机械加工精度误差（精选12篇）
机械加工精度误差 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.
机械加工精度误差 篇2
刀具误差主要指刀具的制造、磨损和安装误差等，刀具对加工精度的影响因刀具种类不同而定，机械加工中常用的刀具有：一般刀具、定尺寸刀具和成形刀具。
一般刀具（如普通车刀、单刃镗刀、平面铣刀等）的制造误差，对加工精度没有直接的影响。但当刀具与工件的相对位置调整好以后，在加工过程中，刀具的磨损将会影响加工误差。
定尺寸刀具（如钻头、铰刀、拉刀、槽铣刀等）的制造误差及磨损误差，均直接影响工件的加工尺寸精度。
成形刀具 (如成形车刀、成形铣刀、齿轮刀具等 )的制造和磨损误差，主要影响被加工工件的形状精度，
( 二 )夹具误差
夹具误差主要是指定位误差、夹紧误差、夹具安装误差和对刀误差以及夹具的磨损等。
( 三 )调整误差
零件加工的每一道工序中，为了获得被加工表面的形状、尺寸和位置精度，必须对机床、夹具和刀具进行调整。而采用任何调整方法及使用任何调整工具都难免带来—些原始误差，这就是调整误差。
如用试切法调整时的测量误差、进给机构的位移误差及最小极限切削厚度的影响；如用调整法调整时的定程机构的误差、样板或样件调整时的样板或样件的误差等。
机械加工精度误差 篇3
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4
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).
机械加工精度误差 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
机械加工精度误差 篇6
【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。
机械加工精度误差 篇7
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) .
机械加工精度误差 篇8
1 加工工艺和加工精度
通过合理的加工方法改变毛坯件的尺寸、形状和一定的表面质量的过程称为机械加工工艺。
机械精度是指零件加工后实际几何参数与理想几何参数的偏离的程度。通过合理的控制和降低加工误差的产生, 就可以提高产品的加工精度。
2 加工误差产生的原因
提高产品市场竞争力的法宝就是通过控制机械加工精度, 有效提高产品质量。想要得到这个法宝生产技术人员就必须想方设法找到产生加工误差的原因。笔者通过对加工误差的深入研究, 得出了误差产生的主要原因
2.1 加工原理误差
对于一些特殊工艺或者复杂复杂曲面的加工, 需要较为精准的刀具和相对应的运动紧密关联, 但事实上这个关联很难有与之相配合的加工模型原理, 不得不退而求其次选用与其相似的加工原理和轮廓刀具进行加工, 这时候不可避免的会存在误差。
2.2 机床产生的误差
机床作为机械加工中实现刀具和零件间相互运动的载体, 其组成件的精度、配合传动精度都会影响到零件的加工精度。
2.3 刀具、卡具产生的误差
作为直接参与切削的刀具在外在和内在因素的作用下不可避免的出现制造误差。而且在刀具的安装过程中也会出现安装误差, 而这些误会都会如倒影一般影射到零件上, 对零件的加工精度造成影响。定尺寸刀具在使用过程中会因为摩擦出现磨损, 从而对零件的加工精度造成影响, 但这种正常的磨损对于使用普通刀具加工的零件精度影响很小, 甚至可以忽略不计。
2.4 系统受力变形产生的误差
在加工过程中如果发生加工工艺系统相关联指标改变, 那么加工的零部件的精度就会受到一定的影响。系统的受力变形导致零件表面的误差如材料的冷作硬化、金相组织变化及残余应力等精度问题的产生
2.5 系统受热变形产生的误差
在机械加工过程中, 刀具、部件和加工表面不可避免的会产生接触摩擦, 摩擦就会产生热, 少量的热不会对系统造成太大的影响, 长时间的热积累就会导致部件变形, 破坏工件和刀具之间位置和运动关系的准确性, 最终导致误差的产生。
在零件的实际加工过程中, 不存在零误差的加工, 但是只要误差在允许的一定范围之内, 不影响零件的使用性能, 这样的加工都是被允许的。
3 提高精度的措施
3.1 加工误差的降低
通过减少原始误差或者减少原始误差的影响来提高产品加工精度在制造企业控制产品精度的途径中是较为常见的。常用的降低加工误差的方法有以下几种:
