误差精度（共12篇）
误差精度 篇1
我们说加工精度是指零件加工后的几何参数与理想零件几何参数相符合的程度, 他们之间的偏离程度则为加工误差, 加工精度包括如下三个方面:1) 尺寸要求:限制加工表面与其基准间尺寸误差不超过一定的范围;2) 几何形状要求:加工表面的宏观几何形状误差, 如:圆度, 圆柱度, 平面度, 直线度等;3) 相互位置要求:加工表面与其基准间的相互位置误差, 如:平行度, 垂直度, 同轴度, 位置度等。在机械加工中, 误差是不可避免的, 但误差必须在允许的范围内。通过误差分析, 掌握其变化的基本规律, 从而采取相应的措施减少加工误差, 提高加工精度。
1 机械加工产生误差主要因素
1) 机床本身产生的误差。加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的, 因此, 工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有:主轴回转误差、导轨误差和传动链误差, 其中主轴是装夹工件或刀具的基准, 并将运动和动力传给工件或刀具, 主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度, 其次导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准, 也是机床运动的基准, 导轨的不均匀磨损和安装质量, 也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一, 最后, 传动链是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。
2) 刀具的几何误差。刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具、成形刀具、展成刀具加工时, 刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度;而对一般刀具, 其制造误差对工件加工精度无直接影响。
3) 定位误差。a.基准不重合原因。在产品的制造中会始终存在设计基准、定位基准、加工基准、测量基准、工艺基准这五大基准对产品的加工要求, 原则上要求基准统一, 这样加工的产品才能符合客户的使用要求。b.定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确, 它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位工件最大位置变动量, 产生定位不准确。
4) 工艺系统受力变形产生的误差。a.工件刚度。如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低, 在切削力的作用下, 工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。b.刀具刚度。要综合考虑实际加工的进给量, 车削速度, 刀具角度, 刀杆的直径大小这些因素确定选用合理的参数, 来提高刀具的刚度减少变形。c.机床部件刚度。机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法, 目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系, 加载曲线和卸载曲线不重合, 卸载曲线滞后于加载曲线。
5) 工艺系统受热变形引起的误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大, 特别是在精密加工和大件加工中, 由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用, 温度会逐渐升高, 同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。
6) 调整误差。在机械加工中, 总要对工艺系统进行调整工作。由于调整不可能绝对地准确, 因而产生调整误差。在工艺系统中, 工件、刀具在机床上的互相位置精度, 是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时, 调整误差的影响, 对加工精度起到决定性的作用。
2 提高加工精度的途径
保证和提高加工精度的方法, 大致可概括为以下几种:减小原始误差法、补偿原始误差法、转移原始误差法、均分原始误差法、均化原始误差法。
1) 减少原始误差。这种方法是生产中应用较广的一种基本方法。它是在查明产生加工误差的主要因素之后, 设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削, 现在采用了大走刀反向车削法, 基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。若辅之以弹簧顶尖, 则可进一步消除热变形引起的热伸长的影响。
2) 补偿原始误差。误差补偿法, 是人为地造出一种新的误差, 去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值, 反之, 取负值, 并尽量使两者大小相等;或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差, 也是尽量使两者大小相等, 方向相反, 从而达到减少加工误差, 提高加工精度的目的。
3) 转移原始误差。误差转移法实质上是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。误差转移法的实例很多。如当机床精度达不到零件加工要求时, 常常不是一味提高机床精度, 而是从工艺上或夹具上想办法, 创造条件, 使机床的几何误差转移到不影响加工精度的方面去。如磨削主轴锥孔保证其和轴颈的同轴度, 不是靠机床主轴的回转精度来保证, 而是靠夹具保证。当机床主轴与工件之间用浮动联接以后, 机床主轴的原始误差就被转移掉了。
4) 均分原始误差。在加工中, 由于毛坯或上道工序误差的存在, 往往造成本工序的加工误差, 或者由于工件材料性能改变, 或者上道工序的工艺改变, 引起原始误差发生较大的变化, 这种原始误差的变化, 对本工序的影响主要有两种情况:误差复映, 引起本工序误差;定位误差扩大, 引起本工序误差。解决这个问题, 最好是采用分组调整均分误差的办法。这种办法的实质就是把原始误差按其大小均分为n组, 每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n, 然后按各组分别调整加工。
5) 均化原始误差。对配合精度要求很高的轴和孔, 常采用研磨工艺。研具本身并不要求具有高精度, 但它能在和工件作相对运动过程中对工件进行微量切削, 高点逐渐被磨掉最终使工件达到很高的精度。这种表面间的摩擦和磨损的过程, 就是误差不断减少的过程。这就是误差均化法。它的实质就是利用有密切联系的表面相互比较, 相互检查从对比中找出差异, 然后进行相互修正或互为基准加工, 使工件被加工表面的误差不断缩小和均。在生产中, 许多精密基准件都是利用误差均化法加工出来的。
3 结语
在机械加工中, 误差是不可避免的, 随着数控加工技术的不断发展, 刀具材料的不断更新, 使得我们对误差的控制有了更加有效的手段, 对产品的加工精度也有很大的提高和控制, 同时三次元测量检测设备不断的提高, 对生产环节中处出现的误差能够及时反馈发现, 纠正加工所产生的问题, 只有对误差产生的原因进行详细的分析, 才能采取相应的预防措施减少加工误差, 提高机械加工精度。
摘要：影响机加工工件质量的因素很多, 机床精度和产品结构工艺是两个重要影响因素, 着重分析了加工过程中, 因机床精度引起的常见加工缺陷及消除方法, 并详细阐述了提高加工工艺的途径。
关键词：机械加工,精度,误差
参考文献
[1]徐灏主编.机械设计手册, 第2版.北京:机械工业出版社, 2000.
[2]辛一行主编.现代机械设备设计手册.北京:机械工业出版社, 1996.
误差精度 篇2
3.1 优化加工机械工作性能直接减少原始误差
为提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行合理分析并有效解决，采用近似加工原理直接减少原始误差是保障加工质量的有效措施。
3.2 合理利用误差补偿措施抵制消除原始误差
机械加工过程中，误差补偿技术是根据机械加工精度需求，通过人为制造一种误差，去抵消工艺系统所固有的原始误差，或者借助原有的一种原始误差去部分或全部地抵消另一种原始误差的`处理方法，以控制原始误差对工件加工误差的影响，从而达到提高加工精度的目的。
3.3 利用分化或均化技术措施以减小原始误差
分化是采用相关技术措施促使正在发育的个体形态发生变异的过程，均化是将两种或两种以上的物质形态进行均和的过程。根据误差反映规律，将被加工毛坯工件按测量尺寸分组确定其误差范围后分别调整相对位置，分化缩小误差。
3.4 利用转嫁原理采用相关措施转移原始误差
机械加工中，各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。误差转移的实质是转移工艺系统的集合误差、受力变形和受热变形等误差，将原始误差从误差敏感方向转移到其他对加工精度无影响的方面，可有效提高工件加工精度。
4 结语
总之，机械加工是当前机械工业产品生产的重要环节，高端科技条件下，对于机械工件的加工精度和质量要求程度较为严格，采取合理措施减少或消除相关影响机械加工精度的误差因素，是保障机械加工产品质量的有效途径。
参考文献：
[1]周琴.加工误差的原因及分析.现代机械，2011.
