機械加工工藝技術與誤差分析

蒙家星

（廣西欽州農(nóng)業(yè)學校,廣西 欽州 535000）

機械加工工藝技術與誤差分析

蒙家星

（廣西欽州農(nóng)業(yè)學校,廣西 欽州 535000）

在機械加工過程中，機械產(chǎn)品的可靠性、耐久性、性能以及質量從一定角度上來看是由機械加工工藝技術所決定的。然而，機械加工工藝技術的誤差，在很大程度上限制了我國機械加工工業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展，因此，必須加強對機械加工工藝技術與誤差的重視。本篇論文中，筆者主要對機械加工工藝技術與誤差問題進行了分析與探討，以供參考。

機械加工；工藝；技術；誤差

0 引言

眾所周知，不同的機械零件對于生產(chǎn)類型、形狀、尺寸以及工藝技術的要求存在一定的差異，一般情況下，即使是一個普通的機械零件也需要在多個車床上才能加工完成?；谶@樣的原因，在對機械產(chǎn)品進行加工的過程中，往往需要應用一系列的機械加工工藝技術，并要根據(jù)不同機械零件的具體要求，選出最佳的加工方法與機床，之后再對加工工序進行正確安排，嚴格根據(jù)加工工序將機械零件加工出來。

1 簡述機械加工工藝

以機械產(chǎn)品的加工數(shù)量、加工設備條件、工人的綜合素質等實際情況為主要根據(jù)，工藝人員合理選擇采用的機械加工工藝技術，制定工藝加工流程，并將與機械加工相關的內(nèi)容制成相應的工藝文件，即工藝規(guī)程。工藝規(guī)程不僅是機械加工企業(yè)生產(chǎn)準備、計劃調(diào)度的重要依據(jù)以及組織機械產(chǎn)品生產(chǎn)的基本技術文件，也是擴建與改造加工車間的重要技術依據(jù)。不同的機械加工企業(yè)，其實際生產(chǎn)情況、工藝流程也會出現(xiàn)一定的差異性，基于這樣的原因，工藝流程相對來說具有比較強的針對性。而機械加工工藝流程指的是機械零件的加工制造步驟，通過進行機械加工，毛坯的形狀、尺寸以及表面質量等就會相應的出現(xiàn)改變，將毛坯逐漸加工成機械零件的這一過程，就是機械加工工藝過程。舉例說明，一個普通的機械零件需要以此經(jīng)過如下過程：從粗加工到精加工、從精加工到裝配、從裝配到質檢再到最后的包裝，這一過程就是該機械零件的加工工藝流程。

機械加工工藝是在機械加工工藝流程的基礎上，改變機械零件的形狀、尺寸、相對位置以及性質，使其成為半成品或成品的過程[1]。而對于每一個機械加工步驟、機械加工流程來說，都必須具備仔細的說明，在機械加工工藝環(huán)節(jié)之中，機械加工工藝流程是總綱領，機械加工工藝是詳細參數(shù)，工藝規(guī)程則根據(jù)實際加工情況所制定的加工工藝。

2 機械加工工藝技術的誤差及其產(chǎn)生的原因分析

2.1 機械加工過程中所出現(xiàn)的定位誤差

在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，若是機械定位副加工或者是基準定位存在不準確的狀況，就會導致加工定位誤差的出現(xiàn)。定位誤差是機械加工過程中較為常見、多發(fā)的幾種誤差之一，也是機械加工工藝技術最基本的一種誤差。基于這樣的原因，在將原材料加工成機械產(chǎn)品的過程中，必須要將準確的機械加工要素當作基準，并要保障定位基準、所選擇的基準兩者之間盡可能地重合或一致，以減少定位誤差的出現(xiàn)。可以說，在機械加工過程中，定位的精確性與精準度對機械加工質量、機械加工的精準水平起著決定性的作用?；诖?，為確保定位精準、減少定位誤差的出現(xiàn)，必須解決工件定位面、夾具定位原件存在的問題。然而，若是機械加工設備存在定位誤差或者是加工元件的測量數(shù)據(jù)存在誤差，那么勢必會對機械加工產(chǎn)品的質量造成一定的影響。此外，如果在機械加工過程中應用定位調(diào)整法，極易出現(xiàn)定位副問題，從而引發(fā)基準定位上的問題，但若是在機械加工過程中應用試切法，就能有效避免基準誤差。

