Độ chính xác gia công đề cập đến mức độ phù hợp giữa các thông số hình học thực tế (kích thước, hình dạng và vị trí) của các bộ phận sau khi gia công và các thông số hình học lý tưởng. Trong gia công cơ khí, sai sót là điều không thể tránh khỏi nhưng sai số phải nằm trong phạm vi cho phép. Thông qua phân tích lỗi, có thể nắm vững các quy luật cơ bản về những thay đổi của nó để có thể thực hiện các biện pháp tương ứng nhằm giảm lỗi gia công và cải thiện độ chính xác gia công.
1. Nguyên nhân chính gây ra sai sót trong gia công cơ khí
1. Lỗi quay trục chính. Lỗi quay trục chính đề cập đến mức độ thay đổi của trục quay thực tế của trục chính tại mỗi thời điểm so với trục quay trung bình của nó. Các nguyên nhân chính gây ra lỗi quay hướng tâm trục chính là: lỗi đồng trục của một số phần của cổ trục chính, các lỗi khác nhau của bản thân ổ trục, lỗi đồng trục giữa các ổ trục, độ lệch trục chính, v.v.
2. Lỗi ray dẫn hướng. Đường ray dẫn hướng là điểm chuẩn để xác định mối quan hệ vị trí tương đối của từng bộ phận máy công cụ trên máy công cụ và nó cũng là điểm chuẩn cho chuyển động của máy công cụ. Chất lượng lắp đặt và mài mòn không đồng đều của ray dẫn hướng cũng là những yếu tố quan trọng gây ra lỗi ray dẫn hướng.
3. Lỗi xích truyền. Lỗi truyền động của chuỗi truyền động là lỗi chuyển động tương đối giữa các phần tử truyền động ở đầu đầu và đầu cuối của chuỗi truyền động được kết nối bên trong. Lỗi truyền động xảy ra do lỗi chế tạo, lắp ráp của từng bộ phận trong xích truyền động và do hao mòn trong quá trình sử dụng.
4. Lỗi hình học của dụng cụ. Bất kỳ dụng cụ nào chắc chắn sẽ bị hao mòn trong quá trình cắt, điều này sẽ gây ra những thay đổi về kích thước và hình dạng của phôi.
5. Lỗi định vị. Một là lỗi sai lệch mốc thời gian. Mốc dùng để xác định kích thước và vị trí của một bề mặt nhất định trên bản vẽ bộ phận được gọi là mốc thiết kế. Mốc được sử dụng để xác định kích thước và vị trí của bề mặt được xử lý sau khi xử lý trong bản vẽ quy trình được gọi là mốc quy trình. Khi xử lý phôi trên máy công cụ, cần chọn một số phần tử hình học trên phôi làm mốc định vị trong quá trình xử lý. Nếu mốc định vị đã chọn không trùng với mốc thiết kế thì sẽ xảy ra lỗi lệch chuẩn. Thứ hai là lỗi sản xuất cặp định vị không chính xác.
6. Lỗi do biến dạng của hệ thống xử lý dưới tác dụng của lực. Một là độ cứng của phôi. Nếu độ cứng của phôi trong hệ thống xử lý tương đối thấp so với máy công cụ, dụng cụ và đồ gá, thì biến dạng của phôi do không đủ độ cứng dưới tác động của lực cắt sẽ có tác động lớn hơn đến độ chính xác gia công. Thứ hai là độ cứng của dụng cụ. Độ cứng của dụng cụ tiện hình trụ bên ngoài theo hướng bình thường của bề mặt gia công là rất lớn và có thể bỏ qua biến dạng của nó. Khi khoan một lỗ bên trong có đường kính nhỏ hơn, độ cứng của thanh công cụ rất kém và biến dạng của thanh công cụ dưới ứng suất có ảnh hưởng lớn đến độ chính xác gia công lỗ. Thứ ba là độ cứng của các bộ phận máy công cụ. Các bộ phận của máy công cụ bao gồm nhiều bộ phận. Cho đến nay vẫn chưa có phương pháp tính toán đơn giản phù hợp cho độ cứng của các bộ phận máy công cụ. Hiện nay, độ cứng của các bộ phận máy công cụ chủ yếu được xác định bằng phương pháp thực nghiệm.
