機械加工誤差產(chǎn)生的原因及措施

1、機械加工誤差產(chǎn)生的原因及措施1加上誤差的原因分析山機床、刀具、夾具和工件組成了機械加工的工藝系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的誤差也就影 響著加工誤差。工藝系統(tǒng)的誤差是“因”，是根源；加工誤差是“果”，是表現(xiàn)。因 此把工藝系統(tǒng)的誤差稱為原始誤差。系統(tǒng)條件改變了，誤差則隨之改變，在機械加工 工藝系統(tǒng)中，加工誤差的產(chǎn)生主要是山原始誤差引起的。這些原始誤差主要可歸納為 以下兒個方面：1.1加工原理誤差采用近似的加工運動或者近似的刀具輪廓，都會產(chǎn)生原理誤差。在較多的惜 況 下，為了使工件表面符合規(guī)定要求，就需要工件和刀具兩者之間有一定的運動聯(lián)系。 例如，車螺紋就需要刀具與工件之間有螺旋運動的聯(lián)系；滾切齒輪就需要滾刀與工

2、件 之間有準確的展成運動聯(lián)系等，這種聯(lián)系就叫做加工原理。這種運動聯(lián)系是用機床或 夾具來保證的，或是用成型刀具來保證的。但是在理論上采用的加工原理比較準確時， 就需要機床或夾具制造得比較復雜，或者中間環(huán)節(jié)過多，反而增加了機床的運動誤差， 進而影響了加工精度的提高。另外，在用成型刀具加工復雜的曲線表面時，刀具刃口 只能近似符合理論曲線，因此就會產(chǎn)生原理誤差。1.2定位安裝誤差定位和安裝是使用夾具固定工件的兩個必要動作過程，定位元件決定工件的位 置，而制造得非常準確的定位元件是不存在的，都允許有一定的公差范圍，這樣誤差 也就隨之產(chǎn)生了。刃外，在安裝工件時一般都是曲人來操作完成的，即使全部由控制 系統(tǒng)

3、自動完成的定位安裝，誤差也會產(chǎn)生，工件形狀和尺寸受工件定位夾裝精度的影 響很大，進而影響工件的裝配精度。因此，操作者不能完全消除定位安裝誤差，但應 當盡量使誤差降到最低限度。1.3機床誤差機床誤差表現(xiàn)在自身的制造、磨損和安裝三個方面。一般來說，機床在制造、安 裝以及使用過程中都會出現(xiàn)一定的偏差，雖然機床出廠之前都要經(jīng)過檢驗，但主要檢 驗機床的重要零部件的形狀和位置誤差，而且這些檢驗是在沒有切削載荷的悄況下 進行的，它反映的是機床的靜誤差。在機床靜誤差中導軌誤差、主軸誤差和傳動鏈誤 差三者對加工精度影響最大。（1）導軌誤差。機床上不論各部件相對位置還是相對 運動，導軌都是它們的基準。機床導軌的兒

4、何精度山其制造精度和使用的磨損狀況所 決定，也與機床安裝好壞有關。就是說，導軌本身的制造誤差以及導軌的不均勻磨損 和安裝質(zhì)量都能使導軌產(chǎn)生誤差。檢驗導軌精度時一般 檢驗導軌水平面和垂直面的 兩個直線度和前后導軌的平行度。（2）主軸誤差。機床主軸是工件或刀具的位置基 準和運動基準，它的誤差直接影響工件的加工精度。山于主軸軸頸有圓度誤差和同軸 度誤差，軸承本身也有誤差，各個軸承之間還存在同軸度誤差，主軸的撓度對軸頸軸 線的垂直度誤差以及支撐端面對軸頸軸 線的垂直度誤差等多種因素影響，在每一瞬 時，主軸回轉(zhuǎn)軸線在空間位置上都是在變化的，即存在回轉(zhuǎn)誤差。（3）傳動鏈誤差。 傳動鏈始末各元件都有不同程度

5、的誤差和偏差，各傳動元件在加工時也有兒何偏心、 運動偏心和安裝偏心，以及在運轉(zhuǎn)中也存在角誤差等因素，說明存在傳動鏈誤差，它 一般用傳動鏈末端元件的轉(zhuǎn)動誤差來考量。1.4刀具誤差刀具在加工工件時會被磨損，使得工件表面精度發(fā)生改變，致使出現(xiàn)加工誤 差，降低工件質(zhì)量。通常減少刀具磨損有下面兒個方法：選擇適合的刀具材料；選 擇適當?shù)那邢髁?；?guī)范刃磨刀具方法；選擇合適的冷卻液等。1.5調(diào)整誤差機械加工是由各種工序組成的，在每一個工序中，總是要進行這樣或那樣的調(diào) 整工作，如：重新對刀、定位、夾裝等等，山于這樣的調(diào)整不一定絕對準確，也就 帶來了調(diào)整誤差，它極大地影響著工件的加工精度。1.6工藝系統(tǒng)的受力變形