2.2 刀具與夾具存在的幾何誤差

刀具與夾具均是機械加工過程中必須要用到的加工器具，因此，刀具與夾具存在的誤差在機械加工過程中也較為常見、多發(fā)。首先是刀具存在的幾何誤差。分析刀具存在幾何誤差的原因，發(fā)現(xiàn)主要在于以下里兩個方面：第一，任何工具在經(jīng)過長時間的使用之后都不可避免地會出現(xiàn)一定的磨損，刀具也不例外，在經(jīng)過一段時間的使用之后，由于受到各種因素的影響，刀具刀體會出現(xiàn)一定的磨損，從而其會產(chǎn)生幾何誤差，對機械加工產(chǎn)品的精準度產(chǎn)生了一定的影響；第二，在機械產(chǎn)品的加工過程中，需要用到各式各樣的刀具，使用的刀具不同，機械加工產(chǎn)品也會存在一定的差異性，例如，在機械制造過程中，規(guī)定尺寸刀具對機械加工工藝技術造成的誤差在很大程度上影響著加工零件的精準度，而普通刀具造成的影響基本上能忽略不計[2]。其次是夾具存在的幾何誤差。分析夾具存在幾何誤差的原因，發(fā)現(xiàn)主要在于：夾具在機械加工中如果能夠得到合理使用，就能對加工零件的位置進行準確定位，然而在實際操作過程中，因為對夾具的使用規(guī)范、使用標準的了解不足、掌握不準確，導致夾具控制的刀具與機床之間出現(xiàn)了較大的空隙，從而致使幾何誤差的出現(xiàn)。

2.3 機床制造誤差

在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，機床一般情況下處于運轉狀態(tài)，機械運行摩擦過程中，有很大的可能會出現(xiàn)制造誤差，制造誤差也是機械加工工藝技術最為常見的一種誤差。根據(jù)出現(xiàn)部位的不同，可以將機床制造誤差分為傳動鏈誤差、導軌誤差以及主軸運轉誤差等類型，這三種類型是最為常見的，且均會直接影響機械加工產(chǎn)品的質量與精準度[3]。首先是傳動鏈誤差，在機械產(chǎn)品的加工過程中，機床上的傳動鏈主要是在機床運轉中起傳遞能量的作用，然而，傳動鏈兩端所連接的傳動機存在運轉速度不一致的情況時，其在機械運動中不僅會磨損鏈條，還會對傳動機造成一定的損壞，當傳動鏈、傳動機出現(xiàn)磨損，勢必會導致傳動鏈兩端出現(xiàn)差距，進而造成機械加工產(chǎn)品出現(xiàn)一定的誤差；其次是導軌誤差，導軌狀態(tài)良好是機床能夠正常運轉的前提條件，也是確定機床所有部件位置的標準。然而，若是在安裝導軌的時候存在質檢不合格的狀況或者在導軌使用過程中操作不當而導致其出現(xiàn)了磨損，那么就極有可能導致導軌誤差的出現(xiàn)[4]；最后是主軸運轉誤差，通常情況下，如果主軸在運轉的過程中出現(xiàn)運轉量不穩(wěn)定、運轉速度不穩(wěn)定的問題，就極有可能導致機械設備產(chǎn)生磨損，進而使主軸的實際運轉數(shù)據(jù)與主軸的設計運轉數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定的差異，這就會直接導致主軸運轉誤差的出現(xiàn)，嚴重影響機械加工產(chǎn)品的質量與精準度。

2.4 工藝系統(tǒng)的變形誤差

在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，相比較于刀具、夾具等加工器具，工藝系統(tǒng)中存在的工件的強度相對而言較低，工藝系統(tǒng)變形誤差的發(fā)生，主要是機械加工產(chǎn)品本身所具備的性能所造成的。也就是說，如果機械加工產(chǎn)品本身容易發(fā)生變形、強度非常低的話，就會對機械加工工藝系統(tǒng)造成嚴重的影響，從而導致工藝系統(tǒng)變形誤差的出現(xiàn)[5]。例如，當在內(nèi)圓磨床上進行機械加工的時候，切入磨床內(nèi)孔的過程中，選擇應用橫向切入法，此時，在外力的作用下內(nèi)圓磨頭主軸出現(xiàn)了變形，那么利用其磨出的孔不可避免地會出現(xiàn)一定的誤差（如圖1所示），從而嚴重影響機械加工產(chǎn)品的質量；再如，在進行車削細長軸的過程中，若是加工工件本身就存在強度非常低的情況，那么在切削力作用之下，其就極易出現(xiàn)變形問題，從而導致變形誤差的出現(xiàn)，嚴重影響機械加工產(chǎn)品的質量（如圖2所示）?？偠灾跈C械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，材質不同、機械切削力不均等因素，均有可能導致機械加工工件出現(xiàn)彎曲變形，從而造成工藝系統(tǒng)變形誤差的出現(xiàn)。

