作者：鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系 朱洪海 3?|gBi
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機(jī)械制造工藝學(xué)方面的論著，在介紹提高機(jī)械加工精度的各種措施中，一般均簡要介紹誤差補(bǔ)償法，但都是對工藝系統(tǒng)中單項(xiàng)原始誤差的補(bǔ)償，而且只介紹大小相等、方向相反的簡單補(bǔ)償，并未提到對工藝系統(tǒng)累積誤差的綜合補(bǔ)償，今特撰文加以介紹。 Cw
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1 工藝系統(tǒng)累積誤差 <qZ"W6&&  
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首先舉幾個(gè)工程實(shí)例： +<&\*VR  
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例1 某發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司連桿上的螺紋孔在鉆孔攻絲之前的各工序都是合格的，本工序的機(jī)床、夾具、刀具的精度也都合格，但加工出來的螺紋孔對連桿大頭分開面的垂直度合格率不足40%。 8\c=Un  
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例2 加工發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體主軸孔與凸輪軸孔的一臺精鏜專機(jī)，在機(jī)修分廠大修后檢驗(yàn)其工作精度合格，但到機(jī)體生產(chǎn)線上加工出來的機(jī)體孔系的坐標(biāo)尺寸、對基準(zhǔn)面的平行度、對缸套孔的垂直度均有超差，找不到明確原因。 SR>Sq2cW0  
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例3 按曲軸圖樣精度要求設(shè)計(jì)制造的一臺數(shù)控鍵槽銑床，檢查其主軸、導(dǎo)軌和工作臺的工作精度均合格，檢查夾具的精度也合格，但試切削后工件上鍵槽的對稱度和平行度不合格。 ,])@?TJb@  
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怎樣解釋上述現(xiàn)象呢？在機(jī)床、夾具、工件、刀具組成的工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的因素很復(fù)雜，如切削力、重力、慣性力，機(jī)床及夾具的制造誤差，刀具、工件的安裝誤差，機(jī)床的溫升，切削熱，運(yùn)動(dòng)副的間隙，結(jié)構(gòu)剛度，工件應(yīng)力等，都會(huì)帶來誤差而影響加工精度。有時(shí)會(huì)遇到這種現(xiàn)象：機(jī)床、夾具、刀具的精度分別都是合格的，操作也符合規(guī)范，但加工出來的零件超出了公差范圍，恰如以上三例所述。這就是工藝系統(tǒng)累積誤差在作崇，這時(shí)候要找出超差的原因往往是很困難的，有的甚至成為行業(yè)內(nèi)多年解決不了的難題，成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的攔路虎。 bm1+|gssn  
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筆者親歷了以上三個(gè)典型事例，均采用工藝系統(tǒng)誤差綜合補(bǔ)償原理得到了順利突破。 !1<x@%  
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2 工藝系統(tǒng)誤差綜合補(bǔ)償原理 G#V5E)Dx  

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1) 本原理的含義和方法 7kpCBLM(}  
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解決上述問題，人們往往受思維定勢的影響，認(rèn)為機(jī)床、夾具、刀具的制造精度不高，不能滿足工藝需要，從而去提高它們的制造精度。但這是事倍功半的下策，效果有限。上述例2就曾經(jīng)為提高這臺精鏜專機(jī)的大修精度而一修再修，結(jié)果也未能奏效。 /_~b~3{u  
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采用工藝系統(tǒng)誤差綜合補(bǔ)償原理，不管工藝系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，不管它有多少個(gè)原始誤差，只關(guān)心最后結(jié)果，只針對累積誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償。 it!i'lG  
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工藝系統(tǒng)誤差綜合補(bǔ)償原理，不是試湊瞎碰，而是根據(jù)已加工零件的正確測量結(jié)果，確定工藝系統(tǒng)累積誤差的大小、正負(fù)和方位，然后按照工藝系統(tǒng)各組成單元及其零部件的功能關(guān)系和結(jié)構(gòu)比例，分析計(jì)算出綜合補(bǔ)償值的大小、位置和載體(工藝系統(tǒng)中設(shè)置綜合補(bǔ)償誤差的那個(gè)構(gòu)件)，對整個(gè)工藝系統(tǒng)的累積誤差進(jìn)行補(bǔ)償，從而準(zhǔn)確有效地提高零件的加工精度。 .XM3oIaW  
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2) 本原理的應(yīng)用 ?#]K54?  
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解決例1連桿螺紋孔的垂直度，是返回到幾道工序之前的精銑連桿分開面工序的夾具定位面上，設(shè)置一個(gè)預(yù)補(bǔ)償誤差，使得分開面與連桿端平面構(gòu)成一個(gè)選定方位的垂直度誤差，作為鉆攻螺紋工序的綜合補(bǔ)償值。質(zhì)量管理跟蹤表明，螺紋孔垂直度合格率穩(wěn)定達(dá)到100%。 ]*a)'k_@[  
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針對例2，是將機(jī)體鏜夾具上對工件定位用的四個(gè)定位塊做成不一樣高，進(jìn)行綜合補(bǔ)償(下文詳述)。  01I5,Dm  
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例(2)是在夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)(V形塊的對稱中心平面)和機(jī)床工作臺之間設(shè)置一個(gè)角度誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償，取得了滿意效果。 SxXh N  
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3) 本原理的理論依據(jù) %Fb"&F^7  
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以例2為代表進(jìn)行分析，一面兩銷是箱體類零件典型的定位方案，一般總是希望夾具上對工件的定位面的平面度誤差越小越好。為了這個(gè)目的，通常先將多個(gè)定位塊(支承板)裝配到夾具體上，然后在平面磨床上統(tǒng)一磨平。但例2采用逆向思維作了創(chuàng)新，把本來磨平一致的四個(gè)定位塊拆下來，有的修磨矮一點(diǎn)，有的重新制造加高了一點(diǎn)，有的保持原高度，使得組成定位面的四個(gè)定位塊有高有矮。驀然一聽，似乎很荒唐，不能讓人接受，而且擔(dān)心工件在定位夾緊后會(huì)產(chǎn)生新的變形誤差。其實(shí)，只要把這些定位塊的微小高度差別，看成是一個(gè)大平面的平面度誤差，就不足為怪了！ G-oCA1UdN  
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機(jī)床、夾具的精度高不高，位置正不正，對工件精度來說都是間接的，是過程中的問題；最終直接影響工件精度的，卻是刀具和工件之間的相對運(yùn)動(dòng)軌跡。最后加工出來的工件如果超差了，說明這個(gè)相對運(yùn)動(dòng)軌跡偏差大了，應(yīng)予以補(bǔ)償糾正。例2設(shè)置了不等高的定位塊，這時(shí)候孤立檢查夾具這個(gè)單元，甚至是不符合原夾具設(shè)計(jì)要求的，但恰恰綜合補(bǔ)償了整個(gè)工藝系統(tǒng)的累積誤差，糾正了刀具和工件的相對運(yùn)動(dòng)軌跡偏差。 ><iE