(1) 直接减少原始误差。直接减少原始误差在机械加工中比较广泛被采用。它是指在找到影响加工精度的原始误差原因后, 直接采取措施将其消除或者减弱。在车削细长轴时, 由于细长轴刚性较差极易产生弯曲变形和振动, 从而对加工精度造成很大的影响。在这种情况下, 想要消除或减少由此造成的影响, 可以采用反向切削的方法。
(2) 转移原始误差。转移原始误差就是指将系统中的原始误差转移到对加工精度没有影响或影响较小的地方。例如立轴砖塔车床的转塔刀架是要根据加工工艺的要求做转位, 这种情况下, 转位精度很难得到保障。所以在加工过程中就可以把切削基面放在垂直平面内, 这样做就可以把刀具的转位误差转移到误差不敏感的方向上, 有效的提高了车床的加工精度, 保障了产品的加工质量。
3.2 补偿原始误差
在零件的加工过程中, 零件原本正确的加工工艺和技术会因为各种因素的影响而出现不同程度的误差。而误差补偿的方法就是人为的造出一个和系统误差大小相等、方向相反的误差去抵消原有误差。从而减小加工误差, 提高零件加工精度。
随着机械行业的蓬勃发展, 对零件的精度要求也随之升高, 但是加工误差这个“拦路虎”又无法避免, 这就要求制造企业对零件的加工精度进行合理的控制, 要认真分析可能引起误差的原因, 有针对性的做好应对之策, 想要提高机械加工精度就必须从改进工艺、降低加工系统原始误差等多种途径上下手。同时, 还要深入分析研究误差产生的原因, 采取行之有效的改进措施, 有效地减少机械加工误差, 提高产品质量。最终实现对加工精度的全面控制, 大幅度提高装备制造业的整体水平。
摘要：在机械加工过程中, 误差是不可避免的, 在未来的机械加工领域棘手又必须正视的问题就是怎样减少或者消除加工误差, 有效提高机械零件的加工精度。本文将从产品加工工艺等多角度分析生产过程中产生误差的原因, 并就该怎样提高机械加工精度做了深层次的探究。
关键词：精工精度,加工误差,原因,措施
参考文献
[1]夏玉华.关于典型工件加工定位误差的计算结果比较[J].安徽冶金科技职业学院学报, 2014 (01) .
[2]马吉峰.影响机械加工精度的主要因素探究[J].科技创新与应用, 2014 (04) .
[3]郭艳玲, 李彦蓉.机械制造工艺学[M].北京:北京大学出版社, 2008.
机械加工精度误差 篇9
目前, 国内众多行业正在使用的大型加工机床一般分为普通型和精密数控型两类。机床在长期运行中容易出现加工误差, 导致工件精度降低。误差出现的原因是多方面的, 通过研究能够明确, 普通型机床容易出现的加工误差主要来自于机床自身硬件工艺误差, 而精密数控型误差的主要起因除自身硬件制造精度较低外, 多与数控机床的独特性结构有关。
1 普通型机床加工误差
普通型机床加工误差主要包括机床主轴误差、机床导轨误差和元件间传动链误差三种。
1.1 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。
图1所示的图形即为机床主轴回转误差的基本形式, 图中的δd即回转相对误差。
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引发大面积磨损, 轴径变细, 开始与轴承之间出现较大的间隙, 主轴在间隙内工作时出现明显跳动。
1.2 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。
图2所示为代表性卧式机床导轨的直线度误差, 其中Δ1和Δ2分别表示在水平方向xy面和垂直方向zx面形成的直线度误差。Δ1作用于加工精度的影响效果较大, 能够直观地呈现在工件表面的法线方向;Δ2的出现往往易引发工件的形状和规格尺寸误差。当然, Δ1和Δ2比较之下, Δ2对加工精度的影响较小。
1.3 元件间传动链误差
元件间传动链误差是由传动链在驱动行驶下存在于传动链头尾两端元件之间的相对位移误差, 一般使用传动链尾端的元件转角误差值作为衡量参数。传动链误差的出现, 主要原因可能是传动链首末端的各部件制造工艺及安装偏差, 同时各部件在工作中的使用损耗也会引发传动链误差。
2 精密数控型机床加工误差
2.1 机床定位精度误差
