機械加工工藝系統(tǒng)的誤差控制策略

彭東彪

[摘? ? 要 ]在實際實施機械加工工藝技術的過程中，對加工誤差的控制非常關鍵，需要明確機械加工工藝技術實施原則，做好誤差改善技術的實施，采取有效的機械加工誤差改善策略來降低誤差值，促使機械加工工藝技術的作用得到充分發(fā)揮，提高加工產(chǎn)品質(zhì)量，降低零件加工成本，推動機械加工企業(yè)實現(xiàn)更好發(fā)展。

[關鍵詞]機械加工工藝;誤差;原因;控制

[中圖分類號]TH16 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）04–00–03

Error Control Strategy of Machining Process System

Peng Dong-biao

[Abstract]In the process of practical implementation of machining technology， the control of machining error is very important. Therefore， it is necessary to clarify the implementation principles of machining technology and implement error improvement technology. Adopt effective machining error improvement strategy to reduce error value， promote machining technology to play a full role， improve product quality， reduce parts processing costs， and promote machining enterprises to achieve better development.

[Keywords]machining process; error; cause; control

在我國機械工程的長期發(fā)展中，機械加工占有重要的地位，對于機械產(chǎn)品的質(zhì)量有深刻的意義，相關技術人員在日常工作研究中都將其作為重要的內(nèi)容。隨著社會的發(fā)展，機械加工的需求不斷提升，在許多不同的行業(yè)中都發(fā)揮著一定的作用。不論是材料、汽車等基本工程，還是在軍事制造、航空航天等重要工程領域，只要在其中使用到機械設備，那么就一定會有機械加工的相關環(huán)節(jié)。在機械加工中，由于人員操作、設備精度等原因，通常會存在不同程度的加工誤差，尤其在現(xiàn)階段的市場環(huán)境中，人們對于加工產(chǎn)品的質(zhì)量有越來越高的要求，所以機械加工工藝系統(tǒng)的誤差研究引起了人們更多的重視。在這種情況下，相關技術人員必須要認識到誤差給機械加工帶來的影響，對其中的各類原因有更深入的了解，同時選取科學合理的方法針對性地降低誤差，以促進機械加工精度的提升，進而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 機械加工工藝

1.1 機械加工概述

在機械加工的過程中，其施工工藝涵蓋了許多不同的環(huán)節(jié)，并不是一條簡單的程序，需要在各個環(huán)節(jié)中采用對應的加工工藝，同時還要按照加工的具體需要來進行流轉(zhuǎn)、加工。通過科學合理地安排加工技術，才能夠保質(zhì)保量地完成產(chǎn)品加工。在制作工藝流程文件的過程中，需要確定基本的參考依據(jù)，通常以產(chǎn)品的主要特征為標準，如形狀、數(shù)量等，再根據(jù)現(xiàn)階段的技術人員數(shù)量、水平以及生產(chǎn)設備的種類，這樣才能夠?qū)⒐に嚵鞒涛募谱魍瓿伞Ｗ鳛闄C械加工過程中的基本的技術性文件，工藝流程文件可以為機械加工提供有效的技術指導，加工人員可以根據(jù)該文件科學合理地完成加工任務。在機械生產(chǎn)中，工藝流程有著一定的指向作用，然而在實際生產(chǎn)中，被加工零件的規(guī)格有不同的差異，同時工廠的基本特點和類型也有一定的區(qū)別，所以機械加工的配置流程也會進行相應的調(diào)整。機械加工過程就是在機械加工工藝流程中，采取合適的加工方式，同時根據(jù)具體的要求對毛坯進行改造，最終使其成為符合圖紙尺寸、形狀的完整零件。因此，可以說工藝流程就是機械加工工藝的起點，在此基礎上實施再加工，使原材料的形狀和大小改變?yōu)樾枰臋C械產(chǎn)品或者零部件。如在一個零部件的加工工藝流程中，首先要對其進行粗加工，使其形成一個大致的形狀，然后對其實施精加工，并進行裝備檢驗，最終就會形成大小、形狀都符合要求的產(chǎn)品。

