機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差分析及對(duì)裝配質(zhì)量的影響

摘要：機(jī)械加工的誤差控制會(huì)對(duì)工件的質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，在具體加工的過(guò)程中，需要對(duì)加工過(guò)程中可能產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析，探究加工過(guò)程中可能產(chǎn)生的誤差環(huán)節(jié)，并采取有針對(duì)性的措施減小誤差，提高機(jī)械加工的裝配質(zhì)量，通過(guò)對(duì)誤差分析技術(shù)對(duì)機(jī)械加工裝配質(zhì)量的影響因素進(jìn)行分析，詳細(xì)地探討了機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差控制策略。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工;工藝技術(shù);誤差分析;裝配質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TH161 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）09-0127-02

0 ?引言

在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)與加工的過(guò)程中，如何減小機(jī)械加工工藝的誤差，是提高機(jī)械裝配的關(guān)鍵因素之一，借助高質(zhì)量的機(jī)械加工工藝作為支撐，可以有效的降低機(jī)械加工的誤差，才有利于改善機(jī)械裝配的質(zhì)量。機(jī)械加工的誤差控制就是在生產(chǎn)加工期間，合理的控制生產(chǎn)工藝流程，合理的選擇加工的道具，精準(zhǔn)的控制每一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，減少加工過(guò)程中可能出現(xiàn)的幾何誤差、工具誤差等，從而提高機(jī)械加工的誤差分析與裝配質(zhì)量。

1 ?誤差分析對(duì)機(jī)械加工裝配質(zhì)量的影響

為了保證良好的裝備質(zhì)量，在對(duì)機(jī)械設(shè)備的部件進(jìn)行加工時(shí)，需要優(yōu)化加工的工藝，以減小工藝技術(shù)的誤差，保證各個(gè)部件之間的緊密配合，是提高裝配質(zhì)量的關(guān)鍵。在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，由于部分零部件的機(jī)械強(qiáng)度比較低，如果加工技術(shù)方面存在缺陷，選擇刀具、程序控制等不夠不合理，就會(huì)導(dǎo)致零部件產(chǎn)生變形的現(xiàn)象，這樣就會(huì)衍生出一系列的問(wèn)題，會(huì)影響著整個(gè)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，最終導(dǎo)致裝配的效果不能滿足要求。例如，在利用內(nèi)圓磨床來(lái)加工零件時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生橫向切入的情況，導(dǎo)致主軸受到壓力，進(jìn)而產(chǎn)生形變，也會(huì)導(dǎo)致加工的部件就會(huì)因?yàn)橹鬏S的形變而產(chǎn)生誤差，進(jìn)而就會(huì)衍生出比較嚴(yán)重裝配質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，不利于產(chǎn)品的后期裝配;再例如，有些機(jī)械產(chǎn)品的材質(zhì)比較脆弱，在生產(chǎn)加工過(guò)程中，如果加工切削尺寸不合理，在應(yīng)壓力的作用下就產(chǎn)生變形而產(chǎn)生誤差，也會(huì)影響機(jī)械設(shè)備的裝配質(zhì)量。在機(jī)械加工的過(guò)程中，加工的零部件容易發(fā)生形變主要有兩種情形：第一種是熱變形，由于加工過(guò)程中的摩擦等造成零部件變形，主要是刀具在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量而導(dǎo)致的變形，而造成刀刃與刀體發(fā)熱，從而會(huì)形成刀頭伸長(zhǎng)而產(chǎn)生形變，就會(huì)在加工的過(guò)程中，生產(chǎn)的零部件尺寸發(fā)生改變，使得加工過(guò)程產(chǎn)生較大的誤差;第二種是內(nèi)應(yīng)力變形，在加工的過(guò)程中，需要對(duì)加工的零部件夾緊、機(jī)床與零部件、刀具之間的摩擦，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)床的變化，從而造成加工的零部件產(chǎn)生形變，造成加工誤差，進(jìn)而會(huì)影響著機(jī)械裝配的質(zhì)量。

