减少机械加工误差提高机械加工精度

减少机械加工误差提高机械加工精度

李双文

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司

黑龙江 哈尔滨 150066

摘要：机械加工的精度指零件加工后的几何形状与尺寸与标准值之间的差异，常见的几何参数主要包括尺寸、形状、相互位置等，通过设置加工精度标准值，可以限制机械加工的误差范围。其零件的加工质量对于机械产品的性能与寿命有着直接影响，因此在加工过程中，必须提高对零件质量与精度的控制既要避免认人为因素引起的误差，又要有效缓解和降低客观因素引起的误差，以此保证加工精度不断向理想参数靠近，尽可能缩短其误差值。

关键词：机械加工误差；加工精度；措施

前言

任何机械的运转都离不开对机械零件的使用，而零件的性能决定着机械的运转质量。影响零件性能的因素主要有两点，一是零件所使用的材料性能，二是零件的精度和加工质量。如果零件具有优良的材料性能，但加工质量低下，则是对优良材料资源的一种浪费。由此可见，提高零件的加工精度十分重要。

1.提高机械加工精度的必要性

机械加工精度会直接影响机械产品的质量性能和使用寿命。在机械加工过程中，由于各方面因素的影响会使得加工出现误差，例如工件和刀具位置偏移等问题，都会导致生产出的产品带有误差。只有实际加工的零件参数能够和规定参数相同，才能判定该零件符合标准。为了保证机械加工企业的长足发展，需要提高机械加工的精度，尽量减少误差，从而提高零件的合格率，提高生产效率。机械加工的精度，需要先从影响精度的误差因素开始分析，要治其本必先知其源。

2.机械加工误差产生因素

2.1机床制造误差

机床是目前机械加工主要应用设备，在长期应用过程中，其部分配件会产生一定磨损，导致主轴回转误差、传动链误差及导轨误差等问题，对机械加工精度产生影响。其中，主轴回转误差，指主轴各瞬间实际回转轴线与平均回转轴线的变动量，简单来说就是作为零配件基准的主轴，一旦发生磨损，就会产生基准误差，继而影响机械加工精度，产生主轴回转误差的因素有轴承本身误差、主轴绕度、轴承间的同轴度误差等；传动链误差，是传动链使用过程中磨损、各组成环节的制造和装配误差等导致的，传动链始末两端传动元件相对运动导致的误差，最终对机械加工产品质量造成影响；导轨误差，导轨具有控制各零部件位置变化、确定机床各部件相对位置的作用，是机床运动的基准，在机床实际使用中，导轨自身制造与安装质量不佳、不均匀磨损等都会导致导轨误差。

2.2定位误差

机械加工中定位误差主要有定位副制造不准确误差和基准不重合误差，在进行具体定位操作时，定位副制造一般由工件定位面和夹具定位元件构成，倘若定位副制造出现误差，就会出现机械零部件变形或松动，使得机械加工各部件无法紧密合作，引发工件最大位置变动量，导致定位副制造不准确误差；基准不重合误差，指在机床上加工工件时，需要确定工件上某些几何参数为加工时定位基准，倘若与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。

2.3工具使用误差

机械加工过程中，工具使用是必不可少的重要内容，而且随着机械加工工艺技术的发展，可使用的工具也愈加复杂多样，合理使用机械加工工具，与提升产品加工效率和质量有着十分紧密的联系。以刀具为例，在机械加工过程中，使用任何刀具都会造成磨损，导致工件形状和尺寸的变化，不同种类刀具其几何误差对机械加工误差的影响各不相同，如一般刀具制造误差不会对机械加工误差造成影响；定制刀具误差将直接影响工件加工精度。因此，为避免工具使用误差，技术人员不仅要根据加工产品选择对应工具，还要随时注意加工工具磨损程度，及时更换，以保障加工效率和质量。

