机械加工中出现的误差

机械加工中出现的误差机械加工误差是指零件加工后的实际几何参数（几何尺寸、几何形状和相互位置）与理想几何参数之间的符合程度。在机械加工过程中，通常有很多因素影响工件的加工误差，如何使工件的加工达到质量要求，减少各种因素对加工误差的影响，就成为加工前必须考虑的事情，也就是要对影响机械加工误差的原因进行分析。通过分析，掌握其变化的基本规律，从而采取相应的措施减少加工误差，达到质量要求。一、机械加工产生误差主要原因（一） 主轴回转运动误差。主轴回转运动误差指主轴实际回转轴线相对于理论回转轴线的变动量。误差分为轴向窜动、径向跳动和角度摆动三种，产生主轴回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。提高主轴回转精度的措施：①采用高精度的主轴部件，选用高精度的轴承如D、C级或静压滑动轴承;②适当提高主轴及箱体的制造精度；③提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。（二） 导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，是机床运动的基准，是影响直线运动的主要因素。机床导轨的精度要求有以下四个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度（扭曲）；导轨对主轴轴线的平行度。产生的主要原因有：导轨本身的制造误差，导轨的不均匀磨损和安装质量。措施：重视对机床导轨的保护与保养，以减少导轨的磨损并定期检修。（三） 传动链误差。传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起。措施:①减少传动链中的环节，缩短传动链；②提高传动副的制造和装备精度；消除传动间隙。（四） 刀具误差。由刀具制造、安装和磨损引起。任何刀具在切削过程中，都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。措施：正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地采用冷却液等，均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。（五） 定位误差。①基准不重合误差。②定位副制造不准确误差。（六） 工艺系统受力变形产生的误差。①工件刚度。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，如车细长轴。措施；提高工件刚度，采用中心架或跟刀架。②刀具刚度。如镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。③机床部件刚度。机床部件由许多零件组成。影响机床部件刚度的因素：结合面接触变形的影响，摩擦力的影响，低刚度零件的影响，间隙的影响。措施：提高机床部件刚度，减少受力变形。夹紧力和重力引起的误差。措施：合理装夹工件，如薄壁套筒用开口过度环或专用卡爪。（七） 工艺系统受热变形引起的误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。措施:①减少发热和隔热;②加强散热能力，如强制冷却；③控制温度变化，如控制环境温度；④机床预热。（八） 工件内应力引起的加工误差。①毛坯的内应力，如铸、锻、焊等毛坯件;②冷校直引起的内应力;③工件切削时的内应力。措施：合理设计结构；采用时效处理（自然日寺效、人工时效、振动时效）。（九） 调整误差。在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。（十）测量误差。由量具误差和测量条件所限使测量结果与实际值之间形成的差值为测量误差。在工序调整及加工过程中测量工件时产生，测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。二、提高机械加工精度的方法和措施除了上述一些具体措施以外，还可以采用下列主要措施来提高加工精度。（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。①误差补偿法：是人为地造出一种新的误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。如用预加载荷法精加工磨床床身导轨。②误差抵消法：利用原有的一种误差去部分或全部地抵消原有误差或另一种误差。（三） 转移误差法。这种方法是将误差转移到不影响加工精度的方面去。各种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。转移误差至其他对加工精度无影响的方面。如箱体上的孔系加工，常用镗模夹具来保证孔系的位置精度和孔间距的尺寸精度。（四）就地加工法。在加工和装配中，有些误差问题牵涉到多个零部件间的相互关系，相当复杂。如果单纯地提高零件精度来满足设计要求，有时不仅困难，甚至不可能