浅析机械设计与机械加工的误差

摘 要：随着时代的发展，科技的进步，我国的现代化工业也获得了前所未有的发展，对于工业生产来说，机械设计和机械加工具有非常重要的地位，而在机械设计环节和机械加工过程中所产生的误差，更是与生产的质量和效率息息相关。为了提高机械设计和机械加工的质量，就必须减少误差。导致误差出现的因素有很多，设计因素以及不规范的加工操作，都会影响到精度，不利于工业生产的稳定运行。为此，文章对于机械设计与机械加工过程中影响误差的因素进行了分析，并提出了相应的提高精度、降低误差的措施。

关键词：机械设计；加工；误差分析；措施

经济的飞速发展推动了工业生产的迅速提升。当前，我国正处于机械化大生产的时代，而机械化和自动化正是这一时代特征的体现，机械化的普及、自动控制理论的广泛应用，促进机械设计和机械加工向着更高的层次迈进。过去的比较单一的机械化理论已经不能适应现代工业生产的需求，对于机械产品质量和性能的要求更是越来越高。机械产品的精度是影响其质量和性能的关键因素，因此，提高产品的精度、减低误差则成为了人们追求的目标和关注的焦点。众所周知，误差是无法避免的，影响误差的因素有很多，产品尺寸、型号、规格等存在着差异，而这些都可能导致误差的产生，所以，必须对误差产生的原因进行合理的分析，采取有效的措施降低误差，进而使得产品的质量和性能获得提高。

1 机械设计与加工中的误差分析及降低措施

对于机械产品来说，一般要经历产品的最初设计、产品的加工成型、产品的质量检测这三个阶段。产品的设计阶段是非常重要的阶段，后期生产出来的产品质量如何，与产品的设计水平有着很大的关系。因此，在选择材料时，必须考虑到产品的用途，并设计和选择合理的加工工艺，兼顾产品的先进性和实用性，对于可能会影响到产品质量的因素，进行充分的考虑，事先做好防范的措施。好的设计理念需要科学严谨的加工工艺来实现，而加工阶段则是产品成型的重要阶段，必须严格按照设计图纸的工艺流程执行操作，确保加工设备具有稳定可靠的性能。需要注意的是，加工过程中，需要对产品进行测量，而测量精度准确与否则直接影响到产品的精度。产品加工完成后，即进入产品检测阶段，这同样是一个不容忽视的环节，如果处理不当，很可能把合格的产品误检测为不合格产品，而不合格的产品则被当作合格产品来使用，进而影响到生产的稳定运行。机械产品所经历的这三个阶段，是一个有机的整体，而产品精度的问题也是贯穿于这三个阶段，因此，在每一阶段都必须严格按照规范进行操作，只有这样，才能提高产品的精度、减少误差，从而确保产品的质量。

1.1 机械设计的误差分析

为降低产品的误差，就必须提高设计阶段的技术水平，产品的设计会对接下来的产品加工和产品检测造成很大影响，而设计图纸则是整个生产过程的重要依据，为此，提高设计人员的设计水平和专业素质，尤其是要对加工工艺的熟练掌握非常重要，否则就很可能设计出根本无法生产出来的产品或者无法保证产品所需的精度，为了提高设计效率、节省设计时间、缩短设计周期，必须在设计之初就综合考虑好各种因素，提前防范，减少和尽量避免出现误差。

1.1.1 材料问题

机械材料的选择是机械设计中最先要考虑的问题，在选择机械材料时，需要根据零件的用途进行科学合理的设计，在确保所需的性能指标的情况下，还要兼顾材料的经济性要求，避免不必要的浪费。

1.1.2 加工工艺

不同的加工工艺，对材料的物理性能会产生不同的影响，进而影响到零件的误差。因此，在选择加工工艺时，要对材料的性能有充分的了解和认识，并结合产品成型需要，分析在加工过程中材料可能发生的应力变化，从而提高零件精度、降低误差。

1.1.3 可加工性

零件的可加工性是设计中比较容易忽视的问题，实际上，如果在零件的可加工性方面进行充分的考虑，进行优化设计，简化零件的形状，使之便于加工成型，并根据精度要求的不同进行位置的区分，则可以在很大程度上提高零件的精度，使误差得以减少。

1.2 机械加工的误差分析

1.2.1 机床自身运转的制造误差

作为一种机械，机床本身也存在着误差，并且随着使用时间的加长，误差会越来越大。机床所产生的误差主要有主轴回转误差、导轨的位置误差、传动链的传递误差。主轴的实际回转轴线与其理论回转轴线之间的变动所产生的误差，即所谓的主轴的回转误差，在加工回转件时，回转误差的存在对零件的同轴度、挠度、圆跳动等造成了严重的影响，减低了零件的精度。对于机床来说，导轨的位置是决定其加工零件的精度的关键要素，导轨的位置误差的存在对于零件的加工非常不利，分析其位置误差的产生原因，主要是由于导轨安装不当而产生的安装误差，还有就是导轨自身的制造精度问题，以及导轨在长时间的使用下逐渐产生的变形误差。传动链为机床运转传递所需要的动力和能量，一旦出现误差将会对机器的相对运转造成不利影响，进而影响零件的精度。

1.2.2 机床用具的误差

机床的用具分为两种，即刀具和夹具，相比较而言，夹具产生的误差要远远大于刀具产生的误差。在使用过程中，刀具会产生不同程度的磨损，进而引起零件的加工误差，不同的机床所使用的刀具也是不同的，因此所引发的零件的误差程度也不尽相同，一般来说，刀具所导致的误差并不明显。而机床夹具在机械加工中是必不可少的辅助设备，其作用就是用来对刀具、零件和机床的位置进行控制，所以夹具产生的误差较为显著。

1.2.3 机械加工过程中的定位误差

基准点不重合以及定位副自身误差的存在导致在机械加工过程中产生定位误差。对于机械加工来说，基准点的精准性非常重要，通产要与设计中的基准点重合，否则就会产生很大的误差，严重影响零件的精度。工件的基准面和夹具的定位面组成了定位副，因此，如果夹具的定位面的制造精度不够，或者定位面上有杂物，就会引起定位不准，从而产生制造误差。

1.3 降低误差的措施

为降低零件的误差，可以采取相应的措施。首先，尽量减少加工中的直接误差的产生，分析可能出现的误差，在设计之初就对这部分误差进行充分的考虑，并采取合理措施加以降低或消除，还要针对误差选择适当的机床和夹具。其次，有些误差是不能消除也无法避免的，只能进行补偿，这就需要对已知的误差量进行分析，采取添加原料或加工尺寸留下余量等方式进行误差的弥补。最后，对于已经加工完成的存在误差的零件进行分组使用，将加工好的半成品或成品根据其误差的大小和范围进行分组匹配或进一步加工，这种方法不仅相对简单，还具有很强的经济性。

2 结束语

工业生产是我国经济发展中的支柱性产业，机械是工业生产中的重要设备，为了保证机械设备的性能，在机械设计和机械加工的过程中，要减少误差，提高产品的性能。误差的产生是不可避免的，但是在设计和加工的过程中，却可以通过各种改进措施降低误差的产生。在以后的生产实践中，对于机械产品的设计和加工技术会不断地提高，为我国工业生产的稳定发展创造有利的环境。

参考文献

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