機械加工精度的誤差控制措施

易偉 王自忠 劍超

摘 要：在國民經(jīng)濟中制造業(yè)占有舉足輕重的地位，在制造業(yè)中機械加工又是極為重要的環(huán)節(jié)，當前科技的不斷進步，給機械加工的精度提出了更高的要求。不過，機械加工的精度一般又會受到諸多因素的影響，諸如幾何誤差、定位誤差物理變形誤差等。為了控制誤差，盡可能使得精度達到理想值，就必須要采取針對性的措施，加強機械作業(yè)的性能、進行科學的誤差補償、使用分化或均化技術(shù)、轉(zhuǎn)嫁原理等調(diào)控誤差。

關(guān)鍵詞：機械加工；精度；誤差；控制策略

機械工業(yè)為代表的制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基石，在人類社會進步的歷史中扮演著重要的角色。在當前工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)中不可避免地會經(jīng)過機械加工流程，機械加工就是借助機械手段對工件進行處理的過程。由于加工精度要求的提升，使得探究影響機加工精度的原因、提出針對性誤差控制策略等工作變得迫在眉睫。

一、機械加工精度的概念與要求

所謂的機械加工精度，實際上就是成品工件所達到的各項參數(shù)值，有幾個核心指標就是尺寸大小、幾何形狀、各表面的相互位置等，相較于既定目標的差值。在機加工過程中，使用的加工方式和技術(shù)是有差異的，加工使用的原材料也是不同的，構(gòu)件的制造條件也是不同的，因此，這樣生產(chǎn)出來的工件必然與設計值存在一定的差異。為了對加工精度有一定的認識，通常使用誤差來進行衡量。如果顯示的誤差值越大，那么就說明這個精度等級越低，反之，誤差越小說明加工的越好，也就是精度越高。

二、影響機械加工精度的原因

對于機械加工而言，誤差基本都會左右機械加工的精度，經(jīng)過筆者的總結(jié)，基本含有以下幾點。

1.幾何誤差

幾何誤差的來源基本都是設備，常見于機床和刀具，我們都知道，機床是用于機械加工的關(guān)鍵設備，它和其內(nèi)部的道具質(zhì)量將會直接決定加工精度，特別是機床主軸、導軌、傳動鏈的性能，這對于機加工的精度而言都是極為重要的。假設主軸在回轉(zhuǎn)時出現(xiàn)誤差，那么毫無疑問，工件的精度必然會受到影響。導軌的磨損會引發(fā)相對運動的出現(xiàn)，在這個時候就必然會出現(xiàn)誤差，這時候機床的精度是無法進行保證了，加工的精度也就沒了保證。除此之外，如果更換了刀具，加工工件的誤差也會變得不同。

2.定位誤差

在進行機械加工的過程中，首先要做的就是對元件進行定位，在這項工作落實之后才能進行加工作業(yè)。在定位的環(huán)節(jié)，要考慮到工件上的諸多要素，在此基礎(chǔ)上來定位。我們普遍將定位基準與設計基準重合，兩者一旦不重合，那么誤差也就出現(xiàn)了。實際上，在夾具對工件進行定位時，是不可能沒有誤差的，但是這個誤差值如果在允許范圍內(nèi)，那就是合格的。在工件的加工環(huán)節(jié)，夾具和工件都需要進行固定，但是這個固定的過程中，又會出現(xiàn)一定的位置變動，這就會引發(fā)定位副制造不準確誤差。

3.測量或調(diào)整誤差

在整個工藝流程中，機床上的工件和刀具需要一定的相互位置精度，這就需要對刀具、夾具、工件等進行相關(guān)調(diào)整，借助這些變動來控制精度。在進行加工時，那些被加工部件需要一些參數(shù)來衡量，在加工時用到的工藝也要進行調(diào)整。首先，用于測量的工具是必然不會非常精準的，測量的措施也不見得是最好的，工具本身就帶有一定的問題，這都是測量誤差的來源。除此之外，如果調(diào)整方式不對，使用的手法不對，那也會出現(xiàn)不必要的誤差。

