機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差分析及策略分析

高 鵬

（智奇鐵路設(shè)備有限公司，山西 太原 030032）

引言

機(jī)械加工期間因?yàn)榧庸ぴO(shè)備、加工技術(shù)等因素的影響，誤差是不可避免的，誤差的出現(xiàn)極大地影響了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此，在機(jī)械加工時(shí)需要對(duì)工藝技術(shù)進(jìn)行深入細(xì)致的分析，明確誤差的特點(diǎn)以及發(fā)生原因等，然后在此基礎(chǔ)之上制定針對(duì)性的解決策略，有效規(guī)避誤差，提高產(chǎn)品整體質(zhì)量。

1 機(jī)械加工工藝概述

機(jī)械加工工藝指的是針對(duì)一些機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品進(jìn)行加工的技術(shù)，機(jī)械加工工藝包含有多方面的內(nèi)容，不同產(chǎn)品所應(yīng)用到的加工工藝存在差異。在具體的加工過(guò)程中，加工技術(shù)、圖紙以及設(shè)備等均會(huì)對(duì)最終的加工質(zhì)量產(chǎn)生干擾和影響。在應(yīng)用機(jī)械加工工藝對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工時(shí)，需要做好多方面的準(zhǔn)備工作，明確各項(xiàng)工藝工序之間存在的聯(lián)系、產(chǎn)品質(zhì)量要求、產(chǎn)品材料要求標(biāo)準(zhǔn)等等，然后在此基礎(chǔ)之上采取科學(xué)合理的措施，優(yōu)化工藝，解決加工環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，保證加工工藝順利實(shí)施[1]。

2 機(jī)械加工基本原則

機(jī)械加工是一項(xiàng)極為復(fù)雜的工作，加工效果受到多種因素的影響和干擾，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都會(huì)影響最終的加工質(zhì)量效果，致使加工質(zhì)量效果難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。因此，機(jī)械加工要遵循以下基本原則。

1）基準(zhǔn)面加工原則。落實(shí)好基準(zhǔn)面加工，即測(cè)量好加工工件的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，確保后續(xù)切削、打磨工作的實(shí)施更加順暢。

2）先打孔后加工原則。如果加工產(chǎn)品有孔，則需要先將孔加工好，然后再對(duì)各個(gè)切面進(jìn)行加工，因?yàn)榭准庸さ墓に囅鄬?duì)比較繁瑣，孔的大小、位置如果沒(méi)有確定好或加工失誤，會(huì)造成整個(gè)產(chǎn)品報(bào)廢。但是，通過(guò)對(duì)切面后期打磨，進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，相應(yīng)問(wèn)題可得以順利、高效地解決。

3）堅(jiān)持差異化原則。不同類型的機(jī)械產(chǎn)品，其用途存在明顯差異，在加工時(shí)所使用到的工藝，加工設(shè)備也存在有顯著差異，為了保證加工效果，避免加工質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生，就必須要堅(jiān)持差異化原則。不同類型的產(chǎn)品要按照不同工藝類型要求進(jìn)行加工，明確產(chǎn)品在精度、厚薄、大小以及粗細(xì)等方面存在的差異。以內(nèi)燃機(jī)為例，在活塞加工時(shí)，對(duì)精度有著較高的要求，其工藝特點(diǎn)表現(xiàn)為活塞壁比較薄，同時(shí)徑向剛度比較差，按照一般回轉(zhuǎn)體進(jìn)行零件加工時(shí)，切削力以及夾緊力作用下容易發(fā)生變形，因此在選擇設(shè)備和制定工藝過(guò)程中，就需要使用加工精度較高的機(jī)器，并關(guān)注夾具和夾壓點(diǎn)的選擇。同時(shí)由于活塞剛性差、壁薄，加工時(shí)要做好進(jìn)刀量控制和切削速度的控制，才能避免切削力過(guò)大導(dǎo)致零件變形。

3 機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差分析

3.1 定位誤差

定位指的是機(jī)械加工產(chǎn)品時(shí)，將待加工產(chǎn)品固定在加工機(jī)床上，保證加工刀具與待加工產(chǎn)品之間緊密結(jié)合，為后期產(chǎn)品加工做好準(zhǔn)備工作。定位的精準(zhǔn)性越高，加工產(chǎn)品質(zhì)量越理想[2]。如果定位的精準(zhǔn)性低，加工質(zhì)量效果則比較差。在進(jìn)行產(chǎn)品定位時(shí)，如工件的大小、切面等定位不夠準(zhǔn)確，就會(huì)出現(xiàn)定位誤差。

