摘要：文章主要圍繞機械加工精度誤差產(chǎn)生原因及對策展開探討，首先對加工精度與加工誤差的概念進行了闡述，并分析誤差產(chǎn)生的原因，然后，在此基礎上提出了關于減少誤差、提高機械加工精度的應對之策。

關鍵詞：機械加工；誤差；精度

中圖分類號：TH161 文獻標識碼：A 文章編號：1006—8937（2012）23—0103—02

1 加工精度與加工誤差

加工精度即機械零件加工后，其實際幾何參數(shù)與預期幾何參數(shù)的契合度。通常情況下，實際加工與理想零件或多或少會存在誤差，不可能完全一致，這種偏差就是加工誤差，即機械零件加工后的實際幾何參數(shù)與之前的理想幾何參數(shù)是有偏頗的。

1.1 原始誤差

眾所周知，機械加工工藝系統(tǒng)是由機床、刀具、工件以及夾具構成，其會有各式各樣的誤差，在不同的工作環(huán)境和條件下，這些誤差通過各種各樣的方式來反襯工件的加工誤差。對于工藝系統(tǒng)的原始誤差來說，除了有幾何誤差、定位誤差、調(diào)整誤差、測量誤差外，還有因受力或受熱變形而帶來的加工誤差，除此之外，還有工件內(nèi)應力重新調(diào)整引起的變形以及原理誤差等。

1.2 工藝系統(tǒng)集合誤差

1.2.1 機床幾何誤差

一般情況下，與工件的成形運動相比，加工中刀具是借助機床來實現(xiàn)的，所以說，機床的精度直接受工件的加工精度影響。機床制造誤差中除了主軸回轉(zhuǎn)誤差、導軌誤差對工件加工精度有影響外，傳動鏈誤差對其影響也很大。在很大程度上，機床工作精度會因機床的磨損而降低。

1.2.2 主軸回轉(zhuǎn)誤差

對于裝夾工件或刀具來說，機床主軸既是其基準，又是其接收運動與動力的源泉，加工工件的精度直接取決于主軸回轉(zhuǎn)誤差。從某種意義上來講，主軸回轉(zhuǎn)誤差就是主軸某一刻的實際回轉(zhuǎn)軸線與其平均回轉(zhuǎn)軸線間的變動值。

主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本形式除了有徑向圓跳動、軸向竄動外，還有角度擺動。引發(fā)主軸徑向回轉(zhuǎn)誤差的誘因除了有主軸幾段軸頸的同軸度誤差、軸承之間的同軸度誤差外，還有軸承本身的各種誤差、主軸繞度等。主軸回轉(zhuǎn)誤差因加工方法的不同，其帶來的加工誤差也不盡相同。

1.2.3 導軌誤差

通常情況下，導軌既是機床運動的基準，又是機床上明確各機床部件相應位置的基準。車床導軌的精度要求既體現(xiàn)在水平面以及垂直面內(nèi)的直線度，還體現(xiàn)在前后導軌的平行度。引發(fā)導軌誤差的因素除了有其自身誤差外，還有其不均衡磨損以及安裝質(zhì)量問題。導致機床精度越來越低的原因之一就是導軌磨損度越來越高。

1.2.4 傳動鏈誤差

在傳動鏈始端和末端之間，各傳動元件之間所存在的相對運動的誤差就是傳動鏈誤差。通常情況下，傳動鏈誤差通過其末端元件的轉(zhuǎn)角誤差來體現(xiàn)。

1.3 刀具的幾何誤差

無論何種刀具只要進行切削，磨損是在所難免的，同時工件尺寸及形態(tài)也會發(fā)生相應的變化。降低刀具尺寸磨損是講究方法策略的：首先，對于刀具材料要精挑細選，選擇那些既耐磨性能又高的刀具材料。其次，對刀具幾何參數(shù)和切削用量選用要恰到好處。再次，對刃磨刀具進行規(guī)范化；最后，合理地使用冷卻液等。

1.4 定位誤差

1.4.1 基準不重合誤差

基準主要有兩大類，分別是設計基準和工藝基準。設計基準是指在零件設計圖上用以確定其它點、線及表面位置時的基準。工藝基準主要包括工序基準、測量基準和定位基準三部分。通常定位基準要同設計基準相互重合。在加工工件過程中，必須以工件上部分幾何要素為定位基準對工件進行定位，一旦出現(xiàn)定位基準同設計基準不重合現(xiàn)象，就會導致基準不重合誤差的產(chǎn)生。

1.4.2 定位副制造不準確誤差

夾具上的定位元件能夠保證工件在夾具上處于正確位置。不過在制造定位元件時無法保證實際尺寸同基本尺寸完全相同，通常定位元件的實際尺寸在規(guī)定的范圍內(nèi)有一定變動。與此同時，在制造工件定位面過程中也會存在一定的誤差。定位副主要由定位元件和工件定位面構成。定位副制造不準確誤差指因定位副制造失真及其配合間隙造成加工工件位置發(fā)生變化而產(chǎn)生的誤差。