数控机床的控制系统可以对机床中的各部件所在的坐标点进行相应的位置标记, 通过对运动中这些点的控制, 实时定位机床加工的进度和精度。定位精度误差所指的正是数控机床在定位时不能准确判断和标定各部件实际所在的坐标点, 而存在的与理论设计值之间的偏差。诱因可能是数控系统自身程序设计缺陷、机械传动装置磨损偏差、系统中出现的计算插补误差、目标跟踪误差等。
2.2 机床元器件反馈误差
精密数控机床拥有由连续反馈元器件构成的检测反馈装置。这些装置一般会被安装于机床操作台或应力杠上, 工作时只需要将操作台的直线方向或成角方向的位移变量转换为可传输的电流信号, 数控中心就能分析出当前的位移量与理论指令之间的误差。一旦存在误差被检测出, 则操作台会在数控系统的控制下向着误差减少的方向移动, 直至误差消除。机床元器件反馈误差诱因一般包括装置制造工艺误差、零部件变形等方面。
3 提高机床加工精度的具体改进策略
3.1 提高普通型机床加工精度的策略
3.1.1 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。
(5) 提高主轴回转精度。可利用液体或气体等介质灌注的静压轴承, 这样能够对主轴轴颈的形状误差调节起到均化作用。
3.1.2 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。
(5) 积极利用液态油或空气的压力均化作用, 选择静压导轨, 提高工作台的直线方向驱动精度, 并保持长期的精度稳态。
3.1.3 消除元件间传动链误差
(1) 考虑提升传动链的传动精度, 减少链两端的传动元件个数, 控制传动链长度。
(2) 可以考虑将已有传动链更换为降速传动链。
(3) 可以采用误差补偿法。
(4) 提高传动链末端的传动元件制造工艺和安装质量。
3.2 提高精密数控型机床加工精度的策略
3.2.1 消除机床定位精度误差
机床定位精度的调节离不开伺服系统特性、进给系统间隙与刚性以及摩擦特性等因素的影响。一般情况下, 应确保系统响应时间正常, 数据交换灵敏可靠。
3.2.2 消除机床元器件反馈误差
(1) 机械式补偿:传统的做法是采用机械式补偿, 通过机械装置的外挂和内嵌搭接, 使得系统的控制能力提升。但这无疑也增加了更多的连接点, 需要投入大量资金来进行硬件改造, 不利于反馈因素的控制。
(2) 软件补偿:软件补偿技术主要是应用数控系统的补偿控制单元, 结合相配套的软件, 以实现误差的补偿。其原理是通过对点的坐标数值进行修改来补偿误差等。
4 结语
机床加工中影响零件加工精度的实际因素还有很多。机床加工误差在工业活动中是无法完全消除的, 只有积极分析误差产生的原因, 加以思考, 找出合理的解决方法, 才能采取相应的预防措施, 减少加工误差, 提高机床加工精度。
参考文献
机械加工精度误差 篇10
关键词：整体叶轮,对刀误差,电解加工,精确度,阴极
1 对刀过程及对刀误差
什么是对刀误差?这是指在对刀过程中所产生的误差。一般我们用三个平动误差和三个转动误差进行专业描述。下面, 笔者将简单的讲述一下对刀的过程, 具体如图1所示。
首先我们要将阴极安装到机床的摆动轴上, 沿着底部沿底面ab和ad方向找到平阴极底面, 并对阴极地板定义为ΔθT。由于ab方向上的阴极底板与工作台不平行, 因而引起了对刀误差。第二步, 我们要讲对刀的样板放到回转工作台上, 同时, 调整好阴极的位置, 使阴级左半边的刀刃和样板AB面之间的间隙打法哦SL, 除此之外, 还要求阴极顶刃和样板BC面之间的空隙为ST。我们在阴极B点出测量了ST和SL的对刀误差值, 对他们分别定义为ΔT和ΔL, 同时将阴极左半边的刀刃与样板AB面不平行造成的对刀误差定义为ΔθZ。最后一步, 去掉对刀样板, 装上叶轮坯件。调整好阴极的高度, 从而使阴极的地板到工件最上面的间隙达到我们的要求, 即SZ值, 这样我们就完成了一次对刀。
2 对刀误差对加工精度的影响
我们通常以列表的曲线面表示整体叶轮叶面型面, 这就是说, 我们需要有在Y=Yi (i=1~n) 截面内进行的叶盆和叶背面上的数据, 又因为我们通常按照叶片型面来给这些固定的型值点的加工误差做以评定, 所以我们可以将型值点的误差计为Y=Yi平面和Z=Zj平面。
(1) ΔL、ΔT和ΔθZ对ΔXi, j的影响。当我们不再考虑ΔθL、ΔθT和ΔZ这三者的影响时, 令ΔθL=ΔθT=ΔZ=0, 则表示阴极底面平行于叶轮端面, 所以我们只需在Z截面内分析两者之间的相互关系即可, 具体的情况如图2所示。极左的刃边位于A′j B′j, 该界面的理论型线在叶盆面上, 即Aj Bj。而加工后的实际型线则为A″j B″j。