3.2 機(jī)床制造產(chǎn)生的誤差

機(jī)床制造誤差也是導(dǎo)致加工產(chǎn)品質(zhì)量不佳的原因所在，機(jī)床制造誤差與機(jī)床本身存在質(zhì)量問(wèn)題存在有關(guān)聯(lián)，其中比較常見(jiàn)的誤差為傳動(dòng)鏈故障誤差、回旋故障誤差和導(dǎo)軌故障誤差等[3]。以回旋故障誤差為例，其主要是因?yàn)闄C(jī)床主軸的實(shí)際回旋線與產(chǎn)品加工預(yù)期回旋線存在差異，這種誤差導(dǎo)致產(chǎn)品的加工精度降低。傳動(dòng)鏈?zhǔn)菣C(jī)床傳遞動(dòng)力的重要設(shè)備，在產(chǎn)品零件加工過(guò)程中，當(dāng)傳動(dòng)鏈出現(xiàn)故障時(shí)，動(dòng)力難以正常高效地傳輸，進(jìn)一步引發(fā)導(dǎo)軌誤差，產(chǎn)品零件會(huì)因此出現(xiàn)變形或者是受力不均的問(wèn)題，極大地影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.3 加工工具產(chǎn)生的誤差

除了以上兩種誤差外，刀具誤差也是機(jī)械加工常見(jiàn)誤差之一，導(dǎo)致相關(guān)誤差出現(xiàn)的主要原因是產(chǎn)品加工期間，刀具長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的磨損。此外，在加工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，圖紙審核不夠仔細(xì)，產(chǎn)品加工所需要使用的刀具審核不夠仔細(xì)，刀具尺寸不匹配，這也是導(dǎo)致刀具誤差出現(xiàn)的重要原因之一。在機(jī)械產(chǎn)品加工期間，一旦出現(xiàn)刀具誤差，產(chǎn)品的質(zhì)量必然會(huì)受到干擾和影響，如切削過(guò)多或者是過(guò)少，與標(biāo)準(zhǔn)尺寸要求不匹配。加工工具誤差還包含有夾具誤差，夾具誤差發(fā)生之后，容易導(dǎo)致待加工產(chǎn)品變形，與原有的加工要求尺寸不匹配，因此導(dǎo)致加工質(zhì)量受到影響[4]。除此之外，加工工件硬度不足，對(duì)硬度控制不夠嚴(yán)格的情況下，工件發(fā)生變形的機(jī)率較高，誤差由此發(fā)生。

4 機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差的有效解決策略

4.1 做好誤差分組

不同類型的誤差，其特點(diǎn)、危害、發(fā)生原因等存在有巨大的差異，要想有效地減少機(jī)械加工誤差，優(yōu)化機(jī)械加工工藝技術(shù)，就需要提前對(duì)誤差進(jìn)行分組，然后在此基礎(chǔ)之上采取針對(duì)性的措施予以應(yīng)對(duì)，這樣可以達(dá)到事半功倍的效果，有效緩解誤差。因此，為了更好地規(guī)避誤差問(wèn)題，提高加工精度，有必要對(duì)系統(tǒng)中的誤差進(jìn)行分組，可以結(jié)合工件實(shí)際特點(diǎn)、加工需要和加工難度等，對(duì)誤差進(jìn)行分組，然后做好誤差控制工作，將各類問(wèn)題扼殺于搖籃之中，提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

4.2 針對(duì)工藝技術(shù)展開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

不同產(chǎn)品在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)對(duì)工藝技術(shù)有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，在產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)如果沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)要求處理，產(chǎn)品質(zhì)量必然難以得到有效保證。為了更好地解決機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差問(wèn)題，進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。加工企業(yè)可以結(jié)合自身當(dāng)前主要加工的工藝產(chǎn)品類型，明確加工所需要的各類技術(shù)要求、加工設(shè)備型號(hào)、待加工注意事項(xiàng)等，建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的工藝技術(shù)體系。在日常產(chǎn)品加工過(guò)程中，加強(qiáng)監(jiān)督審核，如果發(fā)現(xiàn)有不符合規(guī)定要求標(biāo)準(zhǔn)的情況，要第一時(shí)間采取措施找出問(wèn)題原因所在，并做好整改工作，有效降低誤差發(fā)生率，提高產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。

