机床机械加工误差产生的原因剖析

机床机械加工误差产生的原因剖析

沈武强

浙江永盛科技股份有限公司浙江杭州310000

摘要：机床机械加工在制造行业中的应用越来越广泛，机床机械加工的效率比较高，对加工精度有着明确的要求，随着机床机械加工行业的发展，机床机械加工中产生了诸多误差，为了提高机床机械的加工精度，应该了解引起加工误差的原因，在此基础上补偿误差，最大化的降低机床机械加工生产中的误差。

关键词：机床；机械；加工；误差

随着我国装备工业的快速发展，我国机械加工的精度随着机床精度的不断升级而日益提高。然而，不可否认的是，在机械加工的过程中，不可避免会出现加工精度上的误差，并成为影响产品质量和生产效能的重要因素。从实践而言，加工精度具有难以克服的现实条件，但仍必须加强对其研究和控制，使其存在于一个合理的范围之内。为此，有关人员需要对加工精度的概念及引发加工精度误差的原因进行探究，以寻求科学而合理地减少或降低加工无误差的策略。

1机械加工精度的重要性

在机械设备加工的过程中加工的精度直接影响到了产品的使用性能，我国目前的机械加工虽然已经得到了很高的发展，但是由于人工、技术、体系和设备等客观的原因，使得一些机械产品的加工精度不能达到产品的实际需求。为了不断的提高机械设备的加工综合实力，需要对机械加工中存在的误差进行研究分析，从而制定出控制加工误差的处理方案。在实际加工的过程中可以根据实际设备加工误差产生的原因，采取相对应的解决措施。一般情况下，在机械设备加工的过程中会采取减少、补偿、转移原始误差等方法，或者是采取就地加工的方式。通过对加工误差的科学控制，从而提高机械加工的精度。

2机床机械加工误差产生的原因

2.1制造误差

制造误差是指机床机械制造流程中产生的误差，主要表现在3个方面，分别是：1）回转误差，此类误差出现在主轴位置，机床机械制造中轴承引起了回转误差，主轴之间会瞬间产生误差，轴承、同轴度、主轴绕度等均是制造误差的来源，回转误差是一类变动性的误差，其在机床机械生产干预了零件的精度[2]；2）导轨误差，机床机械制造生产中有一定的位置关系，当位置关系出现误差时就会产生导轨误差，导轨误差后会出现不均匀磨损、传动偏位的问题；3）传动链误差，机床中传动链开始端、末尾端的传动元件相对运动时发生了误差，导致机床生产的元件上有装配误差，影响了机床制造的过程。

2.2刀具的几何误差

刀具加工对加工精度的影响因刀具类型而异。当使用固定尺寸的工具进行模制工具时，由于固定尺寸的工具在长期的使用下，会存在摩擦导致尺寸的变形，那么其本身的制造误差直接影响产品的加工精度。如果是一般的刀具的话，那么其本身的制造误差不会直接影响加工精度。

2.3工艺误差

机床机械加工工艺的误差原因有：1）工件刚度，机床加工的工件刚度稍低，机床机械刀具切削工件会产生一定的受力，当工件刚度偏低不能支撑切削受力时会引起工件变形误差；2）刀具刚度，车刀在机床机械加工中的刚度变形是可以忽略的，其影响不大，刀具刚度误差中影响最大的是刀杆受力，刀杆受力误差对工件孔位的加工影响较为明显，尤其是直径偏小的孔，降低了工件孔的精度；3）机床部件刚度，多种部件组成了加工机床，机床部件的尺寸需采用实验测定的方法确定，实际机床部件的刚度、表面摩擦力等因素都会引起加工误差。

2.4定位误差

首先，基准与误差不一致。基准的定义是：在零件图上体现尺寸和表面位置的设计图被认为是基准。在此过程中处理待加工，都是需要以基准为标准进行制作生产，对机床上的工件进行加工作业时，必须选择工件上的一些几何元素作为加工的位置参考。如果所选位置参考与设计基础不对应，则会发生错误。其次，副制造误差造成定位错误。如果夹具上的定位元件的基本尺寸错误，那么也会使得加工产品产生误差。

