芻議影響機(jī)械加工中產(chǎn)品質(zhì)量因素及控制措施

金秀坤

(廣西玉柴機(jī)器股份有限公司，廣西 玉林 537005)

機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能和操控度。而影響機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的因素包括零件的加工質(zhì)量和產(chǎn)品裝配時(shí)的質(zhì)量。其中最為關(guān)鍵的原因是零部件的加工質(zhì)量。然而，對(duì)產(chǎn)品零件的加工精度和幾何誤差的研究，成為最主要的部分。這就需要我們對(duì)機(jī)械的加工精度和機(jī)床的幾何誤差有所了解。

一 機(jī)械加工產(chǎn)品零件的加工精度

所謂的加工精度就是工件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀、位置)達(dá)到設(shè)計(jì)的幾何參數(shù)。也就是實(shí)際的尺寸要屬于平均尺寸，不能有太大誤差;實(shí)際的形狀要符合絕對(duì)的真實(shí)形狀，如圓、柱、平面、錐面等。而位置就是我們通常所說(shuō)的平行或者垂直之類(lèi)的要達(dá)到基本標(biāo)準(zhǔn)。這其中實(shí)際值和理想值之間的差距就形成了加工誤差。

加工精度主要包括三方面：(1)尺寸精度。就是所加工的產(chǎn)品表面與要求的標(biāo)準(zhǔn)之間的誤差在規(guī)定的范圍之內(nèi)。尺寸精度的合格也就是機(jī)械加工產(chǎn)品的實(shí)際尺寸達(dá)到了所期望的尺寸。(2)形狀精度。幾何形狀精度是規(guī)范所加工產(chǎn)品的具體行狀的。如是否符合圓或圓柱的標(biāo)準(zhǔn)。(3)位置的精度。實(shí)際產(chǎn)品必須達(dá)到期望基準(zhǔn)的位置誤差。比如，平行度、垂直度的標(biāo)準(zhǔn)。

一般情況下，在相同的條件下，成批量所生產(chǎn)出來(lái)的零件，在尺寸、形狀、位置上都不會(huì)完全達(dá)到期望的基準(zhǔn)值，多少都會(huì)有些誤差。加工誤差存在都是在所難免的，但只要誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，就不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

(一)加工精度誤差的表現(xiàn)形式

影響加工精度的誤差有很多原因。有些是由產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)決定的，這種誤差一般無(wú)法改變。有些是在制作、切割過(guò)程中，由于操作的不精細(xì)或者是儀器的精密程度不夠，造成的，這種誤差通過(guò)調(diào)整可以改進(jìn)。

1.按照所產(chǎn)生誤差的性質(zhì)分。(1)加工方法的原理誤差。就是本身計(jì)算時(shí)候就不可避免的誤差。(2)機(jī)床的幾何誤差。(3)調(diào)整誤差。(4)模具的制造誤差。(5)零件成型時(shí)候的裝夾誤差(6)零件的磨損誤差。

2.加工產(chǎn)品時(shí)所受到外力的影響引起的誤差。主要是由于物理作用而變形引起的，如擠壓、碰撞等。

3.系統(tǒng)熱變形而引起的誤差。主要由于受化學(xué)作用引起變形的，如溫度的提升，細(xì)小的零部件受熱變形之類(lèi)。

(二)機(jī)械加工方面的誤差的分類(lèi)

在機(jī)械加工中，多方面因素都會(huì)對(duì)工藝系統(tǒng)產(chǎn)生影響，造成各種誤差。這些誤差在所難免。但這些誤差不會(huì)在很大程度上改變產(chǎn)品的性質(zhì)和功能的。

1.系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。人們能夠完全掌握的誤差稱之為系統(tǒng)誤差。一般將其分為常值誤差和變值誤差。最為典型的常值誤差就是機(jī)床、刀具、量具等相關(guān)模具的制造誤差。一般誤差的大小和方向按規(guī)律呈線性變化的，稱之為變值誤差，偶爾會(huì)出現(xiàn)非線性的。隨機(jī)誤差就是沒(méi)有被人們所掌握規(guī)律發(fā)展的，隨意變化的誤差。

2.動(dòng)靜態(tài)誤差和切削誤差。如果零部件在沒(méi)有被切削的情況下所產(chǎn)生的誤差稱之為靜態(tài)誤差。主要與機(jī)床的幾何精度和轉(zhuǎn)動(dòng)精度有關(guān)。而在切削狀態(tài)下，由于受力而發(fā)生的變形或者是由于冷熱不均變形而產(chǎn)生的誤差就是切削誤差。

加工精度對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大，突出表現(xiàn)在各種誤差上。如果能夠有效的控制加工精度在尺寸、形狀、位置上的誤差，使其達(dá)到期望值的標(biāo)準(zhǔn)，那么機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量就會(huì)有很大的提高。