误差精度 篇3
【关键词】：跨河水准 测量原理 精度分析 误差分析
一、原理依据
如图1-1所示，图中A1、A2是右岸两点，B1、B2是左岸两点，A1、A2 、B1、B2近似为一个矩形，A1A2边约为20米，A1 B1约为540米，所以可以认为A1 B1、A1 B2、A2 B1、A2 B2之间的高差观测值的权相等。
A1 A2
B1 B2
图1-1 图1-2
施测方法：
在B1架TCA2004，分别照准A1、A2 、B2，得到一测回观测高差： （S为斜距，δ为竖角），两点之间的高差为 （ 为仪器高， 为目标高），A1点的高程为 ，同理可得A2、B2的高程。此三点的高程中 均一样，相互抵消，利用以上三点的高程求A1 B2、A2B2之间的高差。若觇标高相等则高差等于 的差值。
二、精度分析
能不能符合精度要求关键在于 的精度，下面就此作如下分析：
设， 则 ，此次用的TCA2004的标称精度：测距 ，测角0.5″，检测表明：实际误差远小于标称误差。测距 ，测角0.37″。
由于δ较小（预先用全站仪选择的四点高程大致相等）， ，所以前面一项可不考虑，后面一项中 。为减小 的大小，观测了8测回，保证了测角中误差小于0.5″（实际为0.18″），这样函数的误差就小于1.28mm（实际为0.46mm），而一等水准要求为 ，从理论上说，此方法是可行的。
在实际的三角高程测量中还有球气差的影响，用公式表达为：
hAB=D·tanα+i-v+（q-p）=D·tanα+i-v+γ （其中γ为球气差的影响）
上式就是考虑了球气差影响的高差公式。令Dtanα+i-v=h′AB，则上式也可以写为：
hAB=h′AB+γ
在相同条件下，可视直反觇中球气差对高差的影响相同，而直反觇的高差正负号相反，则直反觇高差的平均值为 ：
hAB平=（h′AB-h′BA）/2
上式表明：取直反觇高差平均值，消除了球气差对高差的影响。
三、误差分析
3-1.三角高程测量主要误差来源及减弱措施
在高程测量中，设球差为q，气差为p，大气折光系数为K。
由公式：hAB=D·tanα+i-v+（q-p）=D·tanα+i-v+γ （1-1） 知，观测边长D、垂直角、仪高i和觇标高v的测量误差及大气垂直折光系数K的测定误差均会给三角高程测量成果带来误差。
3.1.1 边长误差
边长误差决定于距离丈量方法。用TCA2003全站仪测距，精度很高，测距 。边长误差对三角高程的影响与垂直角大小有关，垂直角越大，其影响也越大。由于δ较小（预先用全站仪选择的四点高程大致相等），所以全站仪的测距精度已经足够精确。
3.1.2 垂直角误差
垂直角观测误差包括仪器误差、观测误差和外界环境的影响。垂直角观测误差对三角高程的影响与边长及推算高程路线总长有关，边长或总长愈长，对高程的影响也愈大。因此，在三角高程测量是s比较大的前提下，垂直角的观测应选择大气折光影响较小的阴天和每天的中午观测较好。TCA2003的测角精度：测角0.5″。 ，为减小 的大小，观测了8测回，保证了测角中误差小于0.5″，这样函数的误差就小于1.28mm，而一等水准要求为 ，从理论上说，此方法是可行的。
3.1.3 丈量仪高和觇标高的误差
仪高和觇标高的量测误差有多大，对高差的影响也会有多大。因此，应仔细量测仪高和觇标高。
3.1.4 球气差影响
1. 球差q
当距离较长时，根据《工程测量规范》的要求，必须考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。如图1-2所示，在A点安置经纬仪，在B点竖立标杆，仪器高为i，标杆高为v，过J点的水准面为JF，水平面为JE。如果用水平面代替水准面，高差少了一段距离EF，EF即为地球曲率对高差的影响，简称球差，用q表示。
设地球为圆球，半径为R，A、B两点间的水平距离为D，当D较小时可认为JE= D。A、B两点对球心O所张的夹角为θ，弦切角∠ EJF=θ/2（弦切角等于同弧所对圆心角的一半），因θ/2很小.球差的公式可写成：
q= （1-2）
D为A、B两点间的实测水平距离，球差q与D平方成正比。q总是使所测高差减小，因此在高差计算中应加上q。
2. 气差p
由于光线通过由下而上密度变化的大气层而发生折射（靠近地球密度大，远离地球密度小），视线形成一条连续的，凹向地面的曲线JM。当望远镜照准觇标顶部M时，曲线JM在J点处的切线JM′为视线方向，使垂直角α增加了ε/2，而高差增加了一个高度MM′，此即为大气折光对高差的影响，简称为气差，用p表示。如果在地势比较平坦的地区进行水准测量时，靠地的大气密度基本上相同，所以气差对观测的影响也不是很大。气差的公式可写为：
（1-3）
式中R?为光程曲线的曲率半径，设 ，K为大气垂直折光系数。
3. 球气差γ
球差与气差合称球气差。球气差的总影响用γ表示。 球差q总是使所测高差减小，气差p总是使高差增大。γ可表示为：γ=q-p
由于R′>R，则K
K值变化是复杂的，在不同的地区、不同的时间、不同的天气等都会不相同，甚至在同一个测站上各方向也不相同，主要影响因素是气温和气压的变化。
3.1.5 照准误差
照准误差主要是和仪器的放大倍数有关系的。放大倍数越大，照准误差就越小，一般的望远镜的视觉放大倍数在20至50倍之间。望远镜照准误差 可用公式表示为：
=60"/m （1-4）
其中m为望远镜放大倍数，如果在测角中既用ATR方式，又用人工方式，检查和测定ATR照准差则是十分必要的。因为在这种情况下，两种方式才能达到最佳匹配。
【参考文献】：
[1]刘仁钊著《工程测量技术》，2008年3月，黄河水利出版社出版，231页。
[2]张正禄著《工程测量学》，2005年10月，武汉大学出版社出版，449页。
[3]陶本藻著《误差理论与测量平差》，2012年7月，武汉大学出版社出版，221页。
[4]孔祥元、梅是义著《控制测量学》，2003年7月，武汉大学出版社出版，314页。
[5]中华人民共和国国家标准《工程测量规范》，GB50026-2007。
[6]中华人民共和国国家标准《国家一、二等水准测量规范》，GB12897-91。
误差精度 篇4
国内机床精度比较低, 不仅机床加工有问题而且其装配工艺也有问题, 我们能产出同样精度的零件, 但装不出同样精度的整机。国际上最好的机床是德国生产的, 其精度高, 经久耐用, 可以长期在高精度下作业。日本制造的机床精度也很高, 但是较容易出故障。影响机床加工精度的主要因素有机床误差、刀具的制造误差及磨损、夹具误差。
1机床误差
1.1 主轴回转误差
机床主轴误差可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动3种基本形式。产生主轴径向回转误差的主要原因有主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴挠度等。图1为滑动轴承主轴的径向圆跳动, 图1 (a) 中, δd表示径向跳动量, 在切削力F的作用下, 主轴颈以不同的部位和轴承内径的某一固定部位相接触, 此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大, 而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大;而在镗床上镗孔时, 见图1 (b) , 由于切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转, 在切削力F的作用下, 主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触, 因此, 轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大, 而主轴颈圆度误差的影响则不大。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。在车螺纹时, 主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。
1.2 导轨误差
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准, 也是机床运动的基准, 见图2。卧式车床导轨在水平面内的直线度误差Δ1将直接反映在被加工工件表面的法线方向 (加工误差的敏感方向) 上, 对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差Δ2可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差, 但Δ2对加工精度的影响要比Δ1小得多。由图3可知, 若因Δ2而使刀尖由a下降至b, 不难推得工件半径R的变化量ΔR。当前后导轨存在平行度误差 (扭曲) 时, 刀架运动时会产生摆动, 刀尖的运动轨迹是 一条空间曲线, 使工件产生形状误差。由图4可见, 当前后导轨有了扭曲误差Δ3之后, 由几何关系可求得Δy≈ (H/B) Δ3。一般车床的H/B≈2/3, 可见车床前后导轨的平行度误差对加工精度的影响很大。除了导轨本身的制造误差外, 导轨的不均匀磨损和安装质量也是造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
1.3 传动链误差
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差, 一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
1.4 数控机床独特性误差
数控机床与普通机床的最主要差别有两点:①数控机床具有“指挥系统”——数控系统;②数控机床具有执行运动的驱动系统——伺服系统。在数控机床上所产生的加工误差, 与在普通机床上产生的加工误差, 其来源有许多共同之处, 但也有其独特之处, 例如伺服进给系统的跟踪误差、检测系统中的采样延滞误差等, 这些都是普通机床加工时所没有的。因此在数控加工中, 除了要控制在普通机床上加工时常出现的那一类误差源以外, 还要有效地抑制数控加工时才可能出现的误差源。