1.2 機械加工原則分析

在機械加工過程中，質(zhì)量是必要前提，除此之外，加工誤差也是必須要考慮的內(nèi)容，為了能夠有效降低加工誤差，應當了解并遵守以下幾個方面的原則：

（1）在零件加工的過程中，通常都會用到粗加工和精加工，這是零件加工的主要方式。在加工過程中，機床作用力是普遍存在的現(xiàn)象，會對零件產(chǎn)生一定的影響，如果不能得到有效處理，那么硬化問題就會不斷在機械零件上發(fā)生，零件的加工精度也就會明顯下降。所以，在這個過程中，必須要對應力加強控制，使加工力度維持在一個合理的區(qū)間內(nèi)，這樣才可以避免誤差的增大。

（2）要根據(jù)具體需求選擇合適的機械加工設備。不同的機械加工設備，其加工規(guī)模和方式都可能存在較大的差異性，結(jié)合加工設備的具體特征來進行選擇，這樣才可以在維持加工質(zhì)量的前提下有效降低加工誤差。

（3）零件加工的準備操作也是必不可少的內(nèi)容。在零件加工實施前，應當將零件進行打磨，還要做好設備的準備工作，如零件內(nèi)應力熱處理等，以促進零件加工誤差的減小。

2 機械加工誤差產(chǎn)生的原因

誤差是機械加工過程中無法避免的部分，不論加工工藝和設備如何提高和增強，誤差會一直存在。但是如果可以合理地應用機械加工工藝技術，操作過程中嚴格按照要求進行，那么誤差基本可以降低到可以接受的范圍內(nèi)。在每次機械加工工作中，技術人員應當充分了解其中的細節(jié)，總結(jié)相關的經(jīng)驗，增加對各類誤差的認識，明確其產(chǎn)生的原理，促進其對于誤差發(fā)生的警覺性，在加工前采取合理的措施來控制誤差。同樣的，對于企業(yè)而言，也要在長期的機械加工中總結(jié)經(jīng)驗，了解誤差產(chǎn)生的原因，知道當前誤差應對體系的不足并對其進行完善，保證機械加工產(chǎn)品質(zhì)量的提高。在機械加工期間，若加工設備、技術人員的操作不符合規(guī)范，或者沒有對外部環(huán)境因素進行有效控制，那么加工誤差就難以進行控制，不僅會對加工零件的質(zhì)量產(chǎn)生影響，甚至還會引發(fā)各類安全事故。所以，了解機械加工誤差產(chǎn)生的原因，對于產(chǎn)品質(zhì)量以及人員生命財產(chǎn)安全有重要的意義。

2.1 定位誤差

在機械加工過程中，零部件的定位是十分重要的部分，一方面可以促進加工過程穩(wěn)定性的提升，另一方面還可以精確測量各類零部件的尺寸。但是在實際操作過程中，定位不當同樣會引起一定的誤差，這種誤差一般體現(xiàn)在兩個方面：①定位副加工過程中，缺乏精確的定位而引起的誤差;②由于基準沒有完全重合而引起的誤差。因此，如果要進行零部件的定位，首先就要及時檢查定位基準，保證基準定位符合加工標準，以降低定位誤差。在零部件定位過程中，不僅會用到工件定位，還會使用到夾具定位構(gòu)件，這兩個工具的使用必須要嚴格按照要求，如果有一個工具的使用出現(xiàn)問題，那么定位精確度也會受到明顯的影響，進而誤差的產(chǎn)生也就在所難免。譬如，沒有掌握好工件定位面和夾具定位構(gòu)件之間的距離，以致其間的間隙較大，那么零部件的固定就會出現(xiàn)問題，很容易發(fā)生變動，定位精確性也就會明顯降低。這種誤差普遍存在于機械加工中，所以在機械加工過程中，應當對這類誤差給予足夠的重視，牢牢把控這類誤差，保證定位精度符合加工規(guī)范，這樣才可以促進加工準確性的提升。

