误差预防技术的优化方法

1．合理采用先进工艺与设备

这是保证加工精度的最基本方法。因此，在制订零件加工工艺规程时，应对零件每道加工工序的能力进行精确评价，并尽可能合理采用先进的工艺和设备，使每道工序都具备足够的工序能力。随着产品质量要求的不断提高，产品生产数量的增大和不合格率的降低，证明采用先进的加工工艺和设备，其经济效益是十分显著的。

2．直接减少原始误差法

该方法也是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明影响加工精度的主要原始误差因素之后，设法对其直接进行消除或减少。

案例分析

加工细长轴时易产生弯曲和振动（图4-58），增大主偏角减小背向力，使用跟刀架或中心架增加工件刚度。但在进给力作用下，会因“压杆失稳”而被压弯；在切削热的作用下，工件会变长，也将产生变形。

采取措施：采取反向进给的切削方法，使用弹性的尾座顶尖。如图4-58b）所示，进给方向由卡盘一端指向尾座，使Ff力对工件起拉伸作用，同时尾座改用可伸缩的弹性顶尖，就不会因Ff和热应力而压弯工件；采用大进给量和较大主偏角的车刀，增大 Ff力，工件在强有力的拉伸作用下，具有抑制振动的作用，使切削平稳。

图4-58　不同进给方向加工细长轴的比较

3.转移原始误差

误差转移法是把影响加工精度的原始误差转移到不影响（或少影响）加工精度的方向或其他零部件上。

案例分析

图4-59 所示就是利用转移误差的方法转移转塔车床转塔刀架转角误差的例子。转塔车床的转塔刀架在工作时需经常旋转，因此要长期保持它的转位精度是比较困难的。假如转塔刀架上外圆车刀的切削基面也像卧式车床那样在水平面内，如图4-59a）所示，那么转塔刀架的转位误差处在误差敏感方向，将严重影响加工精度。因此，生产中都采用“立刀”安装法，把刀刃的切削基面放在垂直平面内［图4-59b）］，这样就把刀架的转位误差转移到了误差的不敏感方向，由刀架转位误差引起的加工误差也就减少到可以忽略不计的程度。

图4-59　转塔车床刀架转位误差的转移

4.均分原始误差(www.xing528.com)

有时，在生产中会遇到这样的情况：本工序的加工精度是稳定的，但是由于毛坯或上道工序加工的半成品精度发生变化，引起定位误差或复映误差太大，因此造成本工序的加工超差。解决这类问题最好采用分组调整（即均分误差）的方法：把毛坯按误差大小分为n 组，每组毛坯的误差就缩小为原来的1/n；然后按各组分别调整刀具与工件的相对位置或选用合适的定位元件，就可大大缩小整批工件的尺寸分散范围。这个办法比起提高毛坯精度或上道工序加工精度往往要更加简便易行。

5.均化原始误差

在加工过程中，机床、刀具（磨具）等的误差总是要传递给工件的。机床、刀具的某些误差（如导轨的直线度、机床传动链的传动误差等）只是根据局部地方的最大误差值来判定的。利用有密切联系的表面之间的相互比较、相互修正，或利用互为基准进行加工，就能让这些局部较大的误差比较均匀地影响到整个加工表面，使传递到工件表面的加工误差较为均匀，因而工件的加工精度相应也就大大提高。

案例分析

研磨时，研具的精度并不是很高，分布在研具上的磨料粒度大小也可能不一样，但由于研磨时工件和研具间有复杂的相对运动轨迹，使工件上各点均有机会与研具的各点相互接触并受到均匀地微量切削，同时工件和研具相互修整，精度也逐步提高，进一步使误差均化，因此就可获得精度高于研具原始精度的加工表面。

用易位法加工精密分度蜗轮是均化原始误差法的又一典型实例。我们知道，影响被加工蜗轮精度中很关键的一个因素是机床母蜗轮的累积误差，它直接反映为工件的累积误差。所谓易位法，就是在工件切削一次后，将工件相对于机床母蜗轮转动一个角度，再切削一次，使加工中所产生的累积误差重新分布一次，如图4-60 所示。

图4-60　易位法加工时误差均化过程

图4-60 中曲线 L1为第一次切削后工件上累积误差曲线。经过易位，工件相对机床母蜗轮转动一个角度φ 后再被切削一次，工件上应产生的误差就变成另一条曲线 L2。L1和 L2的形状应该是一样的（近似于正弦曲线），只是在位置上相差一个相位角φ。由于 L2曲线中误差最大部分落在没有余量可切的地方，而 L1曲线中误差最大的一部分却在第二次切削时被切掉了（切去的部分用阴影表示），所以第二次切削后工件的误差曲线就如图4-60 中粗线所示，因而误差得到均化。易位法的关键在于转动工件时必须保证φ 角内包含整数的齿。这是因为在第二次切削中只许修切去由误差本身造成的很小余量，不允许由于易位不准确而带来新的切削余量。理论上，易位角越小，即易位次数越多，被加工蜗轮的误差也越小。但由于受易位时转位精度和滚刀刃最小切削厚度的限制，易位角太小也不一定好，一般可易位三次，第一次易位180°，第二次易位90°（相对于原始状态易位了270°），第三次易位180°（相对于原始状态易位90°）。

6．就地加工法

在机械加工和装配中，有些精度问题涉及很多零部件的相互关系，如果单纯依靠提高零部件的精度来满足设计要求，不仅困难，甚至不可能实现，而采用就地加工法可解决这种难题。

案例分析

在转塔车床制造中，转塔上六个安装刀架的大孔轴线必须保证与机床主轴回转轴线重合，各大孔的轴线又必须与主轴回转轴线垂直。如果把转塔作为单独零件加工出这些表面，那么在装配后要达到上述两项要求是很困难的。采用就地加工法，把转塔装配到转塔车床上后，在车床主轴上装镗杆和径向进给小刀架来进行最终精加工，就很容易保证上述两项精度要求。

就地加工法的要点：要保证部件间什么样的位置关系，就在这样的位置关系上利用一个部件装上刀具去加工另一个部件。这种“自干自”的加工方法，生产中应用很多。

案例分析

牛头刨床为了使它们的工作台面分别对滑枕和横梁保持平行的位置关系，都是在装配后在自身机床上进行“自刨自”的精加工。平面磨床的工作台也是在装配后作“自磨自”的最终加工。