2.5应力误差

加工部件内部存在内应力，在机床机械加工中会产生外部作用力，外力作用在加工部件上促使内部应力出现了不稳定的情况，内应力由高能向低能转换，逐渐趋向于稳定状态，此时就会产生内应力误差。

3提高机械加工精度的对策分析

3.1科学的减少原始误差

在机械设备加工的过程中为了更好的提高加工的精度，需要对机械加工的原始误差进行很好的控制。首先就是需要保障机床制作的几何精度，其次就是零件固定夹具、量具的自身精度，还有就是对加工过程中零件的外力、磨损、热变形、应力检测等进行准确的控制。通过对以上加工环节的有效控制，从而不断的提高机械设备加工的精度，从而实现减小原始误差目的。在机械加工的过程中这些方法都是比较常用的，在机械加工之前需要对可能出现的加工误差进行分析，从而尽早的进行处理，从而合理的控制机械零件加工的精度。在细长的机械长轴进行加工的过程由于长轴的内应力变化，从而使得加工的精度达不到产品的需求。为此在加工的过程中可以采取反向车削的方式进行处理。在该方式的处理下，可以很好的控制长轴加工过程中出现的形变情况。在长轴加工的过程中如果可以配上一个弹簧顶尖，就可以进一步的减低长轴内应力产生的变行，从而很好的提高机械加工的精度。

3.2误差补偿

3.2.1静态补偿

机床机械制造误差中的静态补偿是一类基础措施，主要是在机床加工程序中增加硬件结构，在外力的作用下控制方向上的误差，致力于减少误差。例如：机床机械中加工螺丝部件，使用螺距校正尺控制螺丝的间距，平衡螺丝间距参数，完成平衡补偿的工作。静态补偿既可以作为独立的误差控制方法，也可以与其他方法结合，完成机床机械制造中的误差补偿。

3.2.2动态补偿

动态补偿应该与静态补偿方法结合使用，两种方法结合能够拓宽动态补偿在机床机械加工制造中的使用范围。例如：机床切削工艺中，机床空间位置会根据机床位置发生改变，此类方法可以根据实际情况给出补偿量，完成实时的反馈补偿，误差补偿时控制了切削的热量、温度等参数，完成了实时补偿。

3.2.3进给补偿

机床机械生产误差控制中的进给补偿，主要是依靠进给伺服系统完成的补偿。进给补偿在机床驱动系统中的传动装置上给出控制标准，完善机床加工的轨迹，控制好轨迹正反两个方向的运动，加工精度能够达到0.1μm，伺服系统能够为机床误差补偿提供开环控制、闭环控制的方法，通过伺服电机的转速降低误差量。

3.2.4坐标补偿

坐标补偿在机床机械生产加工中，利用数控系统对照设计的参照位置，按照坐标原点反馈出实时误差，数控机床中的坐标补偿可以采用误差校对的方法进行控制，当发生误差时坐标补偿就可以重新设置参照数据，此类方法适用于三轴坐标类的数控机床中，固定好机床机械的加工数据，给出软件补偿结果，有效控制机床生产的误差。

4结语

误差是机床机械生产加工中不能忽视的因素，误差对机床机械生产的影响比较大，结合机床机械的生产过程采取误差补偿的方法，降低误差对机床机械生产加工的影响，完善加工的过程。误差补偿可以提高机床机械生产的准确度，满足零部件的应用需求。

参考文献

[1]徐凤亮,李多祥.数控机床生产加工误差的原因及其改善措施[J].中国设备工程,2017(08):64-65.

[2]凌海峰.浅析普通机床加工误差[J].科技资讯,2016,14(24):60-61.

[3]龙素丽.数控机床加工误差产生的原因及对策[J].河北农机,2016(08):62.

[4]董魏巍.数控机床加工误差产生的原因及对策[J].黑龙江科学,2014,5(01):168.