1.4.1 机床重复定位精度的影响
数控机床的定位精度是指数控机床各坐标轴在数控系统的控制下运动的位置精度, 引起定位误差的因素包括数控系统的误差和机械传动的误差。而数控系统的误差则与插补误差、跟踪误差等有关。机床重复定位精度是指重复定位时坐标轴的实际位置和理想位置的符合程度。
1.4.2 检测装置的影响
检测反馈装置也称为反馈元件, 通常安装在机床工作台或丝杠上, 相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛。检测反馈装置将工作台位移量转换成电信号, 并且反馈给数控装置, 如果与指令值比较有误差, 则控制工作台向消除误差的方向移动。数控系统按有无检测装置可分为开环、闭环与半闭环系统。开环系统精度取决于步进电动机和丝杠精度, 闭环系统精度取决于检测装置精度。检测装置是高性能数控机床的重要组成部分。
1.4.3 刀具误差的影响
在加工中心, 由于采用的刀具具有自动交换功能, 因而在提高生产率的同时, 也带来了刀具交换误差。用同一把刀具加工一批工件时, 由于频繁重复换刀, 致使刀柄相对于主轴锥孔产生重复定位误差而降低加工精度。
1.4.4 抑制数控机床产生误差的途径
抑制数控机床产生误差的途径有硬件补偿和软件补偿。过去一般多采用硬件补偿的方法, 如加工中心采用螺距误差补偿功能。随着微电子、控制、监测技术的发展, 出现了新的软件补偿技术, 它的特征是应用数控系统通信的补偿控制单元和相应的软件以实现误差的补偿, 其原理是利用坐标的附加移动来修正误差。
2刀具的制造误差及磨损
刀具的制造误差、安装误差以及使用中的磨损, 都影响工件的加工精度。
3夹具误差
夹具误差包括定位误差、夹紧误差、夹具安装误差及对刀误差等。工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件相接触 (配合) 来确定的。由于定位基面、定位元件工作表面的制造误差, 会使各工件在夹具中的实际位置不相一致。加工后, 各工件的加工尺寸必然大小不一, 形成误差。
4提高加工精度的措施
(1) 减少原始误差。
查明产生加工误差的主要因素, 设法消除或减少这些因素。例如细长轴的车削, 现在采用了大走刀反向车削法, 基本消除了轴向切削力引起的弯曲变形。
(2) 补偿原始误差。
人为地制造出一种新的误差, 去抵消原来工艺系统中的原始误差。
(3) 转移原始误差。
误差转移法就是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。
(4) 均分原始误差。
这种办法就是把原始误差按其大小均分为n组, 每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n, 然后按各组分别调整加工。
(5) 均化原始误差。
利用有密切联系的表面相互比较、相互检查从对比中找出差异, 然后进行相互修正或互为基准加工, 使工件被加工表面的误差不断缩小和均匀。
(6) 就地加工法。
采用就地加工的方法, 能很方便地解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法在机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。
5结语
机床加工过程中的误差因素很多, 提高机床加工精度有很强的实践性, 它和实际生产条件及生产工艺有很大关系。要想生产出精度很高的产品比较困难, 这需要工艺人员不断尝试, 通过积累每次工艺数据, 来验证自己的设计数据, 并在以后的设计中予以更正。
参考文献
[1]何兆凤.公差与配合[M].北京:机械工业出版社, 2008.
误差精度 篇5
卫星星历误差对GPS定位精度的影响与分析
分析了广播星历误差对GPS单点定位精度的影响,通过引入精密星历处理某机载GPS数据检验了广播星历误差对GPS单点定位的影响程度;理论推导了广播星历误差对单基站差分GPS数据的`影响及规律,同时通过引入精密星历差分处理某机载GPS数据对广播星历误差的影响程度及规律进行了验证.
作 者：焦海松 王红芳 姚飞娟 JIAO Hai-song WANG Hong-fang YAO Fei-juan 作者单位：63880部队,河南洛阳,471003刊 名：全球定位系统英文刊名：GNSS WORLD OF CHINA年，卷(期)：34(1)分类号：P701关键词：星历误差 GPS 精度
误差精度 篇6
关键词：加工精度；机械加工；误差
科学技术在近几年的不断发展，精准度在机械加工领域有了更加严格的要求。尤其是在军工业、航天、汽车等行业的逐渐的改进和完善，精准度在很多行业上有所关注和提高，加工精度在机械行业中也随着有了更进一步的发展和延伸。
加工精度是加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置三种几何参数与图纸要求的理想几何参数的符合程度。加工误差指的是他们之间偏离的程度，是零件实际几何参数与理想几何参数的偏离数值，加工精度的高低是由加工误差的大小所决定的，加工精度主要包含三个内容：1.尺寸精度：尺寸精度指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度，基准间尺寸误差与其限制加工工件表面在一定的范围内；2.几何形状精度：形状误差是从整体形状看待在形状方面存在的误差，又称为宏观几何形状误差。如圆度、直线度、平面度、圆柱度。3.相互位置精度：相互位置精度指加工后零件有关表面之间的实际位置精度差别。如平行度、垂直度和同轴度等。原始误差与加工误差是相互因果关系，“因”是指工艺系统误差，“果”是指加工误差。正是因为有原始误差的存在，所以零件一定存在着加工误差。所以影响系统误差产生是有多方面的因素，引起加工误差有以下几方面内容。
1.机械加工产生误差
1.1.原始误差
任何零件在加工过程都会存在加工误差，其来源是由于机床一夹具一工件一刀具存在误差；我们把“机床一夹具一工件一刀具”构成一个完整的系统，称为工艺系统。也即工艺系统的误差，是造成零件加工误差的根源，故称之为原始误差。众所周知，机械加工工艺系统是由机床.刀具.工件以及夹具构成，其会有各式各样的误差，在不同的工作环境和条件下，这些误差通过各种各样的方式来反衬工件的加工误差。[1]对于工艺系统的原始误差来说，除了有几何误差.定位误差.调整误差.测量误差外，还有因受力或受热变形而带来的加工误差，除此之外，还有工件内应力重新调整引起的变形以及原理误差等。
1.2.机床本身的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床运动所完成的，因此，工件最后产品的加工精度在很大程度上取决于机床本身的精度"机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差！ 机床主轴是刀具或装夹工件的基准 ，同时主轴还能把动力和运动传给所有需要加工的工件和刀具 ，因此主轴回转的误差往往会直接导致和影响整个被加工零部件的精度。
1.3.机床所用刀具本身的几何误差
机床是工件加工成形的重要机械，工件加工精度在很大程度上取决于机床及其刀具或夹具的加工性能。任何刀具在切屑过程中，都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。[2]机床主轴、导轨以及传动链的工作性能低于机床加工的精度影响较大，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度质量，导轨磨损以及传动链始末两端传动元件间相对运动的误差是造成机床精度下降而影响元件加工精度的重要原因。刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。
1.4.定位的误差
机械加工时应针对相关元件进行一定的基准定位，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。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。相对来说，机械加工过程中的精度误差具有不可避免的客观性，但应在最大可能的基础上将影响机械加工精度的误差因素控制在允许范围内，从而提高工件加工质量和精度，具体措施如下：
2.提高机械加工精度的措施
2.1.直接减少误差法
直接减少误差方式在实际生产中应用最为广泛 ，是存查明产生加工误差的主要因素直进行减少或消除的方法。[3]例如 ：细长轴的车削 ，由于受力和热的影响而使工件产生弯曲变形 ，现采用“大进给反向切削法”，再辅之以弹簧后顶尖，可进一步消除热伸长的危害。
2.2.合理利用误差补偿措施抵制消除原始误差
提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。
2.3.就地加工法
在加工和装配中有些精度问题，牵涉到零件或部件间的相互关系，相当复杂，如果单独提高零件部件本身精度，有时不仅困难，甚至不可能。
2.4.减小工艺系统热变形的途径
2.4.1.减少发热和隔热。切削中内部热源是机床产生热变形的主要根源。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。为了减少机床的发热，在新的机床产品中凡是能从主机上分离出去的热源，一般都有分离出去的趋势。例如采用静压轴承、静压导轨、低黏度润滑油、锂基润滑脂等。也可以用隔热材料将发热部件和机床大件分隔开来。
2.4.2.加强散热能力。为了消除机床内部热源的影响，可以采用强制冷却的办法，吸收热源发出的热。
总之，机械加工是当前机械工业产品生产的重要环节，零件加工过程中，误差是不可避免的，只有对误差产生的各种原因进行细致的分析，采取合理措施减少或消除相关影响机械加工精度的误差因素，是保障机械加工产品质量的有效途径。
参考文献：
[1]李玉平.机械加工误差的分析[J].新余高专学报，2011，（4）： 78- 80.