二 機(jī)械加工中的幾何誤差

加工原理中產(chǎn)生的誤差。由于生產(chǎn)中使用了近似的刀刃輪廓或者模具進(jìn)行加工制作，就會(huì)產(chǎn)生這種誤差。生產(chǎn)過(guò)程中，想要得到規(guī)定的固定產(chǎn)品，就必須形成準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng)，這在機(jī)械加工中，被我們形象的稱之為加工原理。在理論上，我們要求要達(dá)到完全準(zhǔn)確的成形運(yùn)動(dòng)，來(lái)符合理想的加工原理。但在現(xiàn)實(shí)的加工制作之中，我們不可能達(dá)到絕對(duì)的精準(zhǔn)，有時(shí)，我們采用近似的加工原理來(lái)做高精度的加工工藝，為了提高它們的生產(chǎn)效率，以及達(dá)到基本的經(jīng)濟(jì)利益，從而有所保障。

機(jī)床的幾何誤差分析。在我們但實(shí)際生產(chǎn)中，會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的精度對(duì)加工精度會(huì)有很大影響。理論上的水平在現(xiàn)實(shí)中很難做到。因?yàn)槭艿礁鞣N條件的制約。主軸的回旋不可能會(huì)在瞬間停止為零，而就在這短暫的瞬間，所產(chǎn)生的誤差就是我們無(wú)法估計(jì)的。

在實(shí)踐中，機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度對(duì)產(chǎn)品的加工精度有著決定作用，主軸的回轉(zhuǎn)精度這時(shí)擔(dān)當(dāng)了很大的重任。主軸的回轉(zhuǎn)精度就是主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線與平均回轉(zhuǎn)軸線的漂移差距。在理論上，主軸在回轉(zhuǎn)之時(shí)，回轉(zhuǎn)軸線是固定不變的，也就是在主軸回轉(zhuǎn)的時(shí)刻，軸線的速度為零。但在實(shí)際的生產(chǎn)中，由于慣性的作用，原本加工轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸軸線不可能突然停止。并且會(huì)存在一些誤差導(dǎo)致主軸在每一個(gè)瞬間回轉(zhuǎn)時(shí)，軸線會(huì)處于被動(dòng)的移動(dòng)狀態(tài)，造成軸線的漂移，從而造成了回轉(zhuǎn)的誤差。再者，從實(shí)踐分析，主軸軸頸會(huì)存在一定的誤差額，還有軸承的誤差，以及軸承之間的間距差，尤其是主軸系統(tǒng)的徑向會(huì)不等剛度和熱變形的影響主軸回轉(zhuǎn)的誤差。不同的機(jī)型，誤差會(huì)有所不同，尤其是老化的，作業(yè)年份較久的機(jī)床，可能出現(xiàn)誤差的幾率更大。

三 機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的控制

產(chǎn)品的質(zhì)量決定著企業(yè)能否發(fā)展，機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量尤其重要，因?yàn)椴粌H關(guān)系到自身的發(fā)展，更關(guān)系到社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。因此，需要嚴(yán)格控制機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量。經(jīng)過(guò)上述分析，對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的控制，主要取決于生產(chǎn)部門(mén)，尤其對(duì)于操作者、設(shè)備、方法。

機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的診斷，通過(guò)診斷，把機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量控制在一定的范圍之內(nèi)。產(chǎn)品質(zhì)量可能受很多因素影響，會(huì)呈現(xiàn)波動(dòng)性，可能是產(chǎn)品間的波動(dòng)，也可能是單個(gè)產(chǎn)品的波動(dòng)，而這些波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量隨時(shí)間和環(huán)境的變化而改變?？偟膩?lái)說(shuō)，機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量變異都是有可能的。因?yàn)闄C(jī)械加工產(chǎn)品在很復(fù)雜的情形下生產(chǎn)出來(lái)的，所以，不論是操作員、設(shè)備、原材料，還是加工方法和條件或許檢測(cè)條件都是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。并且這些因素之間相互作用，每一步都可能決定著產(chǎn)品質(zhì)量的變異。從實(shí)際來(lái)看，加工對(duì)象會(huì)表現(xiàn)在偶然性的誤差和系統(tǒng)性的兩種。但無(wú)論什么誤差，都是能夠被檢測(cè)出來(lái)的。所以，加強(qiáng)質(zhì)量診斷可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也能監(jiān)控整個(gè)加工過(guò)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理。從而提高產(chǎn)品質(zhì)量的合格率。

