机械加工误差及提高加工精度分析

摘要：机械加工过程中对工件产生误差是不可避免的，但是我们为了提高工件的质量精度，必须减少降低加工过程中的误差，对机械加工过程中产生的误差原因进行记录分析，用大量的实验不断地修正误差提高精度，这是机械加工人必须努力的方向，虽然误差不可消除但是我们努力可以减低到我们能够减低的最小值，这就是我们的成功。

关键词：加工误差 精度 质量

中图分类号：U270.6+4文献标识码：A

1影响机械加工高精度的原因

1.1.机械加工中机床标准误差

机械加工过程中由于工件加工都是通过机床上的刀具直接作用上去的，所以工件的精度很大程度上是有机床精度决定的，而且长时间工作机床必然会磨损，所以机床是导致机械加工误差的重要原因，机床影响机械加工精度的误差主要有三个部分，即导轨误差、传动链误差与主轴回转误差。

导轨误差，主要有金属构成也可以是其他材料，主要用于承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置，做高精度直线运动。导轨的安装和生产质量都会影响机床精度，而导轨长时间磨损是导致机床误差的重要原因之一。传动链误差，传动链两端传动元件做相对运动，两端的角度和速度等原因是导致传送链误差的主要原因，平常把传送链末端元件角度误差记为传送链误差的标准。主轴回转误差，主轴是用来承载工件或刀具的平台，把动力传给刀具，带动工件。所以主轴回转的精度必须高，它的误差直接影响工件的精度，是影响机床精度的重要原因。

1.2.机械加工中刀具和夹具误差

刀具误差是根据机械加工中机床上刀具的种类几何形状影响的，由于刀具种类繁多几何形状不同对工件加工的影响的误差也不同，如定尺寸刀具展成刀具加工工件时，刀具直接影响工件的精度，它的误差相对机床加工精度影响较大，而车刀之类的刀具对工件加工影响就不那么明显。夹具主要固定机床刀具校准位置，它的要求比较高，如果位置不准确直接导致工件加工精度，特备是特殊位置的夹具，影响就更大，所以安装调试是一定要注意。

1.3.机械加工中定位误差

机械加工中定位误差主要分为两个方面：定位副制造误差，当工件在夹具中时它的位置主要取决于夹具定位元件，而基准不重合与定位副制造不标准导致的误差影响工件加工精度，基准不重合误差，设计基准往往与定位基准存在偏差，而试切是无法判断出来，在机械加工时就会存在一定的误差，这也是影响工件加工的精度，定位副制造误差与定位基准不重合误差的的和就为定位误差值。

1.4.受工艺影响引起的误差

当机械加工工件时，工件在夹具中受到机床带来的切削、惯性、重力、传动等力的作用，时常由于操作不当引起工件变形，改变刀具与工件之间的准确位置，使工件加工产生误差。在机械加工过程中工件与刀具的刚度强弱直接影响其精度，如果工件不足以承担机床带来的切削力很容易变形，而刀具刚度则由不同刀具类型决定工件加工的精度，比如外圆车刀的刚度大，它可以承担比较大的力不易变形，所以对工件加工的精度影响较小，由于膛直径内孔较小，刀杆刚度不高，对工件加工精度影响较大。这些误差可因根据材料力学相关公式算出来。

1.5.机床部件与工艺系统刚度对机械加工精度的影响

机床由许多部件组成，每个部件的刚度大小各有不同，而每个部件由于部位不同受到的机械加工过程中带来的力也不同，有些受到的力较小，对刚度要求不高，而有些受到的力较大，对刚度要求就高，并且受到的力各有不同，由摩擦力、切削力等所以机床各部件刚度要求无法统一，很难算出误差也没有适当的计算方法。工艺系统刚度引起的误差很多，比如切削力引起的误差，当工件在机械加工过程中，由于工件不同位置材质不同受到同样的切削力，而效果不同很容易变形，生产出来的工件存在一定的误差；夹具在夹紧工件时，由于机床作用了导致工件夹紧点发生变化，工件所受到的力方向部位等发生变化，生产出来的工件也存在一定的误差，这些误差都是不可能用计算方法算出来的。

1.6.机械加工中受热变形引起误差

机械加工过程中由于摩擦等原因引起工件受热变形导致误差而是影响工件精度的又一重要原因，特别是大型工件和精密工件的加工，当工件在机床上加工时，受各方面影响温度渐渐升高，再通过热传递把热源传递到不同位置，期间刀具、夹具、工件都会受热，产生物理变化，而当单位时间内导入的热量大于机床单位时间散发出去的热量时，热量积累倒是部分部件受热变形，影响工件精度。

1.7.机械加工中内应力引起的误差

内应力就是在没有外力作用下存在机床各个部件之间的应力。机械加工过程中工件要经过热处理，而工件各部位的材质和薄厚不均匀，致使工件冷却不均匀导致工件受到内应力的影响，机械加工过程中工件受到内应力之后工件内的金属就会从高能位状态转换到低能位状态转换，期间伴随着工件形变影响机械加工的精度。如丝杆类细长轴工件在加工过程中原料产生内应力，导致工件成品发生弯曲。

2提高机械加工精度的几点措施

2.1.提高机床初始精度

首先，必须提高机床自身精度，从安装调试入手，严格按照出厂标准和场地限制安装机床，精确刀具、夹具等部件的位置，特别是刀具与夹具的精度。其次，严格控制机械加工过程中系统作用力，减轻工件由受热、内应力、磨损、刚度等造成的变形情况。日常加工过程中要对由机床几何印象的误差进行记录，分析不同情况下产生的误差原因，并作出相应的维修方案，适时地更换部件，特别是精密工件加工更需要严格科学的管理，保证机床的几何精度、刚度、控制内应力和热变化，提高工件加工原始精度减低误差。

2.2.采用误差补偿法提高精度

在机械加工过程总原始误差不可避免，可以通过误差补偿法对原始误差进行矫正，降低误差提高精度。误差补偿法就是通过人为的制造一些误差，来拟补机械加工过程中的原始误差，通过此法可以降低机械加工中的原始误差，提高精度。也可以通过机械加工过程中一部分误差来抵消、中和另一部分原始误差，也可以降低误差调高工件的精度。

2.3.分组法降低误差

为提高机械加工工件的精度，可以采用分化原始误差的方法，逐步加工层层分化原始误差，根据工件加工的记录，把工件的毛坯等半成品分成若干组，再根据各组的尺寸大小调整刀具、夹具对相应的部位逐一进行加工，围绕工件的标准进行加工，使各组加工出来的工件符合标准，这样大大分散工件的原始误差，增加工件的精度。还可以通过对工件不同工序的反复加工，比较误差与标准值，然后进行相互修正调整，缩小和标准的差距。

2.4.移除法

在机械加工过程中误差存在很多种，有的地方特别敏感，而有些部位就不是那么特别敏感，移除法就是转移原始误差，由于各种原始误差导致工件成品误差作用不同，有的误差影响非常大，而有的误差影响并不明显按，所以把机械加工过程中敏感部位的误差转移出去，转移到不是特别敏感的部位从而降低误差提高精。这种方法必须要有大量的记录数据做依据，总结经验怎么转移，转移哪些部位，转移到哪是关键，不要把不该转移的转移出去那就没必要了。

参考文献：

[1]孔祥海、吕银玲.浅谈机械加工精度提高[J].中国科技信息.2010年21期

[2]张桂文、机械加工发展状况及误差分析[J].中国新技术新产品.2011年09期

[3]马春光.浅谈提高机械加工精度的方法 [J].中国新技术新产品.009年15期