[2]周琴.加工误差的原因及分析.现代机械，2011.
[3]王翠宝.浅谈提高机械加工精度[J].黑龙江科技信息，2010（3）.
作者简介：
机械加工误差及提高加工精度分析 篇7
社会经济的发展和科学技术的进步,有力地推动了我国机械加工技术的发展。工件加工质量是工件的重要组成部分,而其中最为影响工件质量的是加工精度。加工精度影响机械运作,机械工件的正常运转也极大程度的依赖于加工精度。因此,在机械加工企业中尤为重视加工精度的要求和准度,控制误差,减少差错,提高精度。其中在尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度等三个方面都要做到相辅相成,互补为宜。一般来说,尺寸精度越高,几何形状和相互位置的精度也越高。影响机械加工精度的因素主要是人为误差和原始误差两种,人为误差具有不确定性,而原始误差则存在于机械加工工艺的每个环节。想要有效的提高机械加工的精度,就要认真分析加工误差,探寻控制和降低误差的措施。
1提高机械加工精度的重要性
机械加工精度对机械产品的质量有着重要的影响。但是,由于受设备、人员、技术水平等多种因素的影响,我国目前的机械加工精度往往出现不能满足要求的情况,对整个机械产品质量的提高产生不利影响。因此,结合机械加工具体工作,探讨提高机械加工精度的措施,具有重要的现实意义。在实际工作中,根据具体情况,采取有效的对策,通过多种措施来减少、均化、补偿、转移原始误差,或者采用就地加工法。通过综合采取有效对策,实现对误差的有效控制,确保机械加工精度,进而实现提高机械加工产品质量和综合效益的目的。
2影响机械加工精度误差的原因分析
2.1工艺系统集合误差的产生
经过长期的使用,机床产生的磨损就会造成其加工精度的下降,产生生产误差。1主轴回转误差:机床的主轴是零件加工的基准,如果主轴产生误差则会造成零件加工精度受到影响而产生误差;2导轨误差:导轨是用来对零件的相对位置关系进行确定的基础,也是机床整体运动的基础,导轨自身由于生产制造的原因会存在着一定的误差,同时其安装质量也会产生一定的影响,这也是造成机床精度下降的一个主要因素;3传动链误差:传动链两端的传动元件之间会产生一定的误差。
2.2内应力重新分布而引起的误差
内应力指的就是在没有外力作用的情况下存在于机械内部的应力,在机械加工的过程中,如果加工的零件产生内应力,则会使工件金属处于一种不稳定状态,其会产生向上或者向下的转化,这种变化将会导致零件的变形,无法达到要求的精度。内应力的产生原因,一是由于加热引起的,对于零件进行热处理时,零件的厚度不均匀或者是冷却不均等都会使零件产生内应力;二是很多细长形状的零件长轴经过车削加工后,在冷校直的过程中会产生内应力,而造成零件的弯曲。
2.3机床误差
一般来说,机床在制造、安装以及使用的过程中都会出现一定的偏差和错误,但对机床正常运转不会产生影响,这就是机床误差。其中对加工精度影响较大的有两种:一是主轴回转误差,包括其径向圆跳动、轴向窜动和摆动,主要是影响零件加工表面的几何形状精度、位置精度以及表面粗糙度。二是导轨误差,其产生的主要原因是导轨的制造与安装误差,以及导轨的不均匀磨损。
2.4刀具和夹具的制造误差以及磨损
加工精度的误差程度也会因为不同种类的刀具而有很大的差别,一般类型的普通刀具的制造误差对机械加工精度的影响很小,一般可以忽略。影响机械加工精度的主要因素是定制刀具的尺寸误差,以及成形刀具的误差主要影响零件表面的形状精度。通常来说,夹具在定位时不准确,夹紧时不注意紧度和密集度,安装时有错误等都会影响夹具对零件的加工精度。另外,刀具的磨损会直接影响刀具相对被加工表面的位置;夹具的磨损也会引起零件的定位误差。
2.5调整误差与测量误差
在机械加工过程中,需要不断对工艺系统进行调整,而这些调整工作不可能绝对准确,从而产生调整误差,调整误差对加工精度有着决定性的影响。机械加工过程中,为了调整误差,需要对测量方法和量具精度进行严格规范和要求,综合考虑工件在机械加工过程中可能会出现的问题处理等因素。
3提高机械加工精度的措施
3.1减小原始误差
为了减小机械加工的原始误差,要保证机床的几何精度,以及夹具、量具本身的精度,对于加工系统受到的外力、磨损、热变形、应力变形、测量误差等进行严格的控制,从而实现提高设备精度,减小原始误差的目的。这些方法在机械加工中的应用较为广泛,得到工作人员的普遍关注和重视。通常在机械加工之前,全面分析和查明加工误差的产生原因,并有针对性的采取措施消除或者减小误差。例如,在细长轴加工时,采用反向车削法具有良好效果,能够基本消除和显著减小轴向切削力引起的变形现象。如果再配上弹簧顶尖,能进一步消除和减少热变形引起的热伸长,实现有效控制机械加工精度的目的。
3.2加工过程中对误差进行预防
对影响加工精度的各种原因进行分析之后发现,加大科技投入和研发力度,针对各个环节所造成的误差,提高加工精度,要不断研究创造新工艺、新手段、新方法等。努力提高机床的几何精度和量具、夹具的精度,进一步降低工艺的系统受力、磨损变形以及内应力等方面,所造成的原始误差。误差预防常用的方法有:误差转移法、误差分组法、就地加工法和误差平均法、采用先进工艺和设备法、直接减少原始误差法等。实践与分析证明,精度要求高于某一程度之后,加工精度所花费的成本将成指数增长用误差预防技术来降低。
3.3减少或者转移原始误差提高加工精度
直接减少原始误差的方法有控制工艺系统的受外力而产生变形、受热而产生变形、刀具使用时间过长后的磨损、内应力引起的加工件变形等等,为了提高机械加工精度,需要对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施。另外,还可以通过加强对机床的控制来提高机械加工精确度,做好机床导轨的保养工作、机床的清理工作以及机床的安装和维修工作,都能够提高机械加工精确度。
3.4采取补偿控制技术提高加工的精度
目前,在数控机床上一般采用软件补偿的方式:采用统计测量数据,再精细查找误差,最后控制坐标轴附加的方法。这种软件补偿技术,实现起来较为简单,同时误差数据也能得到及时的修改与调整。误差补偿法主要包括两种方式:一是误差补偿法,即保留固有的原始误差,但在其基础上进行新形式的误差填补,从而覆盖原有的误差,也就是“以形补形”;二是误差抵消法,与误差补偿法不同的是,误差抵消法是将存在的原始误差之间寻找关联点,并将相同或相似部分予以抵消,形成“空白点”,以用于缩小精度误差。采取补偿控制技术,需要根据实际情况,不断加强对补偿控制技术的研究,才能有效的提高机械加工精度。
4机械加工误差补偿实例分析
本实例以华中数控系统螺距误差的补偿方法来研究误差补偿前后的具体效果。(见图1)
数控机床的螺距误差,即丝杠导程的实际值与理论值的偏差,为了控制实际的误差一般数控机床都会采用高精度的滚珠丝杠副,但制造误差只能被缩小到最小程度,误差依然是存在的,因此螺距误差不可避免,只能通过误差补偿的措施进一步降低误差范围。采用螺距误差定期测定与补偿可提高机床的精度,延长机床使用寿命。
具体误差补偿操作如下:
1在开机后进行回零操作。
2在华中数控系统中,依次按参数F3键、输入权限F3键进入下一子菜单,按数控厂家参数F1键,输入数控厂家权限口令,再按参数索引F1键、轴补偿参数F4键,移动光标选择“0轴”后回车进入系统X轴补偿参数界面(0轴对应机床的X轴,1轴对应Y轴,2轴对应Z轴)。将系反向间隙、螺距补偿参数全部设置为零后,按Esc键,再连按两次“Y”保存设置。
3运行测定程序,将步距规实际尺寸P1,P2,…,Pi填入测量程序中,并在上述螺距补偿界面内依次输入偏差值。(偏差值=指令机床坐标值-实际机床坐标值)
4补偿参数输入完成后,按Esc键,再按“Y”键保存输入的参数,按F10键回到主界面,接着退出系统,补偿后的参数立即开始生效。
5实验数据如表1所示。
从实验结果表明,数控机床的螺距误差经补偿后已得到很大改善,这种方法可以有效地补偿机床的螺距误差,可以提高机床的精度,延长机床使用寿命。
5结束语
在机械加工的过程中,影响机械加工精度的因素有很多,为了不断的提高机械加工的精确度,减少机械加工的误差,有必要对各种因素进行科学的分析,掌握不同的因素对于机械加工产生误差的影响,才能够有针对性的采取有效的措施来避免各种不良因素的影响,以此来促进机械加工零误差的目标的实现,促进我国机械制造业的持续发展。
参考文献
[1]黄安乐.浅析机械加工误差产生原因及消除措施[J].中国新技术新产品,2011(22).
