)系，如果彼此間的配合存在偏差也會(huì)造成誤差影響。但是此時(shí)如果僅僅是依靠提高零件以及或者其他部件自身的精確度，往往需要較高的工藝水平優(yōu)勢(shì)甚***是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此需要采用到就地加工法，且該方法也常常被用以確保加工精度的有效措施于機(jī)械零件的加工當(dāng)中。3結(jié)束語(yǔ)本文對(duì)機(jī)械加工當(dāng)中易致誤差的原因進(jìn)行分析研究，并從中總結(jié)出一些技術(shù)要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，通過(guò)在機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，能夠有效地降低誤差，提高了加工的精度，使機(jī)械加工企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

免責(zé)聲明：本站部分圖片和文字來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)收集整理，僅供學(xué)習(xí)交流，版權(quán)歸原作者所有，并不代表我站觀點(diǎn)。本站將不承擔(dān)任何法律責(zé)任，如果有侵犯到您的權(quán)利，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們刪除。