2 ?常見(jiàn)的機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差控制策略

2.1 幾何誤差

機(jī)械產(chǎn)品的加工需要嚴(yán)格的按照工藝流程、程序進(jìn)行加工，根據(jù)具體的加工要求，要選擇合理的模具進(jìn)行加工，在加工過(guò)程中，由于受到機(jī)床主軸、刀具形變、安裝的誤差的影響，造成加工的零部件產(chǎn)生幾何誤差。第一，在機(jī)械加工中，機(jī)床主軸在加工過(guò)程中主要起著傳動(dòng)的作用，容易對(duì)加工的工件相對(duì)位置產(chǎn)生影響，導(dǎo)致加工時(shí)產(chǎn)生誤差，會(huì)對(duì)加工工件的表面整體平整產(chǎn)生影響，但是，在加工的不同的時(shí)間段內(nèi)，機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸線由于誤差而偏離標(biāo)準(zhǔn)中心軸線，這種誤差就會(huì)給加工的零件帶來(lái)相應(yīng)地影響，從而影響著機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量。為了減少機(jī)械產(chǎn)品的幾何誤差，防止主軸的回轉(zhuǎn)誤差，在具體加工的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照裝配的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成主軸的裝配，在最大程度范圍內(nèi)建設(shè)加工的結(jié)合誤差。第二，加工刀具誤差對(duì)零部件加工的影響，如果加工的道具設(shè)置存在誤差時(shí)，也會(huì)給產(chǎn)品的加工帶來(lái)誤差，在特殊環(huán)境中加工零件時(shí)，刀具的誤差直接影響加工工件的質(zhì)量，如刀具在切削、切削刃、刀面、工件以及在切削加工中形成的摩擦力，不僅能產(chǎn)生應(yīng)變力，還能導(dǎo)致刀具磨損，如果刀具磨損過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致工件的表面粗糙度過(guò)大，進(jìn)而影響著工件的切削顏色與形成，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，造成工件加工的誤差。刀具磨損的情況也會(huì)造成加工工件的變形，還會(huì)直接影響著零部件加工的切削效率、產(chǎn)品的加工成本與加工的質(zhì)量等。為了有效的減少零部件加工的幾何尺寸誤差，需要改善刀具安裝的誤差與形成誤差，在安裝的過(guò)程中，在刀具模板安裝或者對(duì)刀安裝時(shí)，可以采用顯微鏡對(duì)細(xì)微處放大后進(jìn)行安裝，并正確的使用冷卻潤(rùn)滑劑為道具潤(rùn)滑與并降溫，在降低刀具加工溫度的同時(shí)，還能降低刀具的磨損程度，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，減少零部件加工的幾何誤差。