[2]陈光明.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].制造业自动化,2005(09).
[3]李玉平.机械加工误差的分析[J].新余高专学报,2005(02).
误差分离法测量车床非标精度项目 篇8
关键词：卧式车床,非标精度,偏摆误差
随着科学技术的进步, 对零件加工精度的要求越来越高, 在机械制造业中, 几何精度是最重要的指标之一。影响零件几何精度的主要因素是机床刀具和工件各部件的相对运动和定位精度。对于车床而言, 溜板移动在垂直面内的直线度会影响到车刀刀尖点, 车刀刀尖点的位置变化决定了加工零件的尺寸精度。对照目前正在执行的GB/T 4020-1997 卧式车床精度检验标准, 探讨卧式车床溜板移动时的误差, 设计检测方案, 并进行仿真分析。
1 车床精度检验标准现状
超精密加工与测量过程中, 机床是超精密加工和测量的重要部件, 完善机床精度检验标准, 提高加工零件精度, 是保证产品品质的一项重要工作。对于车床的精度检验世界各国都制定了相关的检验标准。
现在国际标准化组织ISO对卧式车床的精度标准使用的是ISO 1708∶1989 (第四版) 。该标准是取代之前的ISO 1708∶1983 (第三版) 。
目前我国正在执行的GB/T 4020-1997 卧式车床精度检验标准[1]是根据国际标准ISO 1708∶1989 (第四版) 、对国标GB 4020-83 普通车床精度 和GB 4021-83 精密车床精度 进行修订, 是等效采用该国际标准。该标准于1997年10月1日开始执行。
GB/T 4020-1997规定了卧式车床的几何精度检验和工作精度检验以及相应的允差, 本标准仅用于机床的精度检验, 不适用于机床的运转检查 (振动、不正常的噪声、运动部件的爬行等) , 或机床的参数检查 (速度、进给量等) , 这些检查应在精度检验前进行。
对照ISO标准与国标, GB/T 4020-1997与ISO1708∶1989的主要差异表现在以下两个方面:
a) G2溜板移动在水平面内的直线度:在ISO 1708备注栏中有“除特殊情况外, 溜板移动直线对的偏差都应当凹 (相对于两顶尖轴线) ”一条要求, 但国标中没有采用。
b) G7, G11两项:在检验方法栏增加3.2.2条, 为使同相关检验项目的检验状态一致。即“指示器测头触及检验棒上母线。尾座和套筒按正常工作状况锁紧, 在检验棒两末端位置侧屈读数”这条。
随着标准的使用普及, 国内部分学者对机床的测试, 机床标准提出看法与观点。四川联合大学杨远志, 杨兴邦提出的计算机辅助机床直线度倾斜度测试, 指出了评定方法, 溜板移动在垂直面的直线度误差就是假想平面与前导轨的实际交线和理想交线之间的最大误差。溜板移动时的倾斜度误差就是以前导轨为基准, 基准线与后导轨面之间的不共面误差[2]。原一机部机床研究所的陈光权在机床精度检验方法讲座中提到的溜板运动时, 可以允许它有转动倾斜等各种误差, 但只要它们能互相补偿并保证刀尖的运动轨迹直线即可[3]。内蒙古伊科科技有限责任公司的冀志平, 王海军关于机床精度的检验探析, 提出了机床重点检验的项目, 利用求取精度指数方法来判别检验机床[4]。
根据对车床结构分析, 车刀装在刀架上, 刀架装在溜板箱上并随着溜板箱上的中拖板沿着车床横向运动。溜板会伴随有转角误差, 会绕x轴倾斜, 绕y轴摆动和绕z轴起伏, 这些都会影响到车刀刀尖的具体位置, 带来切削工件直径方面的变化, 影响的大小通过建立数学模型进行估算。为了简化研究, 先暂时不考虑平动, 只考虑转动的影响。即分析导轨在yoz平面内 (竖直面) 内对溜板姿态变化的影响。主要包括确定溜板所在的平面, 判断溜板的重心是否在上步确定的平面内, 刀尖点的变化3个方面。
2 确定检测方案
根据导轨的结构特点, 导轨直线度误差包括在垂直平面内的直线度误差和在水平面内的直线度误差, 因此对于直线度的检测也分为在不同平面内采用不同方法进行检测。本文主要研究的是导轨垂直面内的凸凹变化所引起的溜板上刀尖点的位置变化。测量时采用时域两点法测量导轨[5,6], 测量原理如图1所示。测量时, 被测导轨不动, 在测量装置上装上传感器A, B两测头, 两测头之间的间距等于节距长度, 测量架沿同一方向每移动1个距离, 在两测头上分别读出两个数值;数据采集卡有16个模拟输入量通道, 可选择两个通道进行模数转换, 把连续的模拟量转换成离散的数字量, 然后传送给计算机。
如图1所示, 被测导轨等分为n段, 将传感器两测头调整到等高后, 以起始点的示值作为示值零位, 将两个传感器的示值零位调整相同, 并将它们沿被测导轨间断地移动, 依次逐点测量, 同时分别记录传感器的示值h0i (i= 0, 1, 2, …, n-1) 和 ( i= 1, 2, …, n) 。令Si表示各测点相对于同一坐标系的y坐标值 (被测导轨各部分偏差的y坐标值, 取S0=0) , Ri表示测量时各测点所对应的测量基准误差 (测量基准各部分偏差y坐标值, 取R0= 0) 。
S1=h11-h00
Si=Si-1+h1i-h0 (i-1)
R1=h11-h01
Ri=Ri-1+h1i-h0 (i+1)
根据上述算法, 采用Visual C语言编写程序, 适应不同长度不同间距的测量, 能够完成不同任务需求的计算机数据处理。
3 时域双测头误差分离法仿真分析
为了验证时域双测头误差分离法测量直线度误差的正确性, 对这种方法进行仿真分析。模拟被测导轨直线度误差函数S (k) , 溜板直行运动误差函数R (k) 。
仿真方法:设两组数据S (k) , R (k) , 选择相关参数, 由公式产生模拟信号V1 (k) , V2 (k) , 然后根据误差分离公式, 对V1 (k) , V2 (k) 重新分离, 得出两组分离信号S′ (k) , R′ (k) , 并将其与S (k) , R (k) 比较。
仿真程序流程图如图2所示。
仿真结果如图3所示。
按上述仿真方法, 用MATLAB进行仿真分析。图3 (a) 是仅具备初始条件S (1) =V2 (0) 下的曲线, 两条曲线有一定的偏移量;图3 (b) 是满足初始条件R (0) =0, S (0) =V1 (0) , S (1) =V2 (0 ) 下的曲线, 两条曲线完全重合, 达到了分离后的数据与原先初设的数据一致的要求, 从而说明两点法EST测量直线度误差是可靠的。结果表明, 仿真结果是令人满意的, 误差很小。
作为对比, 对三测头误差分离法进行仿真, 得到如图4所示的曲线。
由图4 (a) 可知仿真后的曲线不具有同样的形状, 没有达到很好的误差分离, 有一定的变形。图4 (b) 改变初始条件, 得到两条曲线有较大的偏移量。
根据图3和图4的结果分析, 证明了时域双测头误差分离法数学模型的正确性。
4 结论
溜板移动时的转角误差会影响到刀尖点, 利用对导轨的测量设计出检测方案, 采用时域双测头误差分离法测量, 把作为基准的导轨误差从检测结果中分离出去, 经过仿真分析, 验证了该测量方法的正确性。
对于导致加工工件直径变化的影响因素, 如溜板的转角误差, 绕x轴倾斜, 绕y轴摆动和绕z轴起伏误差各分量的最大允值, 分别加以限制。可以将这个指标列入国家标准之中, 以提高车床的加工精度, 获得更高尺寸精度的工件。
本文创新点:立足于误差分离方法, 研究溜板移动时的转角误差对刀尖点的影响, 利用对导轨的测量设计出检测方案, 采用时域双测头误差分离法测量, 把作为基准的导轨误差从检测结果中分离出去, 对国家标准进行了创新, 建议将溜板的转角误差指标列入国家标准之中。
参考文献
[1]GB/T 4020-1997, 卧式车床精度检验标准[S].