4.物理變形誤差

不管是何種材料構(gòu)成的加工構(gòu)件，其在受到外力作用，或者是溫度急劇變化之后，都會出現(xiàn)不可避免的變形，這對于工件的加工精度是有一定影響的。在整個加工的流程中，考慮到機床、刀具、工件等在工作時，都處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，這時的溫度是非常之高的，這時的工件受熱就會出現(xiàn)變形。特別是那些精度等級極高的精密工件，在熱變形之后出現(xiàn)的誤差是非常大的。除此之外，加工過程中，機床、刀具、工件也會受到力的作用，這也會出現(xiàn)一定程度的變形，這都會引起加工的誤差。

三、提高機械加工精度誤差控制的策略

實際上，很多因素都會對機加工產(chǎn)生影響，在作業(yè)的過程中，精度上的誤差是不可避免的。盡管如此，我們還是需要借助一些措施進行控制，旨在將其控制在合理范圍之內(nèi)，這也是對精度的一種保證。詳細來說，經(jīng)過查閱相關(guān)資料，我們發(fā)現(xiàn)對機械構(gòu)件精度的誤差進行控制基本上有幾下幾種模式。

1.優(yōu)化加工機械工作性能

加工機械的工作性能是一個極為重要的指標，它會對原始誤差進行最大限度的削減。要想提升機械加工的精度，就必須要對原始誤差有一個深入的了解，以減少原始誤差來提升加工精度。具體來看，有以下幾點：優(yōu)化機床、刀具、夾具、量具等部件的質(zhì)量，提升其設計上的精度。由于工藝設備在受到外力壓縮和溫度極度變化時，會出現(xiàn)很大的變形，這兩點需要進行科學的調(diào)控，機床、刀具、軸承等設備的質(zhì)量也要盡可能的提升，最好不要在加工時出現(xiàn)過度磨損。以上種種都是借助優(yōu)化機械加工的性能，來盡可能防止誤差的出現(xiàn)。

2.合理利用誤差補償措施

誤差補償技術(shù)的研發(fā)，對于原始誤差的控制而言是極為重要的。該技術(shù)描述的是，在進行機械加工的過程中，根據(jù)機械加工的精度要求，特意的對設置相關(guān)數(shù)值的誤差，以此來消除系統(tǒng)中原有的不可避免的原始誤差，還有一種更好情況就是，借助一種原始誤差去消除另一種原始誤差。這是一種十分實用的誤差補償方式，實踐證明其在機械加工的環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用，這對于原始誤差的消除意義非凡，對于加工精度的提升也起到了巨大的作用。

3.采用分化或均化技術(shù)措施

在消除原始誤差的眾多方法中，分化和均化技術(shù)也是十分實用的，我們也借此取得了極佳的效果。要知道分化和均化技術(shù)是不同的處理模式。對于分化技術(shù)而言，它針對的是發(fā)育中的個體形態(tài)，使用相關(guān)方法讓他出現(xiàn)變異；反觀均化就不一樣，其是采取措施將兩種或者兩種以上的物質(zhì)形態(tài)進行均和。在進行構(gòu)件的加工時，我們會對誤差的規(guī)律進行相應的記錄，然后根據(jù)這種規(guī)律，將測量的工件根據(jù)尺寸的差異進行分組，進而對誤差的范圍來劃定，之后經(jīng)過相應的位置調(diào)整，再對誤差來分化，盡可能的縮減范圍。對于那些表面精度很高的工件一般采取比較檢測法，首先找到工件表面顯著的不同點，之后再修正乃至于加工，以此來將原始誤差縮減在最小的范圍，或者也可以平均原始誤差。

4.利用轉(zhuǎn)嫁原理采用相關(guān)措施

在機械加工過程中，必須要認識到一點，那就是原始誤差在加工誤差上的體現(xiàn)，和其是否在誤差敏感方向上有關(guān)。誤差轉(zhuǎn)移就是轉(zhuǎn)移受力、受熱變形誤差等，旨在將敏感方向上的誤差轉(zhuǎn)到無影響處。借助此種方式提升機械加工的精度。

四、結(jié)束語

綜上所述，在機械工業(yè)中必然會涉及到機械加工，隨著科技的進步和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對于機械加工的精度要求越發(fā)苛刻。在實際作業(yè)中，必須要重視相關(guān)策略，調(diào)控加工精度上的誤差，進而提升機械加工的精度，優(yōu)化產(chǎn)品的質(zhì)量，達到社會對機械加工的相關(guān)要求。

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作者簡介

易偉（1988.11-），性別：男，民族：漢，籍貫：湖南省醴陵市，當前職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：機械專業(yè)

（作者單位：河南省新鄉(xiāng)飛機場）