6、機械加工時，機床部件、刀具、夾具和工件在切削力的作用下，都會出現(xiàn)程度不 等的變形，致使刀刃和加工表面在位置上發(fā)生變化，就產(chǎn)生了加工誤差。若想減少工 藝系統(tǒng)的變形程度，可以加強系統(tǒng)剛度，減少切削用量，壓縮變動幅度值。1. 7工藝系統(tǒng)的熱變形機械加工時，影響到工藝系統(tǒng)的有切削熱和摩擦熱等因素，所以工件、刀具以及 機床的多數(shù)部件溫度都會升高，產(chǎn)生變形，它們之間原有的相對位置也隨之改變，工 件和刀具之間正確的相對運動形式也遭到破壞，從而破壞了傳動系統(tǒng)的精度。1.8內(nèi)應力引起的變形內(nèi)應力是由于金屬內(nèi)部組織發(fā)生不均勻的體積變化而產(chǎn)生的，它的外界因素來 源于熱加工和冷加工。如果零件內(nèi)部狀態(tài)不穩(wěn)定，其內(nèi)部組織

7、就會發(fā)生變化，從而影 響加工精度。下面的三種情況會產(chǎn)生內(nèi)應力：毛坯制造會產(chǎn)生內(nèi)應力，同樣冷矯正和 切削加工也會產(chǎn)生內(nèi)應力。因此，要想使工件得到均勻的韌性，就要進行適當?shù)臒崽?理，平衡其內(nèi)部結構，減小磨損度。2減少加工誤差、提高加工精度的措施通過詳細分析，了解到盡管機械加工誤差是不可避免的，但只要認真研究，把 產(chǎn)生誤差的原因找出來，并切實努力加以控制，則加工的精度會得到很大提高，具體 的控制措施主要有以下兒個方面。2. 1減少受力變形在有些零件的加工中，不論怎樣，加工精度都得不到有效提高，效率還很低，這 時需要控制工藝系統(tǒng)由于受力而產(chǎn)生的變形，才能降低誤差。例如：車細長軸，即使 切削用量已經(jīng)非常

8、小，但還是發(fā)生彎曲和振動現(xiàn)象。這時我們會采用跟刀架，但經(jīng)過 分析受力和變形，就能看到，跟刀架只能消除一部分徑向切削力，防止頂彎，但是軸 向切削力的壓彎沒有解決，這時我們?nèi)绻淖冞M給方向，采用大進給反向車削方法， 就能消除工件山于軸向壓彎產(chǎn)生的變形，進而提高加工精度。2. 2就地加工在機加工或裝配中，有一些精度問題往往牽涉到好多零部件之間的相互關 系， 用普通方法一味地追求零部件精度來降低誤差很難達到要求，如果采用就地加工方 法就能順利地解決問題。例如：在制作轉(zhuǎn)塔車床過程中，轉(zhuǎn)塔上有六個用來安裝刀架 的大孔，要求這些孔的軸心線必須和機床主軸旋轉(zhuǎn)軸線重合，這六個平面乂需要和主 軸中心線垂直。如果將

9、轉(zhuǎn)塔作為單獨零件加工，山于尺寸鏈太多，要想達到以上兩項 要求則非常困難。如果這些大孔在裝配前不加工，在轉(zhuǎn)塔裝配到機床上后，在主軸上 裝上錘刀，這六個孔就很容易被加工了，而且精度也能保證，這就是就地加工。2. 3變形轉(zhuǎn)移和誤差轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移誤差是工藝系統(tǒng)的靜誤差，轉(zhuǎn)移變形是工藝系統(tǒng)的動誤差，二者沒有區(qū) 別。當機床精度較低或工件精度要求較高時，當前裝備不能滿足加工工件要求時，工 人就應該在工藝上和夾具上做文章、想辦法，創(chuàng)造條件轉(zhuǎn)移機床的原始誤差，使其 原有誤差轉(zhuǎn)移到不影響或少影響加工精度的方向上去。這種方法使原始誤差改變了 方向，降低了對加工誤差的影響，也就提高了加工精度。2. 4誤差補償人為造出一些新

10、的原始誤差，使原有系統(tǒng)的原始誤差不同程度得到抵消，這 種 方法就稱為誤差補償法。系統(tǒng)負誤差可以通過人為的正誤差抵消，系統(tǒng)的正誤差可以 通過人為的負誤差抵消，兩者的大小盡量相等，而方向一定要相反，才能減少加工的 誤差，提高加工的精度和質(zhì)量。誤差補償和誤差抵消雖然在表面上有點區(qū)別，但是在 本質(zhì)上是一樣的，在實際生產(chǎn)中都稱為補償誤差。2. 5誤差平均法誤差平均法就是利用密切聯(lián)系的表面，使之相互比較，相互檢查，從對比中找差 距，密切聯(lián)系的表面可以分為三類：一是配偶件表面；二是成套件表面；三是工件本 身有牽連的表面。比如：偶件之間相互研磨、相互糾正，或者是互為基 準進行加工。 這種互相聯(lián)系的表面之間互相研磨和