[2]杨远志, 杨兴邦.计算机辅助机床直线度倾斜度测试[J].机械, 1997, 24 (3) :16-17.
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[4]冀志平, 王海军.关于机床精度的检验探析[J].内蒙古科技与经济, 2004 (8) :60-61.
[5]孙保寿.时域和频域两点法EST测量直线度误差比较分析[J].华东冶金学院学报, 1995, 12 (3) :350-352.
误差精度 篇9
机械加工精度是指零件在机械加工后的几何参数的实际值和理论值相符合的程度。在工艺系统加工时, 往往会产生误差, 工艺系统中的误差是产生零件加工误差的根源。
1 机械加工产差的主要生误原因
1.1 主轴回转误差
机床主轴是刀具或者装夹工作的基础, 同时主轴还能把动力和运动传给所有需要加工的弓箭和道具, 因此整个被加工零部件的精度往往会由于主轴回转的误差直接受到影响。被主轴的回转误差直接影响到的被加工工件的形状和位置精度, 可分解为线角度摆动误差、纯径向跳动误差和轴向窜动误差。加工不同表面时, 由于存在误差敏感方向, 因此, 主轴的径向跳动所引起的加工误差也不同。要进一步提高主轴回转精度, 可以通过选用超精密主轴单元, 超精密轮廓控制技术, 对滚动轴承预紧, 提升超精密导轨副单元, 超精密平稳驱动系统, 使回转精度不依赖于主轴以及纳米级分辨率数控系统的性能并加快其工程化, 均可以提高主轴回转精度。
1.2 导轨误差
机体导轨是机床各重要部件相对位置的和运动的基准, 在机床中起导向和承载的作用。它的各项误差会对形状精度产生直接的影响。机床导轨误差在机械加工中影响的情况一般为:导轨在水平面内和垂直面内的直线误差和前后导轨在垂直面内的平行度误差 (如图1所示) 。
1.3 传动链误差
传动链是机床的重要组成部分, 它具有传递运动, 传递动力和传递误差等功能。传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。传动误差是有传动链中各组成环节的制造和装配误差, 以及使用过程中的磨损而引起。
1.4 刀具、夹具的制造误差及磨损
定尺寸刀具的尺寸误差直接影响到被加工零件的尺寸精度;被加工面的形状精度主要受到成形刀具的误差影响, 一般刀具的制造误差, 对加工精度没有直接的影响。而刀具的磨损则会直接影响刀具相对被加工表面的位置, 造成被加工零件的尺寸误差, 夹具的作用是使工件相对于刀具和机床具有正确的位置, 因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响 (如图2所示) 。
1.5 定位误差
所谓定位误差, 是由于工件在夹具上或者机床上定位不准而引起的加工误差, 对一批工件来说, 刀具经调整后位置是不动的, 即被加工表面的位置相对于定位基准是不变的, 所以定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。
1.6 工艺系统受力变形而引起的误差
工艺系统是一弹性系统, 在加工时会产生加工误差, 主要是由于切削力、夹紧力和传动力等作用会产生相应变形破坏了刀具和工件间的正确位置, 从而产生加工误差。
1.7 测量误差
在测量时, 测量结果与实际值之间的的差值叫做测量误差。每一个刀具或者零件在生产过程中或者生产结束后, 都要进行测量和校队, 来确定物品的精准度。而测量方法是否正确, 测量仪器是否精确, 都影响着机械加工的精度。
2 机械加工精度的提高措施和方法
机械加工精度的提高, 对提高机械生产企业的竞争力具有重要作用, 针对机械加工精度误差产生的原因, 从以下几个方面来提高机械加工精度。减小加工误差的方法主要有两种:误差预防和误差补偿。
2.1 误差预防技术
2.1.1 直接减小原始误差法:
主要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小的方法。
2.1.2 转移原始误差法:
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上。例如:车床的误差敏感方向是工件的直径方向, 所以, 转塔车床在生产中都采用"立刀"安装法, 把刀刃的切削基面放在垂直平面内, 这样可把刀架的转位误差转移到误差不敏感的切线方向。
2.1.3 均分原始误差法:
采用分组调整, 把误差均分:即把工件安误差大小分组, 若分成n组, 则每组零件的误差就缩小1/n。
2.1.4“就地加工”法:
例如:车床尾架顶尖孔的轴线要求与主轴轴线重合, 采用就地加工, 把尾架装配到机床上后进行最终精加工。又如六角车床转塔上六个安装刀架的大孔及端面的加工。
2.2 误差补偿技术
2.1.1在线检测:
加工中随时测量工件的实际尺寸, 随时给刀具补偿的方法。
2.1.2偶件自动配磨:
此法是将互配的一个零件作为基准, 去控制另一个零件加工精度的方法。
3 结束语
综上所述, 随着最近几年机械加工领域对精准度的要求越来越严格, 针对机械加工精度误差产生的原因, 通过仔细的分析和研究, 总结了一系列的有效的能够降低误差产生的方法和措施。采用现代化的机械加工工艺, 提高机械产品的质量和性能, 并且不断地通过实践, 发现机械加工工艺系统中的问题, 加强技术创新, 提高市场竞争力, 是最终提高当前机械生产企业市场竞争力的重要手段和方法。
摘要：随着我国经济科学技术的迅速发展, 社会要求提高产品的质量, 很多行业都在精准度上有所提高和关注, 尤其是最近几年机械加工领域对精准度的要求又有了更加严格的要求。而机械零件是机械产品的内部器官, 机械零件的加工精度对加工产品质量和性能有着直接影响。在加工操作过程中, 工序过多, 流程过于复杂, 都会产生许多对工件质量产生影响的可变因素。这就要求我们了解并分析影响机械加工精度的因素, 从机械加工精度误差产生的原因出发, 才能提出提高机械加工精度的科学合理的措施。
关键词：机械加工精度,误差,对策源
参考文献
[1]陆坤.论机械加工误差产生原因及精度提高方法[J].科技信息.2010年06期
[2]李玉平.机械加工误差的分析[J].新余高专学报, 2005, (4) .
[3]李华.机械制造技术[M].北京:高等教育出版社, 2000.
