机床机械加工误差产生的原因剖析

    仄士春

    摘 要：机床机械加工是工业中的重要项目，机床机械加工生产中容易出现误差，也就是机械零部件实际尺寸偏离理想尺寸的数值要求，造成机床机械加工生产误差的原因很多，影响了机床机械加工的过程。本文主要以机床机械加工为研究对象，分析生產中误差产生的几点原因。

    关键词：机床；机械；加工；误差

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.040

    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。

    1 误差影响

    机床是机械制造加工的母机，机床与机械制造的质量、性能存在密切的关系，机床加工时涉及到多种运动，根据位置关系完成机床机械制造[1]，实际生产中不能忽视误差的影响，误差会破坏机床加工的过程，导致工件不符合设计的标准，降低了机床加工生产的合格率。

    2 误差原因

    本文结合机床机械生产加工的过程，分析生产中引起误差的几点原因，具体分析如下：

    （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）刀具误差。机床机械生产中的刀具存在磨损问题，刀具磨损后就会产生误差，刀具加工零部件时改变了实际的尺寸、形状[3]。机床机械制造生产中刀具不同引起的误差也不同，普通刀具的误差对零部件的影响比较小，误差均可控制在规定的范围内，而定制刀具误差的影响不能忽视，一旦定制刀具本身有磨损、变形等问题就会影响零部件生产的精度尺寸。

    （3）夹具误差。夹具在机床机械生产中起到了固定的作用，其可明确规定好生产设备的对应位置，夹具误差对零部件生产的影响比较大，夹具误差会破坏工件的固定位置，致使机床和刀具偏位而出现了几何误差。

    （4）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。

    （5）定位误差。机床机械生产加工零部件时需要在工件上选择合适的要素点，要素点作为加工生产的定位基准，如果定位基准与设计基准不符合就会在生产中出现定位误差，主要表现为不重合误差。定位误差中还包括定位副问题，定位副制造有不准确的间隙，导致加工工件产生了最大位置变化，无法保障工件定位的准确度。

    （6）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 误差补偿

    根据上文中机床机械加工中误差产生的原因，分析误差补偿的相关方法，具体操作如下：

    （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[4]。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。

    （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）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。

    （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 结束语

    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.