馮仁專

摘 要：在日常的機(jī)械加工過(guò)程中，難以控制的，會(huì)出現(xiàn)許許多多的誤差，有的誤差可能無(wú)足輕重，但有的誤差一旦產(chǎn)生或許就“失之毫厘，差之千里”了。因此本篇論文就從機(jī)械加工誤差產(chǎn)生的原因?yàn)榍腥朦c(diǎn)，進(jìn)而探討如何切實(shí)高效的規(guī)避這些誤差，提出解決措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;誤差原因;措施研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.017

1 機(jī)械加工誤差的定義

機(jī)械加工誤差通常指的是，在具體加工操作過(guò)程中，實(shí)際加工后的幾何參數(shù)與預(yù)先規(guī)定的幾何參數(shù)之間存在偏差的程度，包括幾何尺寸、幾何形狀和相互位置。與之相對(duì)應(yīng)的，實(shí)際和理想幾何參數(shù)之間的相符合程度就是加工精度。加工誤差和加工精度呈反比例函數(shù)，符合程度與加工精度呈正比例函數(shù)。其實(shí)，加工精度和加工誤差所反映的問(wèn)題是相一致的，只不過(guò)是換了另一種談法而已，本質(zhì)上是相同的。

而我們之所以去分析研究這種誤差，其意義在于我們可以通過(guò)找到各類誤差的產(chǎn)生原因，來(lái)規(guī)避機(jī)械加工誤差，從而達(dá)到加工精準(zhǔn)度的大幅度上升。

2 機(jī)械加工誤差的原因

工藝系統(tǒng)的組成部分包括機(jī)床、刀具、夾具和工件，而如果這些系統(tǒng)部分產(chǎn)生了原始誤差，就會(huì)造成機(jī)械加工誤差的存在。因此在分析為什么會(huì)產(chǎn)生機(jī)械加工誤差時(shí)，其實(shí)是在剖析原始誤差出現(xiàn)的成因。

（1）加工原理的原始誤差。在大多數(shù)條件下，為了能夠?qū)崿F(xiàn)工件表面與理想幾何參數(shù)的契合，就要求工件的運(yùn)動(dòng)與刀具的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生某種關(guān)聯(lián)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)聯(lián)系其實(shí)就是加工原理。不過(guò)在理想幾何參數(shù)下，加工原理相對(duì)而言是幾乎不會(huì)存在誤差的，這就要求高超精密的技術(shù)來(lái)研制機(jī)床或夾具，如果在刀具加工的過(guò)程中，沒(méi)有完全根據(jù)理想幾何參數(shù)進(jìn)行，只是按照相近的加工運(yùn)動(dòng)或者類似的刀具輪廓，就容易引發(fā)原理誤差。

（2）機(jī)床誤差的原始誤差。在具體操作過(guò)程中，不管是機(jī)床的制作，還是機(jī)床的安裝過(guò)程，必然會(huì)出現(xiàn)一定的磨損，從而導(dǎo)致機(jī)床誤差的產(chǎn)生。

盡管工廠方面在出廠之前，會(huì)進(jìn)行對(duì)于機(jī)床的核查工作，不過(guò)一般來(lái)說(shuō)，檢測(cè)機(jī)床的重點(diǎn)在于關(guān)鍵零部件的大致位置和輪廓上，而且還是在沒(méi)有削切荷載的狀態(tài)下，因而在這種情況下的檢測(cè)，所能呈現(xiàn)的只是機(jī)床誤差中的靜誤差。

靜誤差大致包括以下這么三種：

1）導(dǎo)軌誤差。導(dǎo)軌在使用和安裝過(guò)程中產(chǎn)生的不同程度的磨損，甚至在導(dǎo)軌的研制過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一定程度上的誤差，這些都是導(dǎo)軌誤差出現(xiàn)的成因。2）主軸誤差。一方面，主軸的軸頸在制造過(guò)程中，它的圓度和同軸度都是很難掌握的，因此這極易產(chǎn)生誤差。另一方面，軸承不僅在制作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生誤差，軸承和軸承二者彼此之間也會(huì)產(chǎn)生同軸度誤差。正是這些因素的交錯(cuò)縱橫，才極易導(dǎo)致主軸誤差的產(chǎn)生。3）傳動(dòng)鏈誤差。傳動(dòng)元件在制作時(shí)，很容易發(fā)生安裝、幾何、運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的偏差，如果傳動(dòng)鏈末端的元件在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生了偏差現(xiàn)象，這就表明引發(fā)了傳動(dòng)鏈誤差。

