孫寬

濟(jì)寧市技師學(xué)院 山東濟(jì)寧 272000

現(xiàn)代化的機(jī)械加工系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，它涉及到的內(nèi)容和要素較多，而且其中任何一個(gè)方面都可能導(dǎo)致加工誤差增大，進(jìn)而影響到最終成品的質(zhì)量。為了踐行“中國(guó)制造2025”的發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)也為了提升我國(guó)相關(guān)制造企業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力，我們必須采取措施降低加工誤差，進(jìn)而提升產(chǎn)品的最終質(zhì)量。

1 加工誤差產(chǎn)生的原因

1.1 原始誤差及其產(chǎn)生的原因

一般地，在由機(jī)床、工件、刀具組成的加工工藝系統(tǒng)中，在加工零件的時(shí)候，都會(huì)產(chǎn)生一定量的加工誤差，這些加工誤差在各種工作條件下會(huì)反映出來。原始誤差包括幾種：定位誤差、幾何誤差、測(cè)量誤差、調(diào)整誤差、熱變形引起的加工精度誤差等。還包括因原始誤差受零件內(nèi)應(yīng)力的變形而產(chǎn)生的一定的加工精度誤差。

1.2 工藝系統(tǒng)變形對(duì)機(jī)械加工精度造成誤差

機(jī)械加工操作是利用刀具和工具間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)切削減材操作的，所以加工過程中，刀具和工件必須要進(jìn)行接觸，但接觸就會(huì)產(chǎn)生力，使得工藝系統(tǒng)出現(xiàn)微變形，進(jìn)而就會(huì)對(duì)產(chǎn)品的加工精度造成影響。同時(shí)，伴隨著加工進(jìn)程的持續(xù)，如果工藝系統(tǒng)的散熱處理不好，那么就會(huì)積累大量的熱，這些積累的熱量也會(huì)造成工件、夾具和刀具等出現(xiàn)熱變形問題，進(jìn)而造成產(chǎn)品出現(xiàn)加工誤差。

1.3 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(gè)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(dòng)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(duì)位置、為刀具等加工部件的運(yùn)動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的誤差、導(dǎo)軌安裝不正確以及導(dǎo)軌在運(yùn)動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)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(shí)刀具運(yùn)動(dòng)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(dòng)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)。在主軸零部件的不同誤差共同作用下會(huì)導(dǎo)致主軸的實(shí)際軸線在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中偏離理論位置，造成被加工件精度下降。傳動(dòng)鏈?zhǔn)怯芍T多的傳動(dòng)部件例如齒輪、蝸桿、絲杠、螺母等組成的，因而各傳動(dòng)部件的加工精度以及裝配誤差都會(huì)對(duì)整個(gè)的傳動(dòng)鏈造成影響，進(jìn)而產(chǎn)生機(jī)床誤差。

2 應(yīng)對(duì)策略

2.1 清楚地認(rèn)識(shí)不同性質(zhì)的誤差

提高制造精確度的一個(gè)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(huì)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(shí)間內(nèi)加工零部件時(shí)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(gè)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。

2.2 優(yōu)化和完善機(jī)械加工工藝

機(jī)械加工工藝對(duì)零件的加工制造起著指導(dǎo)作用，提升工藝編制的合理性和工藝系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)性，可以有效地改善加工精度水平。比如對(duì)同一加工對(duì)象，可以編制多套工藝方案，然后進(jìn)行精度的對(duì)比論證，進(jìn)而選定出最佳的工藝方案；又例如可以升級(jí)更換更加先進(jìn)的工藝設(shè)備，通過用多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床代替普通機(jī)床等措施，也能促進(jìn)產(chǎn)品的加工精度獲得提升。

2.3 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(duì)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(duì)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(shí)，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(cè)量機(jī)床的空間精度并加以自動(dòng)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(duì)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(duì)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。

2.4 合理地進(jìn)行誤差補(bǔ)償及原始誤差的轉(zhuǎn)移

機(jī)械加工過程中誤差是不可以完全消除的，是一個(gè)不可避免的問題。但通過人為的修改參數(shù)進(jìn)行有效地控制，可以達(dá)到誤差補(bǔ)償?shù)淖饔谩?duì)加工誤差進(jìn)行有效的補(bǔ)償需要加工工作者對(duì)誤差產(chǎn)生的原因有細(xì)致了解，制定針對(duì)性的解決措施進(jìn)行誤差的影響補(bǔ)償。與此同時(shí)，還可以通過原始誤差的轉(zhuǎn)移達(dá)到降低加工誤差的目的，將原始誤差敏感方向轉(zhuǎn)移到不敏感的方向，這樣也可達(dá)到降低原始誤差的目的，進(jìn)而有效地保證整個(gè)工件的加工質(zhì)量要求。

2.5 做好誤差的預(yù)防工作

除了對(duì)原始誤差進(jìn)行最大程度的消減之外，還可以采取誤差分組、誤差轉(zhuǎn)移等方法來改善加工精度，從而促使最終制造出的成品滿足精度要求。當(dāng)然，這種方法存在局限性，即當(dāng)加工誤差降低到一定程度后，采用這種方法的成本會(huì)大幅提升。

3 結(jié)語

從一個(gè)零件開始加工到加工結(jié)束有很多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)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(duì)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。