(一)機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量控制的三方面

1.對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和加工條件的控制。主要是提高操作者的素質(zhì)和技術(shù)水平，要求各部門(mén)都要提供合格的生產(chǎn)加工條件。對(duì)每一道工序有要全面的控制，都要在誤差范圍之內(nèi)。從而達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量需要的標(biāo)準(zhǔn)。

2.機(jī)械加工中的關(guān)鍵工序要特別控制。相對(duì)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的質(zhì)量是否合格，關(guān)鍵取決于重點(diǎn)工序中制作是否到位。如果制作到位的話，產(chǎn)品的質(zhì)量不會(huì)有什么大的改變。從實(shí)踐來(lái)說(shuō)，每個(gè)工序都設(shè)監(jiān)督控制點(diǎn)，會(huì)嚴(yán)重的浪費(fèi)資源，加大企業(yè)的開(kāi)支。所以關(guān)鍵工序的監(jiān)督控制很重要，不能馬虎大意，只有把握好關(guān)鍵工序的質(zhì)量問(wèn)題，才能使產(chǎn)品的質(zhì)量得以保證。并且，應(yīng)該時(shí)刻了解關(guān)鍵工序的發(fā)展趨勢(shì)，做好有效的措施，予以防備。

3.加強(qiáng)計(jì)量測(cè)試條件和嚴(yán)格控制不良產(chǎn)品。產(chǎn)品質(zhì)量的達(dá)標(biāo)與否，與計(jì)量測(cè)試有很大的關(guān)聯(lián)。因此，必須嚴(yán)格控制。還要，設(shè)立專門(mén)的機(jī)構(gòu)予以檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，要對(duì)已經(jīng)成型的不良產(chǎn)品加強(qiáng)控制，有質(zhì)量部門(mén)負(fù)責(zé)，決定是否銷(xiāo)毀或者拆掉重做。

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的分析，我們知道，應(yīng)從哪些方面下手整治質(zhì)量問(wèn)題。我們應(yīng)該提高技術(shù)含量，把誤差降到最低。不斷的提高從業(yè)人員的素質(zhì)與專業(yè)水平，加強(qiáng)制作設(shè)備的精密程度，對(duì)加工產(chǎn)品的工作環(huán)境和條件加以改善。

(二)機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量控制的具體措施

1.提高操作人員的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平。操作者是很重要的因素，只有每個(gè)操作者的技能水平、質(zhì)量意識(shí)上去了，才能保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。操作者的技術(shù)水平和專業(yè)素養(yǎng)越高，生產(chǎn)出來(lái)產(chǎn)品的合格率也會(huì)越高。加強(qiáng)操作人員的技能是重中之重。

2.提高科技含量，用科技武裝設(shè)備。要想生產(chǎn)出來(lái)精密的合格的產(chǎn)品，沒(méi)有高科技做后盾，是很不現(xiàn)實(shí)的。實(shí)際操作中，機(jī)床的幾何誤差等都嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。只有合格的、標(biāo)準(zhǔn)的、精密的機(jī)床、模具才能更準(zhǔn)確的生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。所以，要想是產(chǎn)品的質(zhì)量有所保障，必須提高科技含量，提高設(shè)備的精密度，控制原始誤差的大小。(1)提高機(jī)床的幾何精度，保障了機(jī)床的精度，也就減小了主軸回轉(zhuǎn)的誤差。同時(shí)有關(guān)機(jī)床的傳動(dòng)鏈誤差、導(dǎo)軌誤差都會(huì)相應(yīng)減小。(2)保證作業(yè)刀具的精度，以便減小刀具帶來(lái)的誤差。此外，還要選擇好的刀具材料，減小刀具的磨損程度。(3)提高夾具的精密程度。減小夾具的誤差帶來(lái)的不良影響。(4)制作過(guò)程中，時(shí)刻注意外在的條件。比如，溫度的提升，可能會(huì)讓細(xì)小的零部件受熱變形。

3.選擇合適的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)，減小機(jī)械加工的定位誤差。通過(guò)對(duì)元件精密度的定位，減小定位不準(zhǔn)卻造成的定位誤差。

4.采用誤差轉(zhuǎn)移法把合理的誤差轉(zhuǎn)移。將工藝系統(tǒng)誤差、受熱變形誤差、受力變形誤差都可以合理的轉(zhuǎn)移。此外，還可以用誤差補(bǔ)償法補(bǔ)償加工誤差。

四 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械加工產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量受很多方面原因的約束，本文通過(guò)對(duì)影響機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的加工精度和幾何誤差的分析，提出了要盡量減小生產(chǎn)工作中的誤差的幾點(diǎn)建議。我們只有把生產(chǎn)中的誤差降到最低，利用科技水平，提高操作者的專業(yè)水平和素養(yǎng)，以及提高設(shè)備的精密度和科技含量，才能更好的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

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