2.4内应力误差

内应力指没有外力作用而存在于零件内部的应力，工件一旦产生内应力，就会处于一种极不稳定的状态，不但会自动向低能位稳定状态转变，而且极易引发形变，继而使得加工精度难以满足设计要求。在对这类材料进行加工时，内应力的产生主要是由于原材料自身厚度、大小等不同，在加热环节会出现受热不均匀情况，继而使得材料内部产生不同形变量，如，一些细长型原材料在冷校直工序中，其内部会产生内应力，导致材料出现形变弯曲，对加工精度造成影响。

3.提高机械加工精度的措施

3.1减小原始误差

原始误差主要是一些通过人为努力可以减小或消除的误差。如在进行击穿的安装时，严格按照说明和标准进行，将误差控制在最小范围，并通过不断的测试和校准达到消除安装误差的要求。对刀具和夹具进行定制时，选用可靠质量高的生产厂家，并在使用之前对刀具和夹具的材料性能进行检测，避免刀具和夹具由于材料缺陷而产生误差。这些琐事虽然看起来容易，但在现实的情况中往往容易被忽略。

3.2加工过程中对误差进行预防

加工企业可以动用人力资源，进行专业科研人员的配置，对常见的误差进行分析和探究，提出新的解决方法和新的加工工艺。不断的提高专业能力，对能够避免的误差进行相关解决方法的提出，同时对量具和夹具、刀具等基础加工工具的材料进行改性研究，生产材料性能更好的加工器具，避免磨损的频繁发生。另外，在加工的过程中可以科学综合的使用误差转移、分组、平均等方法，进行误差的化解，提高工件的精度。

3.3减少或者转移原始误差提高加工精度

减少原始误差的要点和基础是要对原始数据进行采集和分析，通过对不同数据进行分析可以发现原始误差对加工误差产生的影响程度。通过一定的数据处理发现原始误差的规律，破解规律，进行调整，减小原始误差。另外，做好对加工设备的日常维修和养护也会减少原始误差。

3.4采取补偿控制技术提高加工的精度

误差补偿是一种常见的减少误差的方法，主要是通过数据测量和收集后，通过软件进行补偿的技术，实施成本低，方便简单。其中包括两种常见的补偿方法，一种是误差补偿法，另一种是误差抵消法。误差补偿法，是通过对原有误差进行覆盖实现缩小误差的方法，这种方法本质上是“以形补形”。误差抵消法是通过原始误差和预期误差之间存在的关联关系来进行误差消除的方法，这种方法并不能达到消除误差的目的，但能够有效的减小误差。

3.5合理避免外力，减少受力因素影响干扰

外力也是影响零件精度的关键因素之一，尤其在加工工艺过程中，难免会出现挤压力、摩擦力等外力干扰，从而形成较为严重的影响，使得零件的精度下降。因此在加工与操作过程中，工作人员必须注意外力的影响，尤其对于影响精度的外力，必须进行有效调控。首先，在加工工作前，工作人员需要对机械设备本身进行检查，是否存在不平稳、不水平、少支撑等情况，同时也要检查工件与固定位是否挤压过紧，在调控好外在因素后才能进行加工操作。其次，在加工过程中，工作人员还可以通过一些操作方法降低摩擦力的影响。

结束语

综上所述，机械加工中产生误差是不可避免的，但还是可以通过人为的校准减小的，而误差减小就意味着精度的提高。以上所提到的误差减小方法并不是解决误差最根本的方法，最根本的方法是通过科学探究来提高加工工艺，提高加工设备材料的性能。为了提供更好的加工机械效果，加工企业应该不断拓展，提高加工综合能力。科技与自动化行业的发展，现代机械对于零件精度的要求在不断提升，因此在机械零件加工过程中，需要进一步提升工作人员的工艺水平与技术，既要深刻认识到各类误差出现的原因与影响效果，又要建立标准化的操作流程与规范，针对不同的误差采取不同的加工工艺，从而保证零件加工质量与水平的不断提升。

参考文献：

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