許海童

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展也得到了驚人的進步。機械設(shè)計和機械加工作為工業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵點，在具體實施過程中不可避免地會產(chǎn)生誤差，這直接影響機械生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。本文就機械設(shè)計和機械加工的誤差進行研究，對造成誤差的因素進行分析總結(jié)，并提出相應(yīng)的降低誤差的措施。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;機械加工;誤差分析

中圖分類號：TH122;TH16文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）07-0045-03

Research on the Error of Mechanical Design and Machining

XU Haitong

（Dongguan Institute of Technology City College，Dongguan Guangdong 523000）

Abstract： With the rapid development of science and technology， the development of China's modern industry has also made extraordinary progress. As the key point of industrial production， mechanical design and machining is inevitably produce errors in the specific implementation process， which directly affects the quality and efficiency of mechanical production. This paper studied the error of mechanical design and machining， analyzed and summarized the factors causing the error， and put forward the corresponding measures to reduce the error.

Keywords： mechanical design;machining;error analysis

1 機械設(shè)計和機械加工概述

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，各行業(yè)的發(fā)展都得到了進一步提升，尤其是機械制造業(yè)，已經(jīng)進入一個新的發(fā)展階段。我國是工業(yè)制造大國，在機械化生產(chǎn)的大時代，機械自動化生產(chǎn)已經(jīng)成為一個時代的標(biāo)志。在此大環(huán)境下，機械生產(chǎn)被大范圍應(yīng)用于各行各業(yè)，而人們對機械生產(chǎn)的效率和質(zhì)量提出了更高的要求，機械設(shè)計和機械加工需要向更高水平邁進。而促進機械設(shè)計和機械加工進步的關(guān)鍵因素之一是減少設(shè)計加工過程中的誤差[1-2]。

在實際機械加工過程中，在進行加工之前，需要根據(jù)實際要求選擇合適規(guī)格的加工機械，一般會采用機床完成大部分加工工作。除此之外，加工設(shè)計人員需要根據(jù)方案和圖紙，制定科學(xué)合理的工序，選擇合適的加工技術(shù)。在該過程中，有效減少機械設(shè)計和機械加工過程中存在的誤差非常重要，這是保障機械加工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是機械加工工藝進一步發(fā)展的核心要素。只有保證加工質(zhì)量，才能更好地助力機械加工行業(yè)的發(fā)展。在機械設(shè)計過程中，合適的設(shè)計能有效降低加工難度，幫助加工人員高效完成加工工作。

在現(xiàn)今的機械生產(chǎn)行業(yè)要求下，以往單一的機械化生產(chǎn)理論已經(jīng)不能滿足行業(yè)需求，為了提高機械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，必須要想辦法減少機械設(shè)計和機械加工的誤差，這已經(jīng)成為機械生產(chǎn)行業(yè)最為關(guān)注的問題。因為機械生產(chǎn)行業(yè)的特點，誤差的發(fā)生是不可避免的，造成誤差的因素多種多樣，例如，機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料性質(zhì)、尺寸大小和型號等，都會造成誤差，并且沒有辦法完全消除。因此，在實際機械生產(chǎn)中，要盡可能采取措施減少誤差的產(chǎn)生。為了達到這個目的，在生產(chǎn)之前，必須進行精細分析，對誤差產(chǎn)生的原因進行總結(jié)，從而采取有效措施降低誤差。

2 機械設(shè)計中的誤差分析及降低誤差的措施

對機械產(chǎn)品生產(chǎn)而言，完成一個質(zhì)量合格的機械產(chǎn)品，需要經(jīng)歷設(shè)計、加工、質(zhì)量檢測三個階段。機械設(shè)計作為機械產(chǎn)品生產(chǎn)的初始階段，設(shè)計水平會影響后續(xù)的加工環(huán)節(jié)和產(chǎn)品最終質(zhì)量。因此，在進行設(shè)計時，需要考慮產(chǎn)品各方面的性質(zhì)和用途，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，保證產(chǎn)品的先進性和實用性[3-5]。對于可能影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素，在設(shè)計階段就要對其進行充分考慮，并通過設(shè)計將影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素降到最低。優(yōu)秀的設(shè)計要配合優(yōu)秀的加工工藝才能達到最終的設(shè)計目的，所以設(shè)計時也要考慮實際所具有的加工條件。

