機械加工工藝技術(shù)與誤差分析

張娟

摘 要：隨著我國機械加工水平不斷提升，機械加工工藝及相關(guān)技術(shù)的研究如雨后春筍般陸續(xù)出現(xiàn)，為總結(jié)機械加工經(jīng)驗，規(guī)避機械生產(chǎn)問題，提高機械加工產(chǎn)值，推動我國機械加工產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展助力。本文通過對機械加工工藝技術(shù)的誤差與原因進行探究，以期為提升機械加工工藝應(yīng)用成效提供有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機械加工；工藝技術(shù)；誤差

引言

機械加工誤差不僅會對加工產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時也會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，給加工企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，導(dǎo)致企業(yè)信譽受到影響。合理科學(xué)的加工工藝技術(shù)會減少誤差的產(chǎn)生，從而使其企業(yè)減少損失。

一、機械加工工藝的內(nèi)涵

機械加工人員根據(jù)機械加工的要求和產(chǎn)品數(shù)量的要求，利用相關(guān)加工設(shè)備，按照機械加工流程加工，并將相關(guān)的機械加工過程用文件的形式表現(xiàn)出來，這些工藝文件也稱為“工藝過程”，它是組織機械生產(chǎn)的重要依據(jù)，也是做好機械生產(chǎn)前的準備工作的必要條件。機械加工工藝技術(shù)會隨著產(chǎn)品生產(chǎn)要求的不同而變化，機械加工工藝流程也隨之變化。因此，機械加工工藝具有針對性的特點。機械加工工藝不僅涉及到機械設(shè)備和工具，還涉及到加工步驟和相關(guān)數(shù)據(jù)。機械加工工藝的主要目的是改變毛坯的質(zhì)量和形狀，最終使毛坯被加工成為完整的零件。機械加工工藝流程不僅包括不完整零件的加工，還包括不完整零件的安裝、配置和檢驗?？偠灾瑱C械加工工藝是一種參數(shù)，機械加工工藝流程是加工綱領(lǐng)。

二、機械加工工藝技術(shù)的誤差的原因

2.1機床生產(chǎn)的制造誤差

機床生產(chǎn)造成的三種誤差主要有傳動鏈誤差，導(dǎo)軌誤差和主軸回轉(zhuǎn)誤差三種。傳動鏈誤差指的就是在生產(chǎn)制造中的磨損，傳動鏈兩端的運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的差距以及在生產(chǎn)制造的過程中所造成損害都是傳動鏈的誤差，而導(dǎo)軌誤差指的是在導(dǎo)軌的安裝質(zhì)量上，導(dǎo)軌的制造以及在使用過程中的不均勻而造成的磨損。導(dǎo)軌起到最重要的作用則是使機床各個部位的零件位置相對準確一些。所以導(dǎo)軌在機床的生產(chǎn)制造中起著至關(guān)重要的作用。主軸回轉(zhuǎn)誤差指的是主軸的平均回轉(zhuǎn)線和實際回轉(zhuǎn)線會有一定的誤差，這就要求加工零件的工人對于零件加工的精細程度要重視，軸承運轉(zhuǎn)的誤差和同軸度的誤差都會導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)的誤差，所以主軸回轉(zhuǎn)的誤差會造成機床生產(chǎn)大的誤差，所以要從根本去解決機床生產(chǎn)的誤差。

2.2加工器具的誤差

對于器具的誤差指的是刀具和夾具兩種，刀具作為加工生產(chǎn)中最大的消耗品，在加工的時候刀具最容易被磨損，若機械工藝工作人員不重視刀具的磨損程度，而是一味的進行加工，那么很容易造成加工零件的形狀和尺寸的不準確，不同的刀具類型和不同的刀具種類對于零件加工的準確度都有著一定程度上的影響，而家具的使用對于正確加工的位置有著重要的影響意義，在夾具的使用過程中，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)幾何誤差，一旦出現(xiàn)可能會造成很嚴重的后果。所以想要讓機械工藝制作的精美，在器具的選擇上也應(yīng)該注意。

2.3加工中的定位誤差

夾具的定位原件和定位面一起構(gòu)成定位副，定位副的加工出現(xiàn)的誤差一般出現(xiàn)在調(diào)整法加工工件的過程中，而采用試切法加工工件時一般不會出現(xiàn)這樣的狀況。在加工的過程中，定位誤差除了定位副加工不準確的誤差外，還有基準不重合的誤差狀況，在加工零件的過程中必須要選擇正確的幾何要素作為基準的定位，當(dāng)設(shè)計的基準與所定位的基準不吻合的時候，則容易形成基準不吻合的誤差。

2.4變形后的工藝系統(tǒng)的誤差

在機械加工工藝中，如果要加工的機械零件的強度相比于機床、刀具和夾具較低的話，容易產(chǎn)生一定的形變從而產(chǎn)生誤差。這種因為變形導(dǎo)致的誤差是機械加工技術(shù)誤差的重要組成。對于鏜直徑較小的內(nèi)孔，如果刀桿硬度相對較小，導(dǎo)致加工中更易變形，因此對機械加工的精度影響也就更大。由于外圓車刀在法線和加工面上的硬度相對較高，所以其導(dǎo)致的變形產(chǎn)生的誤差較小可忽略。另外材質(zhì)不均勻、加工切削力改變均會增加變形后工藝系統(tǒng)誤差的影響。