7. Lỗi do biến dạng nhiệt của hệ thống xử lý. Biến dạng nhiệt của hệ thống xử lý có tác động tương đối lớn đến độ chính xác gia công, đặc biệt là trong gia công chính xác và gia công quy mô lớn-. Sai số gia công do biến dạng nhiệt đôi khi có thể chiếm tới 50% tổng sai số của phôi.
8. Lỗi điều chỉnh. Trong mỗi quy trình gia công cơ khí, hệ thống quy trình luôn phải được điều chỉnh theo cách này hay cách khác. Vì việc điều chỉnh không thể chính xác tuyệt đối nên sẽ phát sinh lỗi điều chỉnh. Trong hệ thống xử lý, độ chính xác vị trí tương đối của phôi và dụng cụ trên máy công cụ được đảm bảo bằng cách điều chỉnh máy công cụ, dụng cụ, đồ gá hoặc phôi. Khi độ chính xác ban đầu của máy công cụ, dụng cụ, đồ gá và phôi phôi đáp ứng các yêu cầu của quy trình mà không xem xét các yếu tố động, thì ảnh hưởng của sai số điều chỉnh đóng vai trò quyết định đến độ chính xác của quy trình.
9. Lỗi đo lường. Khi đo các bộ phận trong hoặc sau khi gia công, độ chính xác của phép đo bị ảnh hưởng trực tiếp bởi phương pháp đo, độ chính xác của dụng cụ đo, phôi và các yếu tố chủ quan và khách quan.
2. Các biện pháp xử lý để cải thiện độ chính xác xử lý
Các phương pháp để đảm bảo và cải thiện độ chính xác của quá trình xử lý có thể được tóm tắt đại khái như sau:
1. Giảm lỗi gốc
Cải thiện độ chính xác hình học của máy công cụ được sử dụng để xử lý bộ phận, cải thiện độ chính xác của đồ đạc, dụng cụ đo và bản thân dụng cụ, kiểm soát lực, biến dạng nhiệt, mài mòn dụng cụ, biến dạng do ứng suất bên trong và lỗi đo lường của hệ thống xử lý đều trực tiếp làm giảm các lỗi ban đầu. Để nâng cao độ chính xác gia công, cần phân tích các lỗi gốc khác nhau gây ra lỗi gia công và thực hiện các biện pháp khác nhau để giải quyết các lỗi gốc chính gây ra lỗi gia công tùy theo các tình huống khác nhau. Để gia công các bộ phận chính xác, độ chính xác hình học, độ cứng và khả năng kiểm soát biến dạng nhiệt gia công của các máy công cụ chính xác được sử dụng phải được cải thiện càng nhiều càng tốt; đối với việc gia công các bộ phận có bề mặt định hình, chủ yếu là làm thế nào để giảm sai số hình dạng của dụng cụ tạo hình và lỗi lắp đặt dụng cụ. Phương pháp này là phương pháp cơ bản được sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Nó cố gắng loại bỏ hoặc giảm thiểu các yếu tố này sau khi tìm ra các yếu tố chính gây ra lỗi gia công. Ví dụ: việc tiện các trục mảnh hiện áp dụng phương pháp tiện ngược cắt-lớn, về cơ bản loại bỏ biến dạng uốn do lực cắt dọc trục gây ra. Nếu được bổ sung thêm đầu lò xo, ảnh hưởng của độ giãn dài do nhiệt gây ra bởi biến dạng nhiệt có thể được loại bỏ hơn nữa.
2. Bồi thường lỗi ban đầu Phương pháp bù lỗi là tạo ra một lỗi mới một cách giả tạo để bù đắp lỗi ban đầu trong hệ thống xử lý ban đầu. Khi lỗi ban đầu là âm, lỗi nhân tạo sẽ nhận giá trị dương, nếu không, nó sẽ nhận giá trị âm và cố gắng làm cho hai giá trị đó có kích thước bằng nhau; hoặc sử dụng một lỗi ban đầu để bù đắp một lỗi ban đầu khác, đồng thời cố gắng làm cho hai lỗi này có kích thước bằng nhau và ngược chiều nhau để đạt được mục đích giảm lỗi gia công và cải thiện độ chính xác gia công.