2.2 機床制造誤差

在機械零部件加工中，車床是重要的部分，幾乎所有的加工都由車床完成。一般而言，車床的精確度相較于其他設備更高，同時也可以得到保障，但是機床加工仍然存在一定的誤差。在機械加工的各個部分中，機床誤差更為明顯，或者說普遍性較高。究其原因，機床內(nèi)部涵蓋了較多的部件，如車刀、傳統(tǒng)裝置等，其結(jié)構(gòu)也十分復雜，若一個部件發(fā)生問題，或者部件間的銜接出現(xiàn)偏差，那么機械加工精度也就隨之下降。譬如，在機床運轉(zhuǎn)過程中，若傳統(tǒng)鏈出現(xiàn)松動，則很容易影響設備的傳統(tǒng)效果，加工精度也就很難得到保證。若車刀角度過大或者過小，那么最終得到的零部件的尺寸和形狀也會無法達到預期標準。總而言之，由于機床的復雜結(jié)構(gòu)，很容易產(chǎn)生誤差，并且這類誤差多種多樣，若缺乏有效的機床誤差控制，加工精度則會明顯下降。在長期的機床加工中，若任由這類誤差的發(fā)生和擴大，那么不僅會對零部件的質(zhì)量造成明顯影響，還可能會發(fā)生不必要的危險，產(chǎn)生事故。

2.3 測量工具的幾何誤差

在零件加工中，必須要嚴格把控其尺寸大小，尤其是對于一部分精密零部件而言，尺寸把控更為重要，甚至是一些微小的誤差都可能造成零件合格率下降。在機械加工中，一般會利用一些測量工具來確定零件尺寸誤差的大小，進而根據(jù)測量結(jié)果進行調(diào)整。所以，誤差不僅僅體現(xiàn)在機械加工本身過程中，同時還可能存在于測量工具上，如果測量工具精度較低，最終得到的測量結(jié)果也會存在一定的誤差，這會使技術人員對零件尺寸產(chǎn)生誤判，在加工調(diào)整后零件尺寸誤差可能會變得更大。這類誤差較大的零件在使用后很容易引起嚴重的后果。引起測量工具誤差的因素多種多樣，其中測量工具的質(zhì)量、材料是最普遍的因素。若某些測量工具使用次數(shù)和時間都較多，沒有得到良好的保養(yǎng)，那么在長期的磨損后其測量精度也會下降。此外，在固定加工模板中使用的夾具使用次數(shù)和時間較長，也會出現(xiàn)一定損耗，進而固定加工模板就會出現(xiàn)偏移的問題，引起較大的誤差。如果沒有合理對夾具位置進行設置，那么刀具在加工時也會出現(xiàn)高額損耗，輕則影響加工效率，重則出現(xiàn)崩壞現(xiàn)象，引發(fā)十分嚴重的后果。

3 機械加工工藝誤差的控制方法

3.1 降低直接誤差

直接誤差是十分常見的誤差，對于零件加工中加工精度的影響是顯而易見的。所以，對直接誤差的控制是必要的措施，相關技術人員應該深刻認識到這個問題。一般情況下，如果要進行零部件的加工，那么必然會存在一定的外部應力，進而會引起軸車的形變，這類形變一般不大，甚至很難發(fā)現(xiàn)，但是零件加工的精度要求較高，如果對零件產(chǎn)生影響，那么形成的誤差就可能遠超合理范圍。因此，在機械加工中，科學合理地處理軸車是技術人員的必要工作。譬如，在加工過程中可以將對切方向設置為走刀的反方向，那么在彈簧的持續(xù)作用中，外部應力引起的形變就會明顯降低，直接誤差也會降低至合理范圍內(nèi)，最終有助于提升零件加工精度。此外，一部分零件一般厚度較小，所以在加工前最好確認零部件的狀態(tài)相對自由，促進零件在加工時最大程度的貼合機床加工面，同時還可以使用一些工具來處理工件的表面，如吸盤等，進而，零部件的剛度就會得到有效提升，并且摩擦力也會明顯降低，局部溫度可以維持在合理范圍內(nèi)，加工精度也就能夠得到有效保障。

