機(jī)械加工誤差分析以及解決措施

機(jī)械加工誤差分析以及解決措施摘要：在機(jī)械加工中，工件上某一尺寸的加工誤差，可能是由多項(xiàng)系統(tǒng)誤差和多項(xiàng)隨機(jī)誤差共同作用的綜合結(jié)果。由于在加工每一尺寸時，作用在其上的偶然因素的組合都不一樣，因此，即使是同一設(shè)備、同一操作工人加工出的同一批工件，其實(shí)際尺寸也是變化的，這就是尺寸分散現(xiàn)象。一批工件的尺寸分散范圍若在公差范圍之內(nèi)，則合格；反之，若尺寸分散范圍超出公差范圍，則超出的部分工件為不合格品。本文主要針對機(jī)械加工誤差分析以及解決措施進(jìn)行簡要分析。關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；誤差；解決措施1機(jī)械加工精度及誤差的含義所謂機(jī)械加工精度，指的是機(jī)械產(chǎn)品在進(jìn)行機(jī)械加工之后，其實(shí)際的幾何參數(shù)與圖紙中所規(guī)定的數(shù)值的符合程度，符合程度越大，則證明機(jī)械加工精度越高，反之，則證明機(jī)械加工精度較低，加工后機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際幾何參數(shù)與圖紙中規(guī)定的數(shù)值之間的差值，就是機(jī)械加工誤差，加工誤差越小，說明機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量越好，加工誤差永恒存在，不可消除，但如何控制加工誤差，是一個亟待解決的問題。2機(jī)械加工精度的具體內(nèi)容機(jī)械加工精度主要包括三方面內(nèi)容，分別是尺寸精度、幾何形狀精度以及相互位置精度，衡量機(jī)械加工精度的高低，要從這三方面人手。尺寸精指的就是機(jī)械產(chǎn)品零件的實(shí)際尺寸與圖紙中所標(biāo)注的尺寸的符合程度。幾何形狀精度指的是機(jī)械產(chǎn)品零件表面實(shí)際的宏觀形狀與圖紙中所繪制的宏觀形狀的符合程度。相互位置精度指的則是機(jī)械零件與基準(zhǔn)之間的相互位置與圖紙中所要求的相互位置的符合程度。3機(jī)械加工誤差產(chǎn)生的原因3.1原理誤差在加工的過程中沒辦法采用理想的加工運(yùn)動方式而采用了近似的加工運(yùn)動方式，由此產(chǎn)生的加工誤差稱為原理誤差。從實(shí)際的情況考慮，如果采用理論中的加工原理對工件進(jìn)行加工，那么就需要十分復(fù)雜的加工機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，這會造成資源的極大浪費(fèi)。機(jī)械加工企業(yè)只需要將加工件的誤差控制在一定范圍內(nèi)，能夠滿足功能需求即可，并不需要提高成本來徹底消除誤差。因此，在實(shí)際加工中原始誤差是一定會存在的，這就會給加工件的加工精度帶來影響。3.2機(jī)床誤差機(jī)床是機(jī)械加工的必備條件，生產(chǎn)過程中的每一個環(huán)節(jié)，零部件的每一次加工都需要機(jī)床的參與。所以說，機(jī)床自身的誤差直接作用于零部件的制造精確度。機(jī)床的制造誤差包括機(jī)床的導(dǎo)軌精度誤差、主軸的回轉(zhuǎn)誤差以及傳動鏈誤差。導(dǎo)軌是機(jī)床的最關(guān)鍵部件之一，它起到確定機(jī)床其他零部件的相對位置、為刀具等加工部件的運(yùn)動提供基準(zhǔn)等作用。導(dǎo)軌的精度誤差主要來源于導(dǎo)軌本身在制造時產(chǎn)生的誤差、導(dǎo)軌安裝不正確以及導(dǎo)軌在運(yùn)動較長時間后產(chǎn)生的磨損。主軸是進(jìn)行切削加工必不可少的部件，是生產(chǎn)時刀具運(yùn)動的基準(zhǔn)，能夠直接施加影響作用于被加工部件。主軸的同軸度、跳動度誤差、軸承的幾何尺寸或表面質(zhì)量誤差以及軸承之間的同軸度誤差導(dǎo)致了主軸誤差的出現(xiàn)。3.3刀具的幾何誤差加工過程中不同刀具在切削時與工件的接觸部位磨損程度不同，造成的加工誤差也不相同，同時刀具的切削會對刀具產(chǎn)生力的作用從而使得刀具本身產(chǎn)生變形磨損，從而使得被加工件產(chǎn)生加工誤差；刀具本身在制造過程中產(chǎn)生的誤差也會造成工件的誤差，例如使用定尺寸刀具進(jìn)行加工時，刀具的制造誤差會直接對被加工零部件的精度產(chǎn)生不好的作用。3.4調(diào)整誤差機(jī)械加工不是一個一次性就完成的過程，需要經(jīng)過一個個的步驟。而在每個步驟完成之后需要對夾具、刀具以及工件進(jìn)行調(diào)整，例如重新對刀、重新夾裝等，以便確保它們之間相互位置精度的準(zhǔn)確。但是這種調(diào)整會有誤差，這會使得被加工零件的精確度下降。3.5定位誤差在機(jī)械加工開始之前需要將工件固定且與機(jī)床上的基準(zhǔn)部件保持正確的相對位置，這就需要人利用夾具完成這一環(huán)節(jié)，因而會產(chǎn)生定位誤差。