3. Truyền sai số ban đầu Phương pháp truyền sai số về cơ bản là truyền sai số hình học, biến dạng lực và biến dạng nhiệt của hệ thống xử lý. Có rất nhiều ví dụ về phương pháp chuyển lỗi. Ví dụ, khi độ chính xác của máy công cụ không đáp ứng yêu cầu xử lý bộ phận, người ta thường không cải thiện độ chính xác của máy công cụ một cách mù quáng mà phải tìm cách tạo điều kiện từ quy trình hoặc đồ gá để chuyển sai số hình học của máy công cụ sang khía cạnh không ảnh hưởng đến độ chính xác gia công. Ví dụ, việc mài lỗ côn của trục chính để đảm bảo độ đồng trục của nó với cổ trục không được đảm bảo bởi độ chính xác quay của trục chính của máy công cụ mà bằng đồ gá. Sau khi trục chính máy công cụ và phôi được kết nối bằng kết nối nổi, lỗi ban đầu của trục chính máy công cụ sẽ được chuyển.
4. Trung bình lỗi ban đầu Trong quá trình xử lý, do tồn tại phôi hoặc lỗi quy trình trước đó, lỗi xử lý của quy trình này thường gây ra hoặc do thay đổi đặc tính vật liệu phôi hoặc do thay đổi quy trình của quy trình trước đó (chẳng hạn như quá trình cắt ban đầu bị hủy sau khi phôi được tinh chế), lỗi ban đầu thay đổi rất nhiều. Để giải quyết vấn đề này, tốt nhất nên sử dụng phương pháp điều chỉnh sai số trung bình theo nhóm. Bản chất của phương pháp này là chia lỗi ban đầu thành n nhóm theo kích thước của nó và phạm vi lỗi của mỗi nhóm khoảng trống được giảm xuống còn 1/n so với bản gốc, sau đó điều chỉnh quá trình xử lý theo từng nhóm.
5. Đồng nhất lỗi ban đầu. Đối với các trục và lỗ yêu cầu độ chính xác khớp cao thường sử dụng công nghệ mài. Bản thân dụng cụ mài không yêu cầu độ chính xác cao nhưng nó có thể thực hiện việc cắt vi mô-trên phôi trong quá trình chuyển động tương đối với phôi và các điểm cao dần dần được mài đi (tất nhiên, khuôn cũng được phôi mài đi) và cuối cùng phôi đạt độ chính xác rất cao. Quá trình ma sát và mài mòn giữa các bề mặt này là quá trình liên tục giảm sai số, đó là phương pháp lấy trung bình sai số. Bản chất của nó là so sánh các bề mặt có liên quan chặt chẽ với nhau, kiểm tra lẫn nhau để tìm ra sự khác biệt so với so sánh, sau đó thực hiện các hiệu chỉnh lẫn nhau hoặc sử dụng lẫn nhau làm xử lý tham chiếu, để các lỗi của bề mặt được xử lý của phôi liên tục giảm và tính trung bình. Trong sản xuất, nhiều bộ phận tham chiếu chính xác (chẳng hạn như tấm phẳng, thước kẻ, v.v.) được xử lý bằng phương pháp lấy trung bình sai số.
6. Phương pháp xử lý tại chỗ Trong quá trình xử lý và lắp ráp, một số vấn đề về độ chính xác liên quan đến mối quan hệ giữa các bộ phận hoặc thành phần khá phức tạp. Nếu độ chính xác của các bộ phận và bộ phận được cải thiện một cách mù quáng, điều đó đôi khi không chỉ khó mà thậm chí là không thể. Nếu áp dụng phương pháp-xử lý tại chỗ (còn được gọi là phương pháp-tự xử lý và sửa chữa), thì việc giải quyết các vấn đề có vẻ rất khó khăn về độ chính xác có thể sẽ rất thuận tiện. Gia công tại chỗ thường được sử dụng trong gia công các bộ phận cơ khí như một biện pháp hiệu quả để đảm bảo độ chính xác của việc xử lý các bộ phận.
