加工误差成因与策略
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本文作者：单丽娟作者单位：西安技师学院
刀具的几何误差
无论何种刀具只要进行切削，磨损是在所难免的，同时工件尺寸及形态也会发生相应的变化。降低刀具尺寸磨损是讲究方法策略的：首先，对于刀具材料要精挑细选，选择那些既耐磨性能又高的刀具材料。其次，对刀具几何参数和切削用量选用要恰到好处。再次，对刃磨刀具进行规范化；最后，合理地使用冷却液等。
定位误差
1基准不重合误差
基准主要有两大类，分别是设计基准和工艺基准。设计基准是指在零件设计图上用以确定其它点、线及表面位置时的基准。工艺基准主要包括工序基准、测量基准和定位基准三部分。通常定位基准要同设计基准相互重合。在加工工件过程中，必须以工件上部分几何要素为定位基准对工件进行定位，一旦出现定位基准同设计基准不重合现象，就会导致基准不重合误差的产生。
2定位副制造不准确误差
夹具上的定位元件能够保证工件在夹具上处于正确位置。不过在制造定位元件时无法保证实际尺寸同基本尺寸完全相同，通常定位元件的实际尺寸在规定的范围内有一定变动。与此同时，在制造工件定位面过程中也会存在一定的误差。定位副主要由定位元件和工件定位面构成。定位副制造不准确误差指因定位副制造失真及其配合间隙造成加工工件位置发生变化而产生的误差。
工艺系统受力变形引起的误差
1工件刚度
在工艺系统中，如果工件刚度比夹具、刀具低的话，就会在高速切削过程中产生变形现象，从而对工件精度产生较大影响，根据材料力学中相关计算公式可对工件最大变形量进行计算。
2刀具刚度
由于外圆车刀在机加工表明法线方向具有较强的刚度，因此它基本不存在变形现象。而镗直径比较小的内孔，由于刀杆刚度明显不强很容易影响孔加工的精细度。同样也可以按材料力学中有关公式对刀杆变形量进行估算。
3机床部件刚度
机床部件是由数量众多的零件构成的，到目前为止，并没有一种适合计算其刚度的方法出现，通常都采用实验手段对其刚度进行测定。通过对机床刚度实验获得的曲线进行分析可知，其特点主要为变形同载荷之间不存在线性关系；加载与卸载这两条曲线并不重合，加载曲线要领先卸载曲线；只有历经反复的加载和卸载，才会逐渐消除残余变形的存在，使得加载曲线的起点同卸载曲线的重点相互重合；我们以实体进行估算出的机床部件刚度值要大于其实际的刚度值。
工艺系统受热变形引起的误差
工艺系统中由热变形导致的误差也会对加工精度产生较大影响，尤其在进行精密加工及大件加工过程中，这种影响会十分明显，工件总误差的40%~70%都是由工艺系统中的热变形引起的。
提高机械加工精度的措施
1减少原始误差
尽最大努力提升加工零件时用到的机床、夹具以及量具等部件的几何精度，并对工艺系统中因受热、切削力以及内应力所引起的变形进行控制等都属于减少原始误差的手段。对那些精密零件进行加工过程中，为了减少原始误差，应竭尽全力来提升精密机床的刚度及精度；在加工那些表面已经成形的零件时，主要从两方面来减少原始误差：一是减低成形刀具的形状误差，二是减少刀具安装过程中产生的误差。
2误差补偿法
所谓误差补偿法就是在加工零件时，故意出现一些误差，从而与原始误差相互抵消，或者使两个原始误差相互抵消，进而起到提升机械加工精度的作用。比如，采用预加载荷法对导轨变形所造成的精度下降现象进行补偿。由于磨穿床身导轨具有结构狭长、刚度较低的特性，在进行精加工时，虽然其三项精度都可以达到要求，不过在安装完进给和操作机构后，就会导致导轨出现变形从而影响加工精度，采用预加载荷法可弥补这一损失。另外在进行精密螺纹加工过程中，丝杠车床传动链所导致的误差会直接影响到加工精度，而在丝杠机床上安装校正机构可以有效减少传动链误差，从而达到提高加工精度的目的，图1即螺纹加工校正装置分解图。
3分化或均化原始误差
采用分化或均化原始误差法也能够有效提高机械加工精度。分化原始误差法适用于批量生产的零件，那些对加工精度具有较高要求的零件表面适合采用均化原始误差法提高加工精度。
1）分化原始误差
以误差反映规律为理论依据，将所加工工件的毛坯或者是上一道加工工序的工件尺寸经过测量后，以尺寸大小划分为n组，这样每一组工件的尺寸范围就会变为原来的1/n。然后以每组的尺寸范围对刀具进行调整，使划分出每组工件的尺寸范围中心保持一致，从而有效提高整批工件的加工精度。
2）均化原始误差
均化原始误差法就是采用不断对比加工的方法，对工件表面误差进行均化从而提高精度的过程。具体方法就是将所加工工件同与其关系较为密接的工件进行对比，发现二者之间的不同点，然后有针对性实施修正或基准加工来消除误差。
4转移原始误差
事实上，转移原始误差法就是对误差敏感度的转移。在加工零件过程中，如果原始误差出现在加工敏感方向上，就会对精度产生很大影响，如果出现在非敏感方向上，就会将精度影响降到最低。因此，在进行机械加工时，要设法将原始误差转移到对加工精度影响最低，或者是没有影响的非敏感方向，从而达到提高加工精度的目的。
结语
无论加工任何工件，产生误差现象都是在所难免的，要想尽最大限度消除误差对加工精度的影响，就要对所有能够产生误差的因素进行细致的研究与分析，并采用各种有效措施预防或减低加工误差，以达到提高机械加工精度的目的。