误差精度 篇10
1.1 GPS测量的误差源
在实际项目中使用GPS进行测量, 按照生产源可以将其所出现的误差有效的分成三部分:首先, GPS本身信号所导致的误差;其次, 信号在传输的过程当中出现了误差;最后, GPS接收机出现误差。这三大部分出现误差, 其中又包含诸多细小的问题所产生的影响。
1.2 GPS定位网的设计
GPS在实践测量的过程中, 我们根据其所呈现出来的误差可以有效的看出, GPS网的设计将过去传统的测角以及边角等, 都进行了有效的免除。点间通视在实践中也给予了摒弃, 针对所需要尽心布置的图形工作人员也不需要过多的进行考虑, 对于图形强度的考虑则就相应的可以给予忽略, 在使用中也不需要刻意的设置制高点。因此, 项目中使用GPS网的设计, 在一定程度上显得非常方便, 工作人员能够灵活的进行正常使用。
2 电离层的信号传播延迟
信号在传播的过程中引起延迟的原因是电离层, 其主要是和沿用卫星与用户使用的接收机视线方向所呈现出来的电子密度有关, 接收视线方向如果处于垂直视线, 那么所体现出来的延迟值在夜间平均可以达到三米, 在白天的时候延迟值可以达到十五米, 然而在低仰视角度情况中, 所出现的延迟值分别是九米和四十五米, 并且在反常时期所出现的延迟值还会进一步增加。
在实践中使用双频GPS接收机观测, 在赤道和极低附近不使用此接收机观测, 因为这些地区存在严重的电离层赤道扰动以及地极扰动, 对使用GPS接收机观测有着极大的影响。
3 对流层的信号传播延迟
出现对流层延迟的原因, 主要是电磁波信号在通过对流层的时候, 其传播速度和真空中光的传播速度不同所引起的。其中又分为干大气分量和湿大气分量, 在低仰角的时候其能够达到20米。其中干大气分量大概占有80%至90%, 这点能够利用模型将其大部分进行改正。大气分量所占用的数值虽然不大, 但是它随着纬度和高度出现的变化, 而随之变化。也就是说纬度和高度越高, 其变化值也随之相应的变高, 并且除此之外还随着时间变化的非常快。在实践中对于空气中的水汽与干气非常的难以预测, 因此在实践当中进行大气测试, 通常都是干气和湿气两者融合在一起的数值, 所以对于准确性就显得难以做出有效的判断。然而在电流层延迟和电离层延迟之间没有多大的变化, 所出现的主要影响是天顶方向。由于他们之间具有相关性, 在短基线测量中, 对此能够很好的进行消除, 在长基线测量中采取双频接收机也能很好的减少其影响。
4 多路径误差
多路径误差是指GPS信号射至其他的物体上又反射到GPS接收天线上, 对GPS信号直接射至GPS接收天线上的直接波的干扰。多路径误差的大小, 取决于反射波的强弱和用户天线抗衡反射波的能力。用户天线附设仰径板, 当仰径板半径为40 cm, 天线高于1m至2m, 可抑制多路径影响。接收机天线附近的水平面、垂直面和斜面都会使GPS信号产生镜反射。因此, 选择GPS点位时应特别注意避开这些地形地物, 采取提高天线高度和其他防止多路径误差的措施。
5 周跳
5.1 周跳和周跳的产生
周跳也被称之为失周。精密的GPS在相对定位中, 所采用的观测值都是相位观测值。相位观测值, 就是接收机本身震荡所产生的相位与接收到的卫星载波, 两者之间所形成的相位差。在实践进行测量的时候, 所测量的部分只能测到不足1周的小数。周跳产生的原因, 可以分成外部原因和接收机质量问题。在进行动态测量的时候, 由于载体在运动的过程中速度太快, 或者由于天线偏向歪斜导致信号丢失等等因素是其外部原因体现。主要是由于卫星信号在接收机电路中受到其他介质的干扰, 由此导致所接受的信号丢失, 还有就是接收机本身信号处理单元质量不合格等等是接收机质量问题, 因此在实际中需要这两个方面因素进行充分考虑, 尽量避免此问题在工作中产生。
5.2 周跳对点位坐标的影响
GPS在相位测量的时候, 观测数据如果大于10周的周跳, 那么在处理数据的时候很容易被发现, 能够将其给予取消。但是, 如果周跳小余10周, 尤其周跳是显示在1至5周的时候, 那么在处理的过程当中就很难被发现。所以, 对于坐标的精确度就会产生严重的影响。根据拉碴佩利所做出的统计, 一个周跳针对经纬度还有高程的影响为:
因此, 我们可以看出, 哪怕一颗卫星只存在一个周跳, 那么在观测中也将会产生几厘米的误差。
6 GPS测量仪器的质量检定
综合上文笔者针对GPS接收机的诸多误差进行分析, 然而我们首先需要了解的却还是所使用仪器本身的性能, 以及工作特性, 并且其在观测中所能够达到的精度水平。在使用GPS进行作业的时候, 其是主要的计划依据体现, 然而在GPS定位测量中是否能够全面有力的保障其顺利的完成项目作业, 也有着重要的作用。由此, 我们可以将其看成是, 在实践工作中针对GPS测量仪器, 首先必须要做的就是事先进行有效的检验, 倘若没有高效的检验仪器, 那么在实践作业过程当中便无法有效的完成作业, GPS也无法起到实际作用。
7 总结
综上所述, 在实践中利用GPS进行作业测量, 我们需要对其所体现出来的所有误差进行全面有效的分析, 综合考虑各方面因素对GPS所造成的负面影响。然而在实践作业中, 想要有效的满足GPS接收机的作业精度, 那么其主要的误差也便是上文所阐述出现的问题, 所以我们专业的工作人员在实践中对于产生这些问题的可能性, 应当采取有效的措施尽量的给予避免问题发生, 减少项目作业中的误差出现, 只有这样才能够更好的使用GPS进行测量, 保证其测量数据的精确性。
摘要：本文结合笔者多年实践工作经验, 针对在GPS测量过程当中所出现的主要误差源, 以及所出现的影响做出阐述。并且对GPS使用的精度控制问题也做出相关分析, 与大家共同探讨。
关键词：GPS测量,误差源,精度控制
参考文献
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[5]李津岭, 张鉴, 吴学峰.浅谈航空摄影测量法在1:10000地形图测绘中的应用[J].测绘与空间地理信息.2012 (10)
误差精度 篇11
关键词 GPS测量;全站仪测量;测量误差;精度控制
中图分类号 U412.24 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)082-0126-01
GPS测量技术因具有无需通视、精度高、可全天连续观测等优点,在公路测量中获得了广泛应用;全站仪也是公路外业测量中广泛采用的一种仪器,且方法可靠,操作简便。但是,无论采用哪种测量方法和手段,测量时都会存在测量误差,而且误差大小会直接影响到工程测绘成果的质量。所以,分析公路测量中各种误差产生的原因,提出一些切实可行的减小测量误差的方法和措施,具有重要的意义。
1 GPS测量误差成因
1.1 卫星星历误差
在采用GPS进行测量时,其卫星星历是由其地面设置的监测站跟踪GPS卫星求定获得的,由于地面监测站对GPS卫星跟踪测定误差的存在,以及GPS卫星在空中受到外力扰动等多重因素的影响,使得其测算获得的卫星轨道存在一定范围的误差。在采用GPS进行测量时,星历误差是测量误差的重要来源。
1.2 信号传播误差
1.2.1 电离层与对流层的折射影响
在大气电离层中,GPS卫星的信号在其传播过程中会产生一定程度的延迟,其传播延迟的程度与卫星和用户接收机视线方向上的电子密度有关,从而使测量结果产生一定的偏差;对流层的延迟则是电磁波信号通过大气对流层时其传播速度不同于其它大气层时的波速所引起的,通常可分为干大气分量和湿大气分量。
1.2.2 观测误差
测量采用的GPS仪器的硬件和软件对于卫星信号观测和接收时的分辨率,是观测误差的最主要原因;另外,也和接收天线的具体安置精度(包括接收天线的对中误差、整平误差、天线高度的测量误差)有关。因此,在公路实际测量中,应注意把接收天线充分整平、仔细对中。
1.2.3 接收机时钟误差
通常情况下,GPS接收机内时钟采用的石英晶体振荡器的稳定度控制在1×10-6～5×10-6的范围,如果GPS卫星上的时钟和地面接收机内的时钟同步误差达到1s时,其所引起的等效距离误差就会超过300m,而这个误差在公路测量中是不允许的。
1.2.4 接收机的位置误差
在采用GPS测量时,所有观测值都是由GPS卫星与接收机天线相位中心的距离推算获得,但是,处于接收机天线相位中心的瞬时位置会随卫星输入信号的强度和方向的变化而发生改变,导致观测时天线相位中心的瞬时位置会与初始相位中心不一致,从而造成测量误差。
1.2.5 多路径效应的影响
采用GPS进行测量时,测站周围的反射物反射回来的卫星信号(反射波)会再次进入接收机的天线,会对直接来自GPS卫星的信号(直接波)产生波的干涉,从而引起测值偏离真实值,这种由于测站周围的多路径反射信号传播引起的干涉时延效应称为多路径效应。多路径误差的影响大小,取决于反射波相对于直接波的强弱和用户接收机天线的抗衡反射波能力。实际测量中,用户的接收机天线可附设相应的仰径板,一般情况下,当附设仰径板的半径超过了50cm,接收机天线的高度超过2m后,可抑制绝大部分多路径效应的影响。