2.2 零部件加工受熱與受力方面

機(jī)械的模具質(zhì)量影響著零部件加工的誤差，直接影響著機(jī)械加工部件的質(zhì)量，進(jìn)而會(huì)影響著后期的產(chǎn)品裝配質(zhì)量，在具體的零部件加工中，要選擇材質(zhì)較好的模具，以減少零部件加工過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。加工過(guò)程中產(chǎn)生的受熱與受力主要原因是刀具與零部件摩擦而形成的，在零部件剪切、切削與道具摩擦?xí)r會(huì)產(chǎn)生大量的熱，往往會(huì)導(dǎo)致零部件加工產(chǎn)生受熱形變，不同材料的刀具產(chǎn)生熱形變的程度與方向也有很大的差異，加工完成后，零部件的形變才會(huì)趨向穩(wěn)定。由于刀具受熱發(fā)生形變，工件受熱也會(huì)導(dǎo)致尺寸變大，在加工時(shí)還是按照原來(lái)的尺寸進(jìn)行加工，在加工部件冷卻之后，尺寸就會(huì)產(chǎn)生誤差，最終會(huì)影響零部件的加工質(zhì)量，這就需要在加工時(shí)選擇合適的刀具，注意部件的切削程度，邊加工邊采用冷卻來(lái)控制部件、刀具在加工中產(chǎn)生的熱變形，減少產(chǎn)品因加工而產(chǎn)生的誤差情況。在產(chǎn)品加工中，減少工件熱變形的途徑主要有：第一，要合理的使用冷卻潤(rùn)滑劑，及時(shí)對(duì)加工的零部件進(jìn)行降溫，避免零部件因受熱而產(chǎn)生形變;第二，加強(qiáng)對(duì)加工部件的非加工部分進(jìn)行冷卻處理，減少因溫度差異而導(dǎo)致零部件其他部分變形。另外，為了保證加工模具的整體誤差，需要對(duì)加工的材料進(jìn)行整體保護(hù)，控制材料變形與受熱不一致的現(xiàn)象，正確地選擇和使用檢測(cè)原材料，可以有效的降低機(jī)械加工工藝誤差，也有利于提升工件的加工質(zhì)量，并降低裝配的成本。在加工的原材料選擇時(shí)，要按照工件加工的標(biāo)準(zhǔn)與性能指標(biāo)來(lái)選擇材料，能滿足機(jī)械加工內(nèi)應(yīng)力的要求，還要選擇受熱形變小的原材料，不僅要保證材料的質(zhì)量與價(jià)格，還需綜合考慮材料的性價(jià)比，選擇價(jià)格最優(yōu)的材料。想要有效地提升機(jī)械加工工藝的質(zhì)量，減少材料、刀具等受熱而影響加工部件的誤差，需要嚴(yán)格控制加工部件的原材料，不僅要注重材料的性價(jià)比，同時(shí)還要注意產(chǎn)品的質(zhì)量是否滿足裝配的要求。

2.3 加工操作方面

在對(duì)工件進(jìn)行加工的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照加工的標(biāo)準(zhǔn)與流程進(jìn)行加工，在加工前需要熟悉整個(gè)加工生產(chǎn)的流程以及減小誤差的方法，準(zhǔn)備好必要的冷卻潤(rùn)滑劑等。首先，夾具的裝夾與調(diào)整，結(jié)合具體加工的要求，要嚴(yán)格按照加工的工藝流程，因?yàn)閵A具調(diào)整過(guò)程中的手工操作誤差不可避免，夾具的調(diào)整往往需要手動(dòng)調(diào)整，為減少誤差，要盡量減少調(diào)整的次數(shù)，導(dǎo)致整個(gè)加工工件的誤差過(guò)大，也就會(huì)影響著機(jī)械加工的裝配質(zhì)量。因此，在工件進(jìn)行加工的過(guò)程中，需要規(guī)范加工的流程與標(biāo)準(zhǔn)，減少裝夾的次數(shù)與調(diào)整的頻率控制產(chǎn)品的誤差，對(duì)于大批量產(chǎn)品的機(jī)械加工，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，可以采用固定夾具或者利用一些輔助工具來(lái)控制夾具，使之不會(huì)發(fā)生形變，從能減少多次裝夾調(diào)整而導(dǎo)致的誤差。在減少人為因素對(duì)機(jī)械加工的影響方向，還可以采用自動(dòng)化控制設(shè)備進(jìn)行加工，可以精準(zhǔn)的對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制，還能減少加工的誤差。其次，工件加工過(guò)程中的測(cè)量誤差也會(huì)影響著加工工件的質(zhì)量，測(cè)量是工件加工的前提與基礎(chǔ)步驟，良好的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以有效的保證后期工件加工尺寸的誤差在可控的范圍內(nèi)，而且測(cè)量產(chǎn)生的誤差，也會(huì)對(duì)后期的零部件的加工產(chǎn)生誤差，為了有效的減少測(cè)量誤差帶來(lái)的不利后果，必須規(guī)范加工測(cè)量的行為，采用精確的量具測(cè)量，并采用多次測(cè)量的方法，來(lái)減少測(cè)量的誤差，才能提高工件加工的效果與裝配的效果。