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低設(shè)計中的誤差十分關(guān)鍵。機械設(shè)計技術(shù)水平的重要體現(xiàn)依據(jù)是設(shè)計圖紙，從設(shè)計圖紙中可以直接看出設(shè)計質(zhì)量，而設(shè)計圖紙的質(zhì)量與設(shè)計人員的專業(yè)水平息息相關(guān)。因此，要想提高機械設(shè)計水平，關(guān)鍵要提高設(shè)計人員的設(shè)計水平，尤其是設(shè)計人員對機械產(chǎn)品的掌握度，如果設(shè)計人員對所設(shè)計的機械產(chǎn)品不熟悉，那么設(shè)計出來的產(chǎn)品質(zhì)量也就無從談起。除此之外，保證設(shè)計人員的專業(yè)水平達到要求后，在進行設(shè)計之初，還需要考慮各方面因素，減少誤差，以下是常見的造成機械設(shè)計誤差的原因和解決措施。

2.1 機械材料造成的誤差和解決措施

在進行設(shè)計時，要充分考慮材料因素，機械材料的選擇決定設(shè)計方向，若材料選擇不當(dāng)，誤差就會產(chǎn)生。在選擇材料時，需要和機械的具體用途相匹配，然后再選擇合理的設(shè)計，在保證材料性能達到使用指標(biāo)的前提下，還需要考慮材料的選用是否經(jīng)濟實用，以降低機械生產(chǎn)的成本。

2.2 加工工藝的選擇造成的誤差和解決措施

加工工藝的選擇屬于機械設(shè)計中的重要一環(huán)。在進行機械零件加工過程中，加工工藝選擇正確與否，會直接影響加工質(zhì)量。機械零件加工對精密度的要求極高，加工時必須符合加工標(biāo)準，這樣加工出來的零件質(zhì)量才能得到保證。例如，使用數(shù)控機床加工可以提高加工效率，同時減少人力，因此，人為因素導(dǎo)致的誤差也就相對減少。因此，在選擇加工工藝時，設(shè)計人員要對機械材料的性能有足夠的了解，然后根據(jù)機械產(chǎn)品的需求，分析在加工時機械材料可能產(chǎn)生的性能變化，然后調(diào)整加工工藝，適配機械材料的應(yīng)力變化，進而達到提高機械產(chǎn)品生產(chǎn)精度和降低生產(chǎn)誤差的目的。

2.3 機械零件的可加工性造成的誤差和解決措施

在機械零件設(shè)計階段，零件的可加工性是最容易被設(shè)計人員忽視的問題。在實際機械產(chǎn)品加工中，如果在設(shè)計階段就充分考慮零件的可加工性，然后據(jù)此優(yōu)化設(shè)計方案，簡化機械零件的形狀，使機械零件滿足功效的同時便于加工成型，同時根據(jù)具體的零件精度要求進行區(qū)分，這樣就能最大限度地提高零件的精度，降低誤差。

在實際機械加工過程中，在選擇加工工藝時，要考慮零件機械的可加工性，根據(jù)其形狀精確度和位置精確度，選擇與此匹配的加工工藝。除此之外，為了有效降低誤差，還要考慮零件機械材料本身的性質(zhì)。

3 機械加工中的誤差分析及降低誤差的措施

加工階段是機械產(chǎn)品成型的重要階段，加工過程中必須嚴格按照設(shè)計階段得出的設(shè)計圖紙和加工工序進行，以保證加工質(zhì)量，減少加工過程中可能產(chǎn)生的誤差。只有將每個階段的誤差降到最低，把握每個階段的關(guān)鍵，才能讓機械產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量得到進一步提高。接下來對機械加工階段的誤差和降低誤差的措施進行簡單分析。