（3）刀具誤差的原始誤差。刀具在長(zhǎng)時(shí)間的使用加工過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生不同程度上的削損，一旦刀具產(chǎn)生損耗，就會(huì)降低工件制作的精準(zhǔn)度，從而導(dǎo)致了誤差的產(chǎn)生。

（4）定位、調(diào)整與安裝誤差。定位元件是用來(lái)確定工件在安裝時(shí)所處的位置的元件，在制作定位元件的過(guò)程中，必然會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，從而導(dǎo)致工件在安裝過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生誤差。除此之外，工件的調(diào)整與安裝過(guò)程通常都是通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行的，如果人工技術(shù)達(dá)不到，其精準(zhǔn)度就會(huì)下降，因此就會(huì)存在調(diào)整與安裝誤差。

（5）由于變形引發(fā)的誤差。工藝系統(tǒng)的受力變形、熱變形，以及內(nèi)應(yīng)力引起的變形，都會(huì)導(dǎo)致由于變形而引發(fā)的誤差。

機(jī)械加工時(shí)，在進(jìn)行切削的過(guò)程當(dāng)中，難以避免的，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力的作用，不僅如此，還會(huì)出現(xiàn)切削熱和摩擦熱，這些力度、熱度作用在工藝系統(tǒng)的各組成部分上，就會(huì)導(dǎo)致不同程度的變形，從而致使變形誤差的產(chǎn)生。

由于冷熱加工的不均勻，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部組織的體積發(fā)生改變，這樣一來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致變形誤差。

3 減少機(jī)械加工誤差的措施

剖析了引起機(jī)械加工誤差的成因后，我們不難發(fā)現(xiàn)，機(jī)械加工誤差幾乎是必然存在的，我們能做的，就是盡最大力量，規(guī)避和降低誤差，提升機(jī)械加工的精準(zhǔn)度。

（1）針對(duì)刀具磨損的措施。一般情況，針對(duì)刀具磨損有這些措施：首先，可以挑選質(zhì)量上乘的刀具;其次，在使用刀具時(shí)，可以注意一下規(guī)范的使用方法;使用完刀具后，要進(jìn)行良好的保存措施，使用正確的磨刀方式，選用優(yōu)良的冷卻液等。

（2）針對(duì)工藝系統(tǒng)變形的措施。首先可以提高工藝系統(tǒng)的剛度，降低材料的削切使用量，使變動(dòng)幅度值縮減。

其次，還可以采取措施，通過(guò)一定的熱加工，降低磨損度，使工件的韌性更加勻和，均衡中間構(gòu)造。

除此之外，還可以更改進(jìn)給方向，逆向而行，加大進(jìn)給來(lái)進(jìn)行切削，清除工藝系統(tǒng)的變形，從而降低機(jī)械加工由于變形而引發(fā)的誤差。

（3）通過(guò)就地加工提高精度。在機(jī)械加工或者安裝過(guò)程中，許多工件的加工并不是獨(dú)立進(jìn)行的，因?yàn)楹芏嗖考际腔ハ嘤兴?lián)系的，按照平常的機(jī)械加工步驟，很容易產(chǎn)生無(wú)法規(guī)避的誤差，但是如若采取就地加工的途徑，往往能夠從很大程度上避免這些誤差，不僅如此，還能夠大大地提升機(jī)械加工的精準(zhǔn)度。

（4）采取轉(zhuǎn)移、補(bǔ)償?shù)姆绞浇档驼`差。很多情況下，一些機(jī)械加工的誤差無(wú)論采取什么措施都是難以避免的，因此不如轉(zhuǎn)換思路，采取轉(zhuǎn)移或者補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)縮減誤差。可以通過(guò)從工藝系統(tǒng)、夾具上面尋找突破點(diǎn)，來(lái)找到既能夠轉(zhuǎn)移誤差，又不會(huì)對(duì)機(jī)械加工的精準(zhǔn)度產(chǎn)生過(guò)多的負(fù)面影響的方法;或者也可以通過(guò)人工的逆向加工，來(lái)進(jìn)行誤差抵消、補(bǔ)償，從而提升機(jī)械加工的精準(zhǔn)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)械加工過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工誤差的降低，以及機(jī)械加工精準(zhǔn)度的提升，是機(jī)械工作者們一以貫之的渴求。而經(jīng)過(guò)剖析引起機(jī)械加工誤差的成因后，我們才能發(fā)現(xiàn)高效有用的解決措施并運(yùn)用到機(jī)械加工的過(guò)程中去，提升機(jī)械加工工藝的品質(zhì)。

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課題名稱：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與工程訓(xùn)練教育融合的研究編號(hào)：（2018-cg02）