2 减少GPS测量误差的措施
采用GPS观测的一次观测距离长,对点位布设具有较大的灵活性。在实际的公路观测测量中,控制点一般选在地形较高的位置上或标高较高的稳定点位上,选择的控制点位置应尽量视角开阔。根據采用GPS进行公路测量的目的和要求,经现场实地踏勘后,应在测量范围内布设相应的测点,规划好整个GPS测量观测网。
GPS观测网在几何结构上应由一个或若干个独立观测环组成,或者也可采用附合线路的形式构成。各种不同等级的GPS观测网中闭合环或附合线路的边数应符合表1中的有关规定;各等级GPS观测网的主要技术要求还应符合表2的相应规定;相邻两测点的最小间距应不小于整个测量网线路平均距离的1/3,最大间距应不超过该平均距离的3倍。
在采用GPS进行实际观测的过程中,在GPS接收机满足观测精度要求的前提下,测量的主要误差是由于卫星星历误差、接收机天线的对中误差、多路径效应误差、周跳和观测误差引起,测量中应尽量减少其误差。
3 全站仪的测量误差及精度控制
全站型是一种兼有自动测距、测角、计算和数据自动处理、记录和传输功能的数字化及智能化的三维坐标测量系统,在公路外业测量中获得了广泛应用。现在工程测量中采用的绝大部分全站仪,都是通过采用相位法测距来提高测量精度的,而相位法测距就是通过把光强调制成连续变化的人工调制光波来进行距离测定,具有较大的技术优越性。但是,全站仪观测的系统误差总还是存在的,其误差大小还会直接影响到测量的精度。通常情况下,采用全站仪进行观测存在的系统误差主要包括:仪器的加常数误差、乘常数误差和测量周期误差。
采用全站仪进行测量时,引起观测误差的因素很多,实际观测操作时,为有效提高全站仪的测量精度,应努力做到以下几个方面:
1)将测量场地当时的大气压力和气温准确测定后再输入到全站仪中,以有效降低仪器乘常数引起的系统误差;
2)在实际测量时应尽量选择相同常数的棱镜,以减少仪器加常数产生的误差;
3)架设全站仪时应将仪器的对点充分对中。
4 结语
相对于采用全站仪进行测量,GPS测量对于控制网的布置选点灵活、布网方便,基本不受线路通视、测点距离、控制网形状的限制,特别是在地形复杂、通视困难的山区、峡谷等区域进行公路勘测时,更能突显出GPS测量的优越性;另一方面,利用GPS接收机获取观测数据及分析的过程,已基本实现了测量的自动化和智能化,观测所需的时间相对于全站仪观测也大幅减少,大大降低了测量作业的强度,观测结果的精度则主要由观测时GPS卫星的空间分布情况和信号传输时受大气的影响程度来决定。但由于个别点的选定受山区公路地形条件的限制,可能造成树木、山坡遮挡等现象影响了卫星的观测以及信号传输的质量,应通过采用全站仪进行重测。
因此,采用GPS进行公路测量时,应严格按相关要求和规定选点布网,选择最佳的时段进行观测,必要时可借助全站仪进行补测或重测,使测量结果的精度控制在允许范围内。
参考文献
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[3]徐绍铨,张华海,杨志强.等.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社,2001.
误差精度 篇12
随着科技的发展, 精准度在机械加工领域有了更加严格的要求。因此, 在整个生产过程中, 如何减少各种因素对加工精度的影响, 就成为加工前必须考虑的问题。分析机械加工存在误差的主要原因, 提出提高机械加工精度的措施。
1机械加工误差原因分析
1. 1原始误差
任何零件在加工过程中都会存在加工误差, 其来源是由于机床—夹具—工件—刀具存在误差, 我们通常把“机床—夹具—工件—刀具”构成的一个完整系统, 称为工艺系统, 它是造成零件加工误差的根源, 故称之为原始误差。对于工艺系统的原始误差来说, 除有几何误差、定位误差、调整误差、测量误差外, 还有因受力或受热变形而带来的加工误差。除此之外, 还有工件内重新调整引起的变形以及远离误差等。
1. 2机床本身的几何误差
机械加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的。因此, 工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。对工件加工精度影响较大的机床制造误差主要包括: 主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。
1) 主轴回转误差。主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。适当提高主轴及箱体的制造精度, 选用高精度的轴承, 提供主轴部件的装配精度, 对高速主轴部件进行平衡, 对滚动轴承进行预紧等措施, 均可提高机床主轴的回转精度, 从而减少加工误差。
2) 导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准, 也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面: 在水平面内的直线度; 在垂直面内的直线度; 前后导轨的平行度 ( 扭曲) 。除了导轨本身的制造误差外, 导轨的不均匀磨损和安装质量也是造成导轨误差的重要因素。
3) 传动链误差。传动链误差是指传动链始末两端传动元件之间相对运动的误差, 一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
1. 3机床所用刀具的几何误差
任何刀具在切削过程中, 都不可避免地要产生磨损, 并由此引起工件尺寸和形状的改变。
正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料, 合理地选用刀具几何参数和切削用量, 正确地刃磨刀具, 正确地采用冷却液等, 均可有效地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
1. 4定位误差
机械加工时应针对相关原件进行一定的基准定位, 须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准。
如果所选用的定位基准与设计基准不重合, 就会产生基准不重合误差, 主要是有两大类, 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。相对来说, 机械加工过程中的精度误差具有不可回避的客观性, 但应在最大可能的基础上将影响机械加工精度的误差因素控制在允许范围内, 从而提高工件加工质量。
2提高机械加工精度的措施
由于影响加工精度的因素诸多, 不易有效控制, 因此提高加工精度减小加工误差较为困难, 尤其是对单件、小批生产的企业。笔者根据多年的实践经验得到一些启示, 仅供参考。
2. 1直接减少误差法
直接减少误差方式在实际生产中应用最为广泛, 是查明产生加工误差的主要因素及进行减少或消除的方法。例如: 细长轴的车削, 由于受力和热的影响而使工件产生弯曲变形, 现采用“大进给反向切削法”而辅之以弹簧后顶尖, 可进一步消除热伸长的危害。
2. 2合理利用误差补偿措施抵消原始误差
误差补偿法, 是人为造成的一种新误差, 去抵消原来工艺系统中的原始误差。当原始误差是负值时人为的误差就取正值, 反之取负值, 并尽量使两者大小相等; 或者利用一种原始误差去抵消另一种原始误差, 也是尽量使两者大小相等, 方向相反, 从而达到减少加工误差, 提高加工精度。
2. 3分化或均化原始误差
1) 分化原始误差 ( 分组) 法: 根据误差反映规律, 将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组, 每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1 /n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置, 使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致, 以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。
2) 均化原始误差: 此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查, 从中找出它们之间的差异, 然后再进行相互修正加工或基准加工。
3结语
总之, 机械加工是当前机械工业产品生产的重要环节。零件加工过程中, 误差是不可避免的, 只有找准误差产生的具体原因, 有的放矢, 多管齐下, 才能最大限度地减少误差、提高精度, 进而提高机械加工工作的效率。
参考文献
[1]李玉平.机械加工误差的分析[J].新余高专学报, 2005 (4) .