2.4 人為因素方面

機(jī)械加工過(guò)程中，人為操作產(chǎn)生的誤差原因是操作次數(shù)過(guò)多，也會(huì)增加零部件加工的誤差，對(duì)整個(gè)機(jī)械加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，在機(jī)械加工的過(guò)程中，需要提高加工的自動(dòng)化控制程度與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作的效率，加大對(duì)零部件加工誤差的控制，不僅能提高機(jī)械加工制造的效率，減少工件加工產(chǎn)生的誤差，從而能更好的適應(yīng)工件加工的控制過(guò)程，自動(dòng)形成加工工藝的具體參數(shù)，有利于加工自動(dòng)化控制，利用控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)參數(shù)的前饋控制和調(diào)整，可以自動(dòng)適應(yīng)工件加工的要求，同時(shí)還能自動(dòng)識(shí)別工件加工的模具，簡(jiǎn)化加工過(guò)程的繁瑣操作，應(yīng)用自動(dòng)化的加工設(shè)備，可以利用機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)轉(zhuǎn)換和自動(dòng)人機(jī)界面，智能調(diào)整加工的參數(shù)，從而也能減少人為的多次操作的誤差。在機(jī)械工程加工生產(chǎn)中，大部分加工設(shè)備都保持著較高的穩(wěn)定性，在遇到緊急情況時(shí)，具備自動(dòng)恢復(fù)能力，使得加工的夾具、刀具的尺寸能恢復(fù)到故障前的狀態(tài)，采用動(dòng)態(tài)化、自動(dòng)化的控制加工設(shè)備，可以有效的控制加工過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。同樣，變頻系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用可編程的控制器和控制系統(tǒng)相結(jié)合的方式，可以根據(jù)零部件加工的需求，利用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)零部件加工的自動(dòng)化控制，減少了人工手動(dòng)調(diào)整加工設(shè)備而差生的誤差。一般情況下，利用PLC控制系統(tǒng)是機(jī)械加工中常見(jiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，而且PLC的數(shù)據(jù)輸入與輸出、正常啟動(dòng)、高速運(yùn)轉(zhuǎn)、中速運(yùn)轉(zhuǎn)等控制系統(tǒng)都是分開(kāi)控制的，能夠直接的控制加工系統(tǒng)的啟動(dòng)，并能對(duì)操作設(shè)備進(jìn)行初始化的操作，可用有效的對(duì)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的高速、低速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)工件加工過(guò)程中的不同頻率的自動(dòng)控制，從而能有效的減少工件加工過(guò)程中人為操作帶來(lái)的不利影響，也能提高工件的裝配質(zhì)量。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上面的分析可以看出，機(jī)械的零部件加工的誤差，會(huì)對(duì)后期的整體轉(zhuǎn)配質(zhì)量產(chǎn)生影響，為了更好地控制機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差，提高機(jī)械加工的效率，需要不斷的優(yōu)化機(jī)械加工的過(guò)程，提高機(jī)械加工工作人員的專業(yè)技術(shù)水平，采用自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備等措施來(lái)控制生產(chǎn)加工的過(guò)程，同時(shí)還要做好加工的流程與標(biāo)準(zhǔn)控制，選擇好工具、刀具，加工的原材料，以減少加工過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，并對(duì)工件加工產(chǎn)生的熱量進(jìn)行控制，提升機(jī)械加工技術(shù)的質(zhì)量水平，才能有效地提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量，滿足機(jī)械裝配的需求。

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作者簡(jiǎn)介：張楠（1983-），女，遼寧營(yíng)口人，本科，碩士學(xué)位，副教授，研究方向?yàn)闄C(jī)械工程。