机械加工误差产生原因及精度控制分析

张湛兵刘凤君杨红波姜焕成赵广军

摘要：在机械加工环节，误差的出现具有一定的普遍性，其是不可避免的。而在机械加工过程中，精度误差是允许存在的，在此过程中需保证精度误差把控在合理的范畴，如果精度误差偏大，则导致机械加工环节失效，而所加工的产品质量也是不符合标准的，若此类产品流入市场，则会为社会生产代理诸多的安全隐患。基于此，本文主要对机械加工误差产生原因及精度控制进行了简要的分析，希望可以为相关的工作人员提供一定的参考。

关键词：机械加工；误差；原因；精度控制

引言

机械加工出现误差是不可避免的，不存在任何能够有效消除误差的方法。在机械加工中，是允精度误差存在的，但是必须将精度误差控制在合理的范围之内，一旦精度误差过大，那么机械加工环节是失败的，所加工出的机械产品必然是质量不合格的，如果这样的产品流入市场，那么会给社会生产带来一定的安全隐患。

一、机械加工误差与精度

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数与理想几何参数相符合的程度，零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值称为加工误差。加工精度与加工误差都是评价加工表面几何参数的术语。加工精度用公差等级衡量，等级值越小，其精度越高；加工误差用数值表示，数值越大，其误差越大。加工精度高，就是加工误差小，反之亦然。任何加工方法所得到的实际参数都不会绝对准确，从零件的功能看，只要加工误差在零件图要求的公差范围内，就可以认为保证了加工精度。

二、工艺技术误差分类及原因分析

（一）人为操作失误

大部分的机械加工环节，并未完全实现自动化生产，部分依然采用作为原始的机械制造手段，而此类方式存在着诸多的弊端。而操作人员在机械加工中占据着主体位置，其对机械加工设备完成操作，从而导致此环节极易受到人为因素的制约，而操作者的工作水平，综合素养等均会制约到机械加工的整体质量与工作效率。

（二）定位误差

在具体机械加工过程中，定位误差的出现存在着一定的普遍性。其主要是由于定位基准出现失误，并未对几何要素完成正确的确认。而此过程中，技术工作者确定的基础与预先设定的设计基础存在偏差，造成基准误差发生。因定位副间的配合间隙出现改变，从而导致机械加工工艺的定位副加发生一定程度的误差。而定位误差的出现极易造成制造机械昌平发生配合变动，换言之，主要是定位副的机械加工出现误差，导致不准确问题的发生。

（三）机床的制造误差

在此过程中，主要包含以下几个方面：（1）主轴回转误差。其主要是主轴具体回转轴线与理想回转轴线位置出现偏差，其在机械产品整体精细程度的提升具有非常关键的影响。而此环节出现误差具体因主轴的同轴度与轴度，各个轴承之间的同轴度和环绕等方面的制约，主要包含径向误差、轴向误差、倾角摆动3种方式。（2）导轨。期在机床运行过程中发挥着非常重要的作用，其对不同机床部件位置的基点起着决定性的影响。在导轨误差发生主要因其自身误差所造成，除此之外在对其进行安装时，操作不合理从而导致安装质量问题的发展。（3）传动链误差。其主要作用是提升机床运行的能力传递，此环节出现误差主要由于装配、运转方面，以及链条与传动机的摩擦等。

（四）加工器具误差

（1）加工器具在使用过程中会出现磨损，而以上磨损会减少机械昌平精度以及质量。比如，刀具模塑会造成机械产品尺寸以及形状无法实现预期设计标准，而产品的建工位置与不夹具的使用状况存在一定的关联性。若夹具发生磨损，生产加工的过程中，产品位置则会出现一定的变动，从而导致几何误差的发生；（2）机械行业使用的加工器具多种多样，材质、型号也各不相同，同时导致生产的机械产品也具有一定的差异性。

（五）工艺系统误差

除了以上误差外，工艺系统也存在着一定的误差，其主要是在机械加工时，机床加工所涉及到的物力量的综合，包工件刚度，机床部件刚度等等，如果工件刚度不足，尤其是其刚度小于刀具等工具刚度时，工件则会出现变形的状况，如其出现变形，则机械加工精度受到一定的影响，从而无法有效的确保其精度值。

三、减少误差提高机械加工精度的措施

（一）减少原始误差

提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形。对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

（二）误差补偿法

对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。一是误差补偿法：此法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的；二是误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

（三）转移原始误差

误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等，是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。转移原始误差至非敏感方向。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。

（四）均化原始误差

通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工，使工件被加工表面的误差不断缩小和均化。

结束语

综上所述，虽然机械加工误差无法避免，但这并不意味着我们可以对其坐视不管，任由误差产生，必须对机械加工误差产生的原因进行深入分析，寻找有效的控制方法，将误差控在合理的范围内，努力提高机械加工的精度。

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