1.5 工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差

1.5.1 工件剛度

在工藝系統(tǒng)中，如果工件剛度比夾具、刀具低的話，就會在高速切削過程中產(chǎn)生變形現(xiàn)象，從而對工件精度產(chǎn)生較大影響，根據(jù)材料力學中相關計算公式可對工件最大變形量進行計算。

1.5.2 刀具剛度

由于外圓車刀在機加工表明法線方向具有較強的剛度，因此它基本不存在變形現(xiàn)象。而鏜直徑比較小的內(nèi)孔，由于刀桿剛度明顯不強很容易影響孔加工的精細度。同樣也可以按材料力學中有關公式對刀桿變形量進行估算。

1.5.3 機床部件剛度

機床部件是由數(shù)量眾多的零件構成的，到目前為止，并沒有一種適合計算其剛度的方法出現(xiàn)，通常都采用實驗手段對其剛度進行測定。通過對機床剛度實驗獲得的曲線進行分析可知，其特點主要為變形同載荷之間不存在線性關系；加載與卸載這兩條曲線并不重合，加載曲線要領先卸載曲線；只有歷經(jīng)反復的加載和卸載，才會逐漸消除殘余變形的存在，使得加載曲線的起點同卸載曲線的重點相互重合；我們以實體進行估算出的機床部件剛度值要大于其實際的剛度值。

1.6 工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差

工藝系統(tǒng)中由熱變形導致的誤差也會對加工精度產(chǎn)生較大影響，尤其在進行精密加工及大件加工過程中，這種影響會十分明顯，工件總誤差的40%～70%都是由工藝系統(tǒng)中的熱變形引起的。

2 提高機械加工精度的措施

2.1 減少原始誤差

盡最大努力提升加工零件時用到的機床、夾具以及量具等部件的幾何精度，并對工藝系統(tǒng)中因受熱、切削力以及內(nèi)應力所引起的變形進行控制等都屬于減少原始誤差的手段。對那些精密零件進行加工過程中，為了減少原始誤差，應竭盡全力來提升精密機床的剛度及精度；在加工那些表面已經(jīng)成形的零件時，主要從兩方面來減少原始誤差：一是減低成形刀具的形狀誤差，二是減少刀具安裝過程中產(chǎn)生的誤差。

2.2 誤差補償法

所謂誤差補償法就是在加工零件時，故意出現(xiàn)一些誤差，從而與原始誤差相互抵消，或者使兩個原始誤差相互抵消，進而起到提升機械加工精度的作用。

比如，采用預加載荷法對導軌變形所造成的精度下降現(xiàn)象進行補償。由于磨穿床身導軌具有結構狹長、剛度較低的特性，在進行精加工時，雖然其三項精度都可以達到要求，不過在安裝完進給和操作機構后，就會導致導軌出現(xiàn)變形從而影響加工精度，采用預加載荷法可彌補這一損失。另外在進行精密螺紋加工過程中，絲杠車床傳動鏈所導致的誤差會直接影響到加工精度，而在絲杠機床上安裝校正機構可以有效減少傳動鏈誤差，從而達到提高加工精度的目的，圖1即螺紋加工校正裝置分解圖。

2.3 分化或均化原始誤差

采用分化或均化原始誤差法也能夠有效提高機械加工精度。分化原始誤差法適用于批量生產(chǎn)的零件，那些對加工精度具有較高要求的零件表面適合采用均化原始誤差法提高加工精度。

2.3.1 分化原始誤差

以誤差反映規(guī)律為理論依據(jù)，將所加工工件的毛坯或者是上一道加工工序的工件尺寸經(jīng)過測量后，以尺寸大小劃分為n組，這樣每一組工件的尺寸范圍就會變?yōu)樵瓉淼?/n。然后以每組的尺寸范圍對刀具進行調(diào)整，使劃分出每組工件的尺寸范圍中心保持一致，從而有效提高整批工件的加工精度。

2.3.2 均化原始誤差

均化原始誤差法就是采用不斷對比加工的方法，對工件表面誤差進行均化從而提高精度的過程。具體方法就是將所加工工件同與其關系較為密接的工件進行對比，發(fā)現(xiàn)二者之間的不同點，然后有針對性實施修正或基準加工來消除誤差。

2.4 轉(zhuǎn)移原始誤差

事實上，轉(zhuǎn)移原始誤差法就是對誤差敏感度的轉(zhuǎn)移。在加工零件過程中，如果原始誤差出現(xiàn)在加工敏感方向上，就會對精度產(chǎn)生很大影響，如果出現(xiàn)在非敏感方向上，就會將精度影響降到最低。因此，在進行機械加工時，要設法將原始誤差轉(zhuǎn)移到對加工精度影響最低，或者是沒有影響的非敏感方向，從而達到提高加工精度的目的。

3 結 語

無論加工任何工件，產(chǎn)生誤差現(xiàn)象都是在所難免的，要想盡最大限度消除誤差對加工精度的影響，就要對所有能夠產(chǎn)生誤差的因素進行細致的研究與分析，并采用各種有效措施預防或減低加工誤差，以達到提高機械加工精度的目的。

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