3.2 有效控制加工溫度

由于機械設備自身的發(fā)熱、加工摩擦等原因，在機械加工中總是會伴隨有較高的溫度，若沒有對高溫進行控制，那么零部件在加工過程中就會出現(xiàn)膨脹，加工尺寸則會出現(xiàn)變化，所以有效控制加工溫度是十分必要的工作內(nèi)容。冷卻液是常用的冷卻方式，其比熱容較高，在提升相同溫度的情況下可以吸收大量的熱量，因此零部件的溫度也會迅速降低，誤差的控制也得到有效保障。但是，因加工環(huán)境、零件的不同，冷卻液的選擇也有所區(qū)別，若沒有選擇合適的冷卻液，那么誤差控制效果也難以達到預期要求。所以，為了能夠有效控制溫度，必須深入了解不同零部件的加工需求以及不同材料的物理特點，進而針對性地選擇冷卻液。此外，在高負荷運轉(zhuǎn)中，刀具的溫度也會有不同程度的提升，在這個過程中其性能則會下降。所以，根據(jù)刀具的工作環(huán)境來選擇合適的冷卻液也是必不可少的工作，對于刀具的性能有重要的意義。

3.3 合理補充機械加工誤差

誤差是機械加工中無法避免的問題，除了降低直接誤差、控制加工溫度外，還可以采用誤差補償?shù)姆椒?。通過誤差補償?shù)姆绞?，機械加工中產(chǎn)生的誤差可以得到有效修正，進而可以將誤差降低至可以接受的范圍內(nèi)。一般情況下，若要對加工誤差進行補償，可以選擇增加材料的方式來促進誤差的降低。若機床誤差較大，那么技術人員可以根據(jù)實際加工狀態(tài)來減小機床絲桿之間的距離，以滿足誤差降低的需求。誤差補償在機械加工中得到了廣泛的應用，同時也有明顯的效果，但是在加工過程中也不能盲目使用，應當確認當前零部件加工的特點來針對性地選擇誤差補償方法。增加進料只是其中的一個方式，技術人員也要積極了解并掌握其他的一些方式，有助于在應對不同誤差時能夠有更多的誤差補償選擇，這樣誤差的降低也會更加簡單高效。

4 機械加工誤差的改善策略

4.1 做好充分的加工準備

零件加工是一項復雜的工作，必須要做好充足的準備才可以保障加工質(zhì)量。①要積極完成加工技術交底工作。一部分操作人員在加工工作開展前，并不是十分熟悉，所以要通過加工技術交底工作來促進其對于零件加工要求的了解，充分掌握加工要點，為加工技術做好充分的準備，同時還可以保證其知道零件允許誤差的最大限度，進而在機械加工中的誤差控制游刃有余。

②零件的變形控制。技術人員應當充分了解當前加工零件的材料，合理把控零件強度，在此基礎上，確定加工過程中要使用的夾具，確保零件的固定穩(wěn)當，這樣一來，零件在加工過程中所受到的力就會相對均勻，而不會出現(xiàn)位移。③應當保證加工溫度的控制。一般情況下，溫度控制可以選擇冷卻液，若要減小摩擦，還可以選擇潤滑劑或者使用一些設備來促進機床的散熱，以滿足機床溫度的降低需求。

4.2 加強專業(yè)培訓

作為機械加工的主體，相關工作人員對機械加工質(zhì)量和誤差有重要的影響。所以，為了能夠減小機械加工誤差，從根本上解決這類問題，最有效的方式還是加強對技術人員的專業(yè)培訓，提升其職業(yè)能力和素養(yǎng)，保證其可以有足夠的能力來完成機械加工工作，減小其中的誤差。員工的培訓也是一項復雜的內(nèi)容，一方面要加強促進思想教育，使員工從根本上認識到加工誤差對于零件質(zhì)量的影響，這樣可以在一定程度上提升工作中的警覺性，規(guī)范自身工作時的行為。另一方面，要通過理論+實踐的培訓方式，讓員工既掌握機械加工知識，也能提升實際操作水平。

5 結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，對機械產(chǎn)品的依賴越來越大，同時對其質(zhì)量的要求也不斷提升，所以做好機械加工工藝中的誤差控制是十分必要的工作內(nèi)容。機械加工誤差產(chǎn)生的原因多種多樣，一般可以通過降低直接誤差、控制加工溫度以及誤差補償?shù)姆绞絹斫档驼`差，促進機械加工精度的提升。

參考文獻

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