三、減少機械加工技術(shù)誤差的基本方法

3.1 減少生產(chǎn)加工的直接誤差

減少直接誤差是降低機械加工技術(shù)誤差的重要措施，部分直接誤差是可以通過預(yù)防來降低的。例如在機械加工中，由于受到熱度和相關(guān)力度的影響，軸車會產(chǎn)生一定的變形，為此可以進行軸車對切，并以走刀的反方向為對切方向，這樣就能充分利用彈簧的性能來防止軸車變形。如果加工的零件比較薄，可選擇在在工件處在自由狀態(tài)時進行加固，使得平整板和環(huán)氧酯充分結(jié)合，將工件用吸盤磨平，不僅加強了工件剛度，同時降低了工件兩端磨削作用，減少生產(chǎn)加工的直接誤差。

3.2 填補和補償誤差

在機械加工中有些誤差是不可避免的，但是能夠通過適當(dāng)?shù)姆椒▉斫档瓦@些誤差，這個時候就可以用到誤差填補法。具體來說就是充分地研究原始誤差的發(fā)生原因，并通過增加材料的方法實現(xiàn)誤差補償和填補，最終實現(xiàn)降低零件加工誤差的效果。例如為了填補機床誤差，必須適當(dāng)?shù)慕档蜋C床絲桿之間的螺旋距離，適當(dāng)?shù)陀跇?biāo)準值從而在裝配時補償了預(yù)加拉伸力的影響，產(chǎn)生正應(yīng)力來補償誤差。另外還可以通過一定的設(shè)備來定期產(chǎn)生壓力，從而減少機械工件受熱，維持絲桿螺距的穩(wěn)定，但應(yīng)注意這種方式也會產(chǎn)生一定的原始誤差。

3.3 靈活采用誤差分組

在機械零件的加工中，有時部分工藝已經(jīng)非常成熟，而且精度控制良好，但是在下一個工序加工半成品的過程中往往由于精度太差出現(xiàn)了嚴重的定位誤差或者復(fù)映誤差，從而降低了零件的精度。而單獨提升這一工序的加工精度存在很大困難，常常需要較大的經(jīng)濟投入，這個時候就可以采用誤差分組的方法，將毛坯或者半成品以誤差為標(biāo)準進行分組，然后分組分批次進行生產(chǎn)和加工，通過調(diào)整道具和工件位置等減少操作難度，減少整個批次零件的誤差，有效地控制工件的尺寸分布。

3.4 減少溫度變形

當(dāng)前控制溫度變形的主要方法為冷卻液，以此來降低工件的局部溫度，實現(xiàn)降低工件變形的目的。道具的溫度變形控制可以采用冷卻液的方法，從而使得道具快速散去熱量，并減少切割導(dǎo)致的摩擦熱。對機床熱變形控制的方法有很多，從熱源角度分析可以減少機床和熱源聯(lián)系，也能通過潤滑劑來降低產(chǎn)熱。從散熱來說冷卻液是最有效的措施，還能夠在熱量出現(xiàn)較大的部件安裝散熱裝置，從而來減少溫度形變造成的零件生產(chǎn)誤差。

四、嚴格遵循機械加工的原則

機械加工工藝有一定的加工原則，嚴格遵守這些原則也能夠減少生產(chǎn)中的誤差，提高機械加工零件的精度和質(zhì)量。

（1）將精加工和粗加工分開進行從而提升機械加工零件的精度。在粗加工中常需要大量的切削，毛坡往往會受到較大的切削力和夾緊力，從而導(dǎo)致表面加工中出現(xiàn)硬化狀態(tài)，而且工件內(nèi)部也有較大的內(nèi)應(yīng)力，加上粗加工和精加工同時進行會極大地降低精加工的精準度。對于部分精度要求較高的機械加工零件，在完成粗加工后還需要一定的失效處理來降低內(nèi)應(yīng)力的影響。

（2）選擇合適的機械設(shè)備，粗加工的主要任務(wù)是減少加工余量為精加工準備，往往對精度要求較小，所以選擇功率大、精度低的機床，而精加工則需要較高精度的機床作業(yè)。

（3）合理的安排熱處理工序，在進行熱處理的時候也要遵循一定的原則：為完善金屬切削性能的熱處理往往需要安排在加工前完成，例如正火、退火和調(diào)質(zhì)等；消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理工序要在粗加工后精加工前；提高零件性能的熱處理多在加工后來完成，常見的有淬火、回火等，如果在熱處理后零件出現(xiàn)變形還需要進行精磨處理。

總而言之，在進行機械加工操作時，必須嚴格按照機械工藝流程合理調(diào)整機械零件，即大小，尺寸，形狀，規(guī)格，等等，才能在有機結(jié)合相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，真正生產(chǎn)出客戶所需的產(chǎn)品。這對全面提高機械加工產(chǎn)品的質(zhì)量有重要的影響。

參考文獻：

[1]趙強.機械加工工藝的技術(shù)誤差問題及對策分析[J].輕工科技，2016，32（02）：61-62.

[2]李鶴.機械加工工藝技術(shù)與誤差探析[J].科技展望，2016，26（04）：62.