3.1 機床自身運轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的誤差和解決措施

機床作為一種生產(chǎn)機械，它在提高加工效率的同時，也難以避免地會造成誤差，并且誤差會隨著機床使用時間的增加而增加。就目前情況來看，機床導(dǎo)致的誤差主要有傳動鏈誤差、主軸和導(dǎo)軌位置偏離誤差。對于主軸誤差，主要是在進行機械產(chǎn)品加工回轉(zhuǎn)時，因為回轉(zhuǎn)誤差的存在，會對機械產(chǎn)品的同軸度、撓度、圓跳動等產(chǎn)生影響，使機械產(chǎn)品精度降低。對于導(dǎo)軌位置偏離誤差，主要是因為機床的導(dǎo)軌位置直接決定了機械產(chǎn)品的加工精度，導(dǎo)軌位置偏離絲毫都會對機械產(chǎn)品的加工造成嚴重后果。因此，在安裝導(dǎo)軌時，要嚴加注意，在保證自身精度滿足要求后，盡量不出現(xiàn)安裝誤差，并且在投入使用后，注意導(dǎo)軌長時間使用產(chǎn)生的形變。對于傳動鏈誤差，因為傳動鏈為機床運轉(zhuǎn)提供動量，所以造成的誤差顯而易見，在機床運轉(zhuǎn)中，要時刻注意傳動鏈的工作狀態(tài)，降低不利影響。

3.2 機床用具導(dǎo)致的誤差和解決措施

機床用具分為刀具和夾具。在實際機械生產(chǎn)過程中，夾具產(chǎn)生的誤差大于刀具。隨著使用時間的增加，刀具會產(chǎn)生磨損。因此，要注意做好刀具的維護，發(fā)現(xiàn)刀具損壞嚴重，要及時更換。夾具作為機床加工的重要輔助工具，它主要對零件和機床的位置進行控制，出現(xiàn)誤差時十分明顯，在誤差產(chǎn)生后需要及時做出調(diào)整。典型夾具結(jié)構(gòu)如圖1所示，夾具實物如圖2所示。

3.3 機械加工過程中的定位誤差和解決措施

機械加工過程中的定位誤差，主要是基準點不重合和定位副自身誤差這兩項因素導(dǎo)致的。在實際機械加工過程中，基準點的定位精準度十分重要，定位時，要嚴格按照設(shè)計時的基準點完成定位，盡可能達到實際定位的基準點和設(shè)計中的基準點重合，如果產(chǎn)生偏離，機械產(chǎn)品的精度就會受到影響。

基準點不重合主要發(fā)生在定位基準選擇過程中。所謂定位基準，就是指在機械加工過程中，所需加工的零件和機械刀具正對位置所處的表面。在實際零件機械加工工藝中，選擇何種性質(zhì)的表面作為定位基準進行加工，都難以避免定位誤差，選擇合適的定位基準，可以有效減少定位誤差的發(fā)生。因此，加工設(shè)計人員需要根據(jù)需求和實際情況進行選擇。

定位副是由基準面和夾具的定位面所形成的。如果夾具定位面的精準度不足或者存在雜物，定位副都會出現(xiàn)誤差，繼而導(dǎo)致加工誤差的產(chǎn)生。因此，需要盡力保證基準面和夾具定位面精準。

3.4 粗糙度誤差和解決措施

加工過程中對粗糙度的控制問題，也是造成誤差的主要因素。粗糙度需要控制在合理范圍，不同的機械產(chǎn)品具有不同的粗糙度要求。工作環(huán)境惡劣且加工要求較低的機械零件，倘若粗糙度較小，產(chǎn)品性能的實用性就不高。而對于加工要求較高的機械零件，需要盡可能減小粗糙度。在機械加工中，粗糙度的控制屬于比較復(fù)雜的環(huán)節(jié)，在實際加工過程中，需要考慮多種因素，對粗糙度進行調(diào)節(jié)和控制。

4 結(jié)語

工業(yè)生產(chǎn)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，機械生產(chǎn)質(zhì)量是保證工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此，為了保證機械生產(chǎn)質(zhì)量，進一步提高機械產(chǎn)品質(zhì)量，相關(guān)人員需要在機械設(shè)計和機械加工階段加強研究，盡可能降低兩個階段可能產(chǎn)生的誤差，不斷提高我國機械生產(chǎn)水平，為國家的長足發(fā)展提供保障。

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