试论提高机械加工精度的设计体系

　1 机械加工产生误差主要原因
　　1.1 主轴回转误差
　　主轴回转差异是主轴在运动的过程中回转时和实际回转标准之间的差异。造成主轴回转过程中差异的关键因素是：轴承自身存在的差异、轴承和轴承之间存在的差异、主轴各个轴段之间存在的差异以及主轴绕度。恰当的提升主轴还有箱体生产的精准度，采用高精准度的轴承，提升主轴各个工件的精准性，均衡各个高速度运转的主要工件，对转动轴承提前进行紧固，都能够提升主轴回转的精准度。
　　1.2 导轨误差
　　滑轨的主要功能是判断机床工件装置位置的根本标准，同时也是机床工作的基本标准。影响机床滑轨的关键因素主要有三点：在横向位置的直线程度；在竖直面内的直线精准度；前后滑轨的扭曲性。产生滑轨差异的关键原因，除去滑轨自身的生产差异之外，还有滑轨的不匀称损伤以及装置品质。
　　1.3 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。
　　1.4 刀具的几何误差
　　无论什么种类的刀具在切削时，都会带来不同程度的损伤，同时也会对刀具的形状以及大小产生影响。根据工作情况使用适合的制作刀具材质、选择适合的刀具形状以及切削用量、正确使用冷却物质，都能够在很大程度上降低刀具的损伤情况。需要时也可以使用补偿设备对刀具损伤的位置开展主动补偿。
　　1.5 定位误差
　　第一，标准不相符差异。设计标准：在设计过程中，根据零件在机器中的位置、作用，为了保证其使用性能而确定的标准。工艺基准：根据零件的加工工艺过程，为方便装卡定位而确定的标准。使用机床制作工件的时候，尽量使用工件的众多形状当做制作时的定位标准，假如使用的定位标准和策划标准不相符，制作出的工件也会存在偏差。第二，定位副加工不精确差异。固定工件的机械上定位工件大多会存在偏差，制作标准都允许在标准范围内存在一些差异，但不能超过规定的差异。配件的定位面和固定工件的机械仪器组成定位副，因为定位副生产的差异与定位副之间存在的变动，称作定位副生产不精确差异。
　　1.6 工艺系统受力变形产生的误差
　　第一，配件刚度。工艺体系中假如配件的刚度针对机场设备、固定配件的机械、刀具来讲较低，进行切削工作时，因为配件刚度较低，会出现变形的现象。
　　第二，刀具刚度。使用外圆车刀时，在配件表面法线上的刚度强，对外形变化的影响很小。镗空隙不大的孔时，刀杆刚度不高，刀杆因受力形状发生变化，对制作内孔的精准度产生影响。
　　第三，机床部分的刚度。机床部分是很多配件构成的，机床部分的刚度直到现在也没有找到适宜的简单的计算方式，现在大多是使用试验的方式进行测量机床部分的刚度。形状的变化和载重不成正比，增加载重与卸掉载重的曲线不吻合，卸掉载重的曲线在增加载重曲线的后面。这两个曲线之间的部分正是在增加以及卸掉载重过程中使用的能量，主要耗费在摩擦力以及变形力上；初次卸掉载重之后，之前载重所产生的变形不能复还，这就表示有变形情况留存，反复多次这种情况之后，两条曲线才能吻合，这表示残余变形已慢慢的接近于零。
　　1.7 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。
　　1.8 调整误差
　　在使用机床生产的每一个步骤中，都要对生产设备部件进行调整。因为调整的精准度并非很高，所以肯定会因调整存在差异。在设备部件中，配件、刀具在机床上的并没有固定的位置，是要经过相互调整来达到标准的。如果机床、固定工件的机械、刀具以及工件毛坯都已经达到要求的标准了，调整存在的差异，对制造工件的精准度有着关键的影响。
　　1.9 测量误差
　　零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。
　　2 提高机械加工精度的措施
　　2.1 减少原始误差
　　提升工件制作时所运用的机床的形状、尺寸、位置的精准度，提升量具、固定工件的机械和工具自身的精准度，掌控好加工工艺中的受力、消耗、内应力亦或加热形状的改变、测试差异等都能够降低原始差异。为了提升机床制作的精准度，要对影响精准度的因素开展解析，按照不一样的状况对导致制作差异的关键原始差异使用不一样的方式进行处理。针对精准配件的制作尽量提升其运用精准机床的形状、位置、尺寸精度以及刚度与掌控制作热变形；针对拥有成型表面的配件制作，尽可能的降低成型刀具外形差异以及装置刀具的差异。
　　2.2 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。
　　2.2.1 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。
　　2.2.2 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。
　　2.3 分化或均化原始误差
　　为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。
　　2.3.1 分化原始误差（分组）法：根据误差反映规律，将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。
　　2.3.2 均化原始误差：此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。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。
　　2.4 转移原始误差
　　这种方式的本质其实就是把原始差异从差异敏感的地方置换到差异不敏感的地方上。置换原始差异到不敏感位置。任何原始差异在配件制作差异上的影响状况和是不是在敏感位置有着直接联系。如果在制作中想方设法的把差异置换到不敏感的位置，就能够在很大程度上提升配件的精准度。置换原始差异到对配件精准度没有影响的位置。
　　3 结束语
　　在机器制作中，肯定会存在差异，对造成差异的缘由开展具体的解析，才能够设法降低制作差异，提升机器制作的精准度。
　　参考文献
　　[1]李玉平.机械加工误差的分析[J].新余高专学报，2005（4）.
　　[2]朱正欣.机械制造技术[M].北京：机械工业出版社，1999.
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