根据图中的几何关系, 我们可以推导出以下三个的式子。
(2) ΔZ和ΔθT对ΔXi, j的影响。由于ΔZ和ΔθT的存在, 阴极左边刀刃上的E′j点会将按照我们以前设定好的的轨迹2做展成运动, 轨迹1的设定在这里是不成功的结果, 因而无法做展成运动。正是由于这样的结构产生, 加工后的型线和我们预计的理论型线出现了一定的偏差。具体的运动轨迹如图3所示, 我们可以看到Ej Dj与Dj Fj之间的夹角为γi, j。
3 数控加工对刀误差对加工精度的影响
通过上述我们对ΔL、ΔT和ΔθZ对ΔXi, j和ΔZ和ΔθT对ΔXi, 这两组数据多方面的分析, 在结合计算的基础上, 我们得出一些可靠的结论。即在进行数控加工的时候, 我们可以采用直线刀刃的工具进行。同时, 我们知道ΔL、ΔT、ΔZ、ΔθL、ΔθT和ΔθZ这六项数值对刀误差对加工精度的影响是有所差异的。
4 结束语
本文是以对刀误差模型为基础进行研究的, 进一步的分析让我们认识到对刀误差对加工精度的影响, 探讨了由于零件形状的不同, 对刀误差也有不同的结果。同时, 对刀的高度不同, 也会影响零件加工上出现失误。加工失误的误差也会随着对刀高度误差的增加而出现向上浮动的结果。面对对刀误差对加工精度的影响这一问题, 我们应该采用科学的态度去面对, 遇到现实问题时应该具体问题, 具体分析, 从而选择最合适的解决方案。
参考文献
[1]康敏, 朱永伟.数控展成电解加工对刀误差对加工精度的影响[J].制造技术与机床, 2011 (11) .
[2]周旭光.数控车削对刀高度误差对加工精度的影响[DB].http://www.zytxs.com
机械加工精度误差 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
[1]张锐.公路控制测量中误差来源及分析[J].淮北职业技术学院学,2009,8.
[2]李毓麟.等.在长距离GPS相对定位中的失周处理[M].北京:测绘出版社,1996.
[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.
机械加工精度误差 篇12
1 数控机床加工误差补偿的概念
随着许多工件加工精度要求的提高, 单纯依据机床零部件质量、控制生产环境、控制机床使用条件和减低发热量等措施来防止误差的产生, 这些措施在技术上和经济上都变得越来越难以接受, 而误差补偿正是可以摆脱这种困境的有效措施。
误差补偿是通过对机床各种误差进行检定或者分析其误差的成因, 然后根据检定误差的模型和检定结果来对机床的坐标轴进行适当的修整, 从而提高机床的加工精度。误差补偿技术的发展还改变了精密零件只有精密机床才能加工的传统观念, 使数控机床的加工精度不再受限于机床本身的精度。误差补偿的思想是认为制造新的误差去抵消或者减少当前存在的误差, 通过分析统计原误差的规律特点, 去制造出和原误差大小相等和方向相反的新误差, 从而降低机床加工误差, 提高机床零件加工的精度。
2 数控机床加工的误差分类
在数控机床加工中, 零件的加工精工精度主要由切削刀刃和加工零件之间相对位置的准确度决定的。如果在加工过程中机床和夹具工艺系统的环节偏离了它们的正确位置, 就会产生加工误差, 根据误差产生的来源、条件以及性质的不同, 我们可以将机床加工误差分成许多类: (1) 根据误差来源可以将机床加工误差分:为几何误差、热误差、力误差、控制误差、检测误差、随机误差; (2) 根据误差与机床加工系统的关系可以分为:内部误差和外部误差; (3) 根据误差产生的条件可以分为:静态误差、准静态误差、和动态误差。
3 数控机床加工的误差补偿方法
目前, 对于提高数控机床加工精度有两种方法, 一是误差防止法, 二是误差补偿法。误差防治法是通过分析形成误差的原因, 从设计和制造途径方面排除误差源, 但单纯依靠误差预防法来提高数控机床的加工精度是非常困难的, 这是由于机床的结构比较复杂, 电气零部件和机械非常很多, 任何一个零部件的误差都会是机床最终加工误差的成因, 要采用误差防止发来控制误差的话, 就需要对每个零部件的误差都进行严格控制, 而要做到对每个零部件的控制是很困难的, 即是能做到也是很不经济的, 需要投入大量的人力财力。而同时, 由于外界的加工环境和条件都是在不断变化而且很难预测的, 环境条件的变化也造成机床加工的误差, 这是无法预防预测的。所以单纯采用误差补偿的方法来提高数控机床的加工精度并不能取得很好的效果。误差补偿法是通过对误差的分析检测, 对加工零件在加工过程进行软件或者硬件上的修正, 从而减低加工误差, 提高技工精度, 这种控制机床加工误差的方法比较灵活通用。