被加工件定位時相對于基準(zhǔn)的位置精度會對被加工零件的形狀、尺寸大小產(chǎn)生直接的影響，這關(guān)系著之后的加工以及裝配。所以說定位誤差在機(jī)械制造流程中扮演關(guān)鍵角色。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中定位誤差是沒有辦法徹底解決的，因此就需要加工人員在不影響后續(xù)加工處理以及裝配的情況下盡力去減少定位時的基準(zhǔn)不重合度，讓機(jī)械加工誤差位于公差帶內(nèi)。4解決措施4.1清楚地認(rèn)識不同性質(zhì)的誤差提高制造精確度的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是需要分辨明白不同性質(zhì)的誤差。加工過程中產(chǎn)生的誤差一般會被區(qū)別為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差是指在一段時間內(nèi)加工零部件時出現(xiàn)的數(shù)量和矢量遵循某種規(guī)律變化或者維持原狀的加工誤差，分別稱為變值系統(tǒng)誤差和常值系統(tǒng)誤差。常值系統(tǒng)誤差包含有原理誤差、機(jī)床設(shè)備各個部分元件的制造誤差、制造工藝鏈?zhǔn)芰λ鶐淼闹圃煺`差等；變值系統(tǒng)誤差包含制造工藝鏈?zhǔn)軣?、刀具摩擦磨損帶來的制造誤差等。隨機(jī)誤差說的是在加工的過程中誤差的數(shù)量與矢量不遵循規(guī)則變化的制造誤差，其包括零部件的內(nèi)應(yīng)力誤差、定位誤差、坯料誤差等。認(rèn)清楚不同的誤差之后就可以按照不同的解決方案來減小或者消除加工誤差，提高加工的精度。4.2原始誤差減小法眾所周知原始誤差包含了機(jī)床的精度誤差、夾具誤差等等。具體問題具體分析，面對差異化的原始誤差造成的加工精度較差的問題需要互不相同的方案，在開始加工之前就將問題解決，能夠明顯的降低或者減少原始誤差對于零件加工的影響。例如在加工制造精度要求比較高、結(jié)構(gòu)有比較復(fù)雜的航空部件時，就需要優(yōu)秀的性能卓越的加工設(shè)備。例如智能化機(jī)床的使用能夠提高加工精度，防止熱變形、測量機(jī)床的空間精度并加以自動補(bǔ)償。降低原始誤差的常見措施有轉(zhuǎn)移法和補(bǔ)償法。原始誤差轉(zhuǎn)移法是指在沒有辦法完全消除原始誤差的情況下，將原始誤差轉(zhuǎn)移至對于被加工部件精度要求不高的部位，這樣就能夠避免原始誤差對零部件的制造精確度產(chǎn)生太大的壞的作用。原始誤差補(bǔ)償法是指在機(jī)械加工過程中人為地制造一種誤差，人為制造的誤差必須要和需要消除的誤差大小相等，方向相反，使兩種誤差互相抵消，這樣就能提高被加工件的精度。4.3不同的零部件需要有不同的加工方式大構(gòu)件的加工要采用不同的加工方式，加工時材料去除量占毛坯總重的90%左右，其結(jié)構(gòu)的厚度以及規(guī)格條件都要求采用高速加工技術(shù)以降低切削力、減小工件的變形，這對零部件的制造精確度有很大的提高，同時也可以保證加工的效率。4.4誤差分組通過對誤差出現(xiàn)的規(guī)律進(jìn)行研究，通過仔細(xì)測量之后將部件的尺寸按照值的高低來分組，分為a組，這樣一來每一組零部件的尺寸范圍變成了之前的1/a。接著遵循各個組的誤差范圍進(jìn)行再次對刀，讓各組的零部件尺寸范圍中心保持相同，這樣的話能極大降低加工件的尺寸分散范圍水平。采用誤差分組的方法能在一定程度上增加加工的精度，同時該方法經(jīng)濟(jì)有效。4.5設(shè)計時改進(jìn)被加工件的結(jié)構(gòu)在設(shè)計加工件時不僅僅要考慮到功能方面的實(shí)現(xiàn)，成本的控制問題還應(yīng)該盡力達(dá)到方便加工的要求。例如壁厚要均勻，結(jié)構(gòu)要勻稱，來減小工件內(nèi)應(yīng)力的發(fā)生，因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生也會對制造精確度產(chǎn)生壞的作用。另外在加工時適當(dāng)?shù)剡x擇不同材質(zhì)的刀具，加大刀具的前角和主偏角，在加工前或者加工后對被加工件實(shí)施適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理、熱處理等手段，這些方法都能有效降低刀具對零部件的切削力，從而減小零部件的變形。5結(jié)束語綜上所述，從一個零件開始加工到加工結(jié)束有很多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都有可能因?yàn)椴煌脑蛟斐闪慵膸缀纬叽?、表面質(zhì)量與理論值有一定的偏差。只有通過分析形成誤差的原因，才能提出對應(yīng)的解決方案。找出最為經(jīng)濟(jì)最為可靠的解決方法，使得零件的加工誤差保持在公差帶的范圍之內(nèi)是企業(yè)需要考慮的重要問題。