机床加工误差及提高精度的措施探究

李 森

江苏科行环保科技有限公司

机床加工误差及提高精度的措施探究

李 森

江苏科行环保科技有限公司

随着经济社会的发展，我国的机械制造产业取得了长足的发展和进步。当前，制造企业中应用到的机床，无论从数量还是从加工精度上，都较以往有了很大程度上的提高。这一方面反映了我国在加工制造工艺和技术方面的进步，另一方面也对加工误差控制提出了更高的要求。现阶段，虽然数控机床在制造企业中取得了广泛应用，但考虑到数控机床的使用成本较高、对操作人员的技术水平要求高等，在加工制造一些普通零件时，很多制造企业依然会优先选用普通机床。因而，分析普通机床的加工误差，并提出有针对性的误差消除策略具有重要意义。

普通机床；加工误差；提高精度

在实际零件加工过程中，由于各种原因，加工出的零件几何参数与理想零件的几何参数总有一定的误差，以至于造成零件不合格甚至产生废品。为了提高普通机床加工精度，必须对普通加工过程中所产生的误差进行详细分析，采取相应措施，才能针对所产生误差进行补偿。为此，笔者分析产生加工误差的原因，并提出减少误差的措施。

1 加工误差及加工精度分析

加工精度是指生产制造业中，实际产品与对应理想设计模型之间的重合满足程度，从零部件的尺寸、形状、相对位置等方面进行有效衡量，属于几何参数。加工误差是指制造产品实际尺寸参数与模型的偏差影响。现代工业加工中，一般借助公差等级进行零部件精度定位。加工精度的等级越小，对应制造精度相对越高，如IT7的加工精度低于IT6。另一方面，加工误差借助具体数字进行衡量，误差小，模型精度高，产品质量更优良，是满足工业需求发展的良性控制。加工生产中，精度、误差均可作为零部件加工质量的评价指标。

2 普通型机床加工误差

2.1 机床主轴误差

主轴误差又被称为主轴回转误差。在机床主轴回转误差中，根据主轴不同部位和轴承不同部位之间因运动而相互接触摩擦形式的不同，可将机床主轴回转误差分为轴径向圆周跳动、轴向外凸窜动和在安装轴承内摆动三种形式。

产生主轴回转误差的原因有两点：其一是机床主轴自身的几何轴线并不一定就是在机床部件运行时围绕主轴旋转工作的轴线，这样的工艺缺陷势必造成加工零件达不到规定的出品精度；其二是主轴因长期的高压运行导致主轴前度锥度轴承磨损、后端平面轴承松动或磨损，导致主轴在间隙内工作时出现明显跳动。

2.2 机床导轨误差

机床上的导轨是固定各机床部件相对位置的重要部位。所谓导轨误差，是指导轨上的机身运行方向与理论设计方向之间的偏离差。常见的导轨误差一方面是由于自身制造工艺落后，并出现安装质量不佳导致的误差；另一方面是由于导轨长期在不规则的受力作用下出现了不均匀磨损，例如，普通卧式机床导轨一般具有的误差分为出现在水平表面的直线度误差和出现在垂直表面的直线度误差，两者均能直接作用影响加工零件的形状及尺寸规格。

2.3 加工刀具的误差

刀具作为机床工艺系统的重要组成部分，一旦其本身存在制造误差，那么就可能会给零件的最终加工制造精度造成不良影响。尤其是对使用定尺寸刀具、成形刀具以及展成刀具的机床工艺系统而言，这种影响将更加显著。当然，不是所有的刀具误差都会影响到零件的制造精度。对于普通车床使用的车刀而言，可以调节溜板补偿刀具误差最终加工制造精度就不会有明显影响。

3 机床提高精度的措施和方法

3.1 消除机床主轴误差

(1)保持对机床设备的爱护，确保操作时不会对主轴施加外力作用，如敲击等。(2)强化与机床主轴箱配套的箱体支撑孔、主轴轴杆和轴承，以及其他相配合部位所有外在表面的加工精度。(3)主轴轴承的质量控制要过关，要求高精度。在安装主轴时要确保主轴平衡，且与轴承实现无缝贴合。对于部分高精度的滚动轴承，应提前预加载荷来确保降低磨损。(4)尽量选用能够实现运动功能与定位功能相分离的主轴结构，消除加工工件时机床主轴回转误差对工件回转精度的不良影响。

3.2 消除机床导轨误差

(1)机床的固定要平衡平稳，一般应采用正确的安装方式固定于实地基础上，对整体的位置、距离等进行准确精密的调整。(2)日常需重视导轨的保养和维护，经常清理卫生，杜绝铁质粉末等覆盖，防止重物对导轨的碰撞。(3)使用润滑油等润滑机床导轨，使导轨光滑顺畅，确保机床在移动时不易磨损导轨表面，同时还应涂抹防锈材料防止生锈。(4)合理掌握实际工作环境，在合适条件下，搭配应用不同导轨形状和组合形式，放长操作台与机床自身导轨之间的衔接距离。

3.3 对误差进行预防处理

其一，原始误差的改进处理，需要进行刀具、夹具精度控制，避免安装操作、组装环节的误差导致后续产品精度受损；提高主轴部件的精度、滚轴灵活度，避免回转误差的负面影响；其二，加强对刀具材料、刀具参数、切削控制等方面的管理，保证刀具的打磨效果良好，合理使用冷却试剂，避免刀具磨损导致的误差状况；其三，加强对新材料的开发应用，借助科学合理的热处理技术进行零部件内部应力的消除控制，保证对其进行调质、时效处理，该操作需要在精加工之前进行；其四，装夹操作中，需要减低刀具更换次数，尽量保证一把刀具进行多次表面加工处理，减低基准不重合等偏差导致的误差。其五，结构设计方面的优化处理，普通机床的结构设计中，需要保证其零部件刚度合理，避免外界受力变形的负面影响。加强特殊操作的热量问题考虑，避免结构不当导致的热量集中问题。

总之，机械加工中的误差虽然不可避免，但却可以通过对误差产生原因的分析来制定误差消除策略，进而提高机械产品零件的加工精度，使机械加工工艺和技术更加完善，从而促使机械制造业向着更加良性的方向不断发展和进步。

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[3] 徐燕红. 普通车床加工球槽分析[J]. 科技传播，2012，11：144+109.