误差补偿法分为预先标定误差补偿法和主动误差补偿法两类:预先标定误差补偿法又包括硬件误差补偿和软件误差补偿, 其中以软件误差补偿较为实用, 包括建立误差模型、测量原始误差参数以及辨识补偿误差三个阶段。误差建模———检测———补偿, 这是误差补偿一般采用的方法。数控机床在对零件进行加工的时候, 是通过各个数控伺服轴的运动来合成刀刃的加工轨迹, 所以如果可以测出机床加工中刀刃轨迹的误差适矢量, 并把这个误差矢量分解成各个运动轴的粉适量, 然后再驱动轴执行加工指令的时候采用相反方向的误差分矢量来多执行分矢量数字的指令, 这样就能达到补偿机床加工误差的目的。
数控机床的误差补偿方法可以按其补偿原理分为比误差分离法、误差鉴定法、平均法、闭环法、误差预测法等。数控机床的误差补偿类型又可按其特征来分为实时与非实时误差补偿、静态补偿与动态补偿、软件补偿与硬件补偿这三种类型。
3.1 实时非实时误差补偿。
在非实时的误差补偿中, 对数控机床的误差检测以及其加工精度的补偿是分离的。通常说来, 非实时误差补偿只可以对数控机床的系统误差部分进行补偿。而实时误差补偿则可不但可以补偿机床的系统误差, 还可以补偿很大部分的随机误差。对于机床加工的静态误差, 普遍都采用非实时的误差补偿技术, 而实时误差则总是引用于热变形误差。实时误差补偿和非实时误差补偿两者的成本相比, 实时误差补偿的成本比较高, 所以在制造高精度零件的时候才采用实时误差补偿技术, 而非实时误差的成本则相对较低, 适用于对加工精度要求没那么高的零件加工。另外由于在数控机床的加工过正中, 加工误差值是动态变化的, 补偿也有时间上的滞后性, 所以实时误差补偿并不能够补偿到全部的误差。
3.2 静态补偿与动态补偿。
数控机床加工误差的静态补偿法, 是只在对加工零件进行加工时、预先设定好补偿量或者补偿参数, 因而它只能按照预设的固定值来对加工误差进行补偿, 而不可以根据实际情况来改变加工补偿量或者补偿参数。精通补偿法只能对系统误差进行补偿, 对于随机误差则无法实现补偿的目的。而动态误差补偿则是指在加工时可以根据机床的加工条件和环境状况以及空间位置的变化来对补偿量或者补偿参数进行跟踪并且调整。动态补偿是一种反馈补偿, 它可以补偿机床加工的系统误差, 亦可以补偿集合误差、切削载荷误差以及热误差等随机误差, 具有比较好的误差补偿效果, 是最理想的误差补偿方法, 但是需要较高的成本和技术水平。
3.3 软件补偿与硬件补偿。
数控机床的加工误差补偿都是通过改变切削刀刃和加工零件的相对位置来实现的, 对此, 硬件补偿法则是通过采用机械的方法来改变加工刀刃和加工零件的相对位置, 这种机械的方法和通过利用微机的软件补偿法相比起来就显得比较笨拙, 要改变补偿量就需重新调整, 非常不方便, 同时, 硬件补偿法对于局部的短周期误差无法进行补偿。而软件补偿通过微机来执行数控机床加工的指令代码或者修改数控机床的加工代码, 来实现加工误差的补偿, 从而使切削刀具和加工零件之间可以实现准确的相对定位。软件补偿发是数控机床特有的一种误差补偿方法, 而对于一般的机床则无法采用, 它克服了硬件补偿的缺点、并逐渐取代了硬件补偿法, 这是发展的必然趋势。
摘要：数控机床作为先进制造业的基础设备, 其主要应用于汽车、船舶、飞机等工业领域, 或者一些如现代医药产业、为电子元件和数字通讯技术等新兴的高科技项目。为此, 对于数控机床的精读要求也越来越高。
关键词：数控机床,提高精度,补偿方法
参考文献
[1]邓晓京.数控机床运动误差检测与仿真[M].西安:西北工业大学, 2006.
【机械加工精度误差】推荐阅读：
加工误差机械加工10-01
机械加工精度提高探析06-06
机械加工精度的提高09-06
工艺与误差机械加工09-09
机械加工中精度的控制08-18
机械加工工艺与误差论文09-10
加工误差09-27
经济加工精度05-25
螺纹加工精度09-16
加工误差分析10-18