4.3 減少外力因素對(duì)零件產(chǎn)生的影響

外界的摩擦力、擠壓力等都可能會(huì)對(duì)待加工產(chǎn)品的原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，因此在產(chǎn)品加工時(shí)要做好這方面的控制工作，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量。在產(chǎn)品加工前，要做好加工準(zhǔn)備工作，了解待加工產(chǎn)品的硬度、耐磨性、抗壓性以及加工要求等，在此基礎(chǔ)之上選擇可靠的加工設(shè)備進(jìn)行加工，避免產(chǎn)品受力過(guò)大出現(xiàn)變形或者磨損。同時(shí)，要注意查看加工設(shè)備螺栓是否緊固，如果螺栓緊固性不佳，那么設(shè)備使用時(shí)所施加的力量就難以達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)要求，因此需要先對(duì)設(shè)備進(jìn)行處理，防止在外力過(guò)多的作用之下對(duì)設(shè)備零件產(chǎn)生影響，達(dá)不到加工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)要及時(shí)將已經(jīng)嚴(yán)重老化的加工設(shè)備淘汰掉，這些設(shè)備不僅應(yīng)用效率低，而且還容易在運(yùn)行期間出現(xiàn)故障，影響加工質(zhì)量效果。

4.4 加強(qiáng)溫度變形控制

機(jī)械加工期間出現(xiàn)誤差的重要原因之一，就是加工產(chǎn)品因?yàn)槭軣岫冃?，因此，做好溫度變形控制極為重要。在具體實(shí)施過(guò)程中，需要發(fā)揮好冷卻液的作用，充分散熱，如加工件局部溫度較高時(shí)，應(yīng)用冷卻液可以精準(zhǔn)散熱，達(dá)到防止工件變形的目的。

4.5 減少原始誤差

誤差是機(jī)械加工中難以真正杜絕的問(wèn)題，當(dāng)前針對(duì)機(jī)械加工工藝的一系列研究，其目的只是為了能夠有效控制或者是縮小誤差，保證加工產(chǎn)品處于相對(duì)比較理想的狀態(tài)。解決工件質(zhì)量問(wèn)題，優(yōu)化加工產(chǎn)品質(zhì)量，首先需要做好的是減少原始誤差[5]。減少原始誤差，就要明確產(chǎn)生原始誤差的原因，精準(zhǔn)抑制，提高加工精度。例如，誤差是因待加工產(chǎn)品材料問(wèn)題所引發(fā)的，可以更加細(xì)致地打磨加工產(chǎn)品的各個(gè)切面，減少外界應(yīng)力。為了有效控制誤差，還可以發(fā)揮信息技術(shù)的作用優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建信息化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品加工的動(dòng)態(tài)信息監(jiān)測(cè)，當(dāng)產(chǎn)品加工與預(yù)期要求不匹配時(shí)，保證系統(tǒng)第一時(shí)間發(fā)出預(yù)警。當(dāng)然，原始誤差產(chǎn)生的原因多種多樣，只有明確誤差產(chǎn)生的原因，再對(duì)癥下藥采取措施，才能提高加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

4.6 減少直接誤差

減少直接誤差是機(jī)械加工中誤差控制中具有針對(duì)性、便捷性和經(jīng)濟(jì)性的一種方式。在正式加工前，需要充分結(jié)合機(jī)械加工技術(shù)特點(diǎn)、工藝流程等，對(duì)加工時(shí)可能出現(xiàn)的誤差進(jìn)行細(xì)致的分析，找出誤差原因，然后提前采取措施進(jìn)行預(yù)防，有效控制誤差[6]。實(shí)際加工時(shí)，對(duì)容易發(fā)生誤差的環(huán)節(jié)要重點(diǎn)關(guān)注，一旦產(chǎn)生誤差，需要第一時(shí)間采取措施予以調(diào)整。實(shí)際加工過(guò)程中，刀具屬于易耗品，加工時(shí)磨損率比較高，磨損后加工進(jìn)度及加工質(zhì)量勢(shì)必會(huì)受到影響，因此，刀具磨損容易引發(fā)誤差。針對(duì)該類誤差，可以提前對(duì)加工產(chǎn)品的尺寸以及材料進(jìn)行分析，選擇合適的刀具，保證刀具的精度、尺寸以及種類等均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，就能有效控制誤差產(chǎn)生。

此外，在機(jī)械加工時(shí)要減少誤差，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)督管理，構(gòu)建科學(xué)合理的責(zé)任體系，明確在發(fā)生誤差問(wèn)題之后，保證能夠第一時(shí)間找到責(zé)任人，并做好問(wèn)題處理工作，避免后期發(fā)生同類型問(wèn)題。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)做好加工人員的技能培訓(xùn)，保證加工人員熟練掌握各類機(jī)械加工技術(shù)，能夠妥善解決工作中出現(xiàn)的問(wèn)題，減少加工誤差的發(fā)生率。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械加工過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生誤差，影響產(chǎn)品的質(zhì)量精度，因此，做好誤差控制是極為重要的。加工過(guò)程中要做好誤差分組、落實(shí)好工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、減少外力對(duì)零件產(chǎn)生的影響等，從多個(gè)方面著手，最大限度減少誤差問(wèn)題，確保產(chǎn)品的質(zhì)量精度以及生產(chǎn)效率。