圖1

圖2

3 減少機械加工工藝誤差、提高機械加工精度的有效措施

3.1 機械加工過程中應當遵循的原則

在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，安排加工順序的時候，必須遵循如下幾項基本的加工原則，即“基準先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等。與此同時，在基準方面上，應盡量選擇多表面加工的基準，以確保各加工表面具有良好的位置精度，減少出現(xiàn)定位誤差的可能性，此外，應當使設計基準、定位基準盡可能地重合，以減少基準不重合誤差出現(xiàn)的可能性。在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，應當嚴格遵循相應的原則，在“基準先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等原則的指導之下，盡可能地減少機械加工工藝技術誤差，提高機械加工的精度。

3.2 采取有效的措施，盡量減少機械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差

在機械產(chǎn)品的實際生產(chǎn)與加工過程中，一些機械加工工藝誤差完全能夠通過良好的前期準備而做到事先避免的，基于這樣的原因，在實際機械加工與生產(chǎn)過程中，必須采取有效的措施，盡量減少機械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差。工作人員專業(yè)技能上的不足或責任意識不強，就有可能導致各種誤差的出現(xiàn)，從而會對機械加工工藝的精度產(chǎn)生嚴重的影響，基于這樣的現(xiàn)象，工作人員必須找出自身存在的、容易引起誤差的因素，并要致力于提升自身的專業(yè)能力與綜合素質，嚴格遵循相關技術標準的要求，對機械加工工藝技術進行合理安排，并要積極采取有效的、合理的措施盡可能地減少機械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差。例如，對薄片工件進行加工的過程中，在磨削工件的兩端時，就可以采取如下措施進行加工：在自然狀態(tài)下將所有部件用環(huán)氧樹脂粘強劑粘合在一塊表面光滑的平板上，之后把平板、工件同時在磁力吸盤上固定，再對其進行打磨，確定一個端面磨平之后，使用同樣的方法對另一個端面進行打磨，使用這樣的方法，就可以生產(chǎn)出不易變形、剛度較強的薄片產(chǎn)品。綜上所述，在機械產(chǎn)品的實際生產(chǎn)與加工過程中，必須采取有效的措施，盡量減少機械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差，最終才能生產(chǎn)出質量良好的機械產(chǎn)品。

3.3 及時補救誤差

在機械產(chǎn)品的實際生產(chǎn)與加工過程中，一些機械加工工藝誤差不可避免，對于這部分機械加工工藝誤差，可以通過采取人為操作方法，去抵消、補償原有機械加工系統(tǒng)中存在的誤差，最終減少誤差所產(chǎn)生的影響。也就說，機械加工過程中，工作人員必須嚴格根據(jù)加工工藝的實際應用情況，制定并實施有針對性的誤差補救對策，抵消補償原有機械加工系統(tǒng)中存在的誤差，從而實現(xiàn)對加工誤差的有效控制，確保加工工藝的有效性、準確性。舉例說明，對于機械制造數(shù)控機床存在的滾珠絲桿，可以采取相應的措施適當減小螺距，在使用滾珠絲桿的時候，其在熱量的影響之下進行拉伸會出現(xiàn)一定的增長，若是根據(jù)標準值進行設計，反而會出現(xiàn)較大的誤差，而在實踐過程中適當減小螺距，就可以使?jié)L珠絲桿適應機械加工過程中出現(xiàn)的拉伸力，最終減少誤差。此外，在機械加工工藝的實施過程中，必須要對相關數(shù)據(jù)進行仔細、準確的記錄，并要掌握機械加工工藝的相關信息，為補救誤差方法的實施創(chuàng)造良好的資料條件。

4 結語

綜上所述，隨著時間的推移、社會的進步以及科學技術的改進，我國機械加工工業(yè)也順勢得到了巨大的發(fā)展，并為促進市場經(jīng)濟的發(fā)展作出了突出的貢獻。機械加工工藝技術的誤差，在很大程度上限制了我國機械加工工業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展，因此，必須采取合理、有效的措施，減少機械加工工藝的技術誤差問題的出現(xiàn)。

[1]李鶴.機械加工工藝技術與誤差探析[J].科技展望,2016(04)：62. [2]趙強.機械加工工藝的技術誤差問題及對策分析[J].輕工科技,2016(02)：61-62.

[3]王秀麗,魏永輝,蔣志強,魏永強.機械加工工藝技術的誤差分析及策略分析[J].河南科技,2015(24)：52-54.

[4]曹津煉.機械加工工藝技術的誤差與原因探究[J].科技與創(chuàng)新,2015(03)：142+146.

[5]張媛媛.煤礦機械加工工藝技術的誤差及原因分析[J].能源與節(jié)能,2015(06)：120-121.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.039

蒙家星（1984-），男，壯族，廣西欽州人，本科，助理講師，研究方向：機械加工。