機械加工工藝技術的誤差分析及策略探析

金鑫，張輝，何俊杰，秦雪飛，韓甲瑞，蒲江涌

（1.寶雞石油機械有限責任公司；2.中油國家油氣鉆井裝備工程技術研究中心有限公司，陜西 寶雞 721000）

機械加工工藝在工業(yè)化生產(chǎn)過程中發(fā)揮著不可替代的作用，機械加工工藝水平直接決定了產(chǎn)品質量品質。在機械加工過程中一旦出現(xiàn)工藝技術誤差必然會影響機械工藝作業(yè)效率和產(chǎn)品質量，這樣對整個機械加工行業(yè)健康發(fā)展形成阻礙。鑒于此，要針對機械加工工藝技術進行不斷完善，有效控制加工誤差出現(xiàn)，保障產(chǎn)品加工精度達到設計標準要求。以此來有效延長產(chǎn)品使用壽命。提升產(chǎn)品使用性能。

1 機械加工工藝技術簡述

在機械制造行業(yè)的發(fā)展過程中機械加工水平會直接受到機械加工工藝技術水平的影響，在進行零部件和產(chǎn)品加工過程中通過制定科學的加工工藝流程可以有效提升產(chǎn)品品質。首要充分結合機械產(chǎn)品的規(guī)格及加工數(shù)量要求，應對機械制造企業(yè)實際設備配備情況以及人員技術水平進行充分綜合后，根據(jù)機械工藝加工規(guī)范制定出科學的工藝加工流程，這樣就能夠為機械加工車間提供工藝技術指導。但是在很多情況下不同零部件的規(guī)格型號本身存在較大差異，因此在機械加工過程中的工藝技術要求也會存在較大差別。因此在實際開展零部件加工的過程中需要選擇科學、合理的加工方式，在充分保障毛坯材料滿足加工要求的前提下，才能夠讓這種產(chǎn)品質量達標。機械加工過程是利用原材料通過初試加工、精加工和組裝來完成產(chǎn)品生產(chǎn)。在加工過程中也許會受到很多因素影響，因此經(jīng)常會出現(xiàn)加工誤差問題，加工誤差的出現(xiàn)會對產(chǎn)品加工精確性造成影響。因此，在進行機械產(chǎn)品加工的過程中必須要通過精確測量來實現(xiàn)加工偏差的有效控制。作為機械加工制造企業(yè)必須要對加工工藝技術創(chuàng)新給予高度重視，全面提升企業(yè)人才隊伍的整體知識水平，并依次來實現(xiàn)一些加工工藝流程的進一步優(yōu)化，這樣才能實現(xiàn)產(chǎn)品質量和產(chǎn)品使用壽命的有效提升。

2 機械加工工藝誤差分析

2.1 定位誤差

機械加工操作人員在實施加工作業(yè)過程中并未按照施工設計標準要求對機械設備進行精確定位而導致的誤差就被稱為是定位誤差，定位誤差是機械加工過程中比較常見的一種誤差類型，在進行任何機械零件加工的過程中，實現(xiàn)機械設備的精準定位是保障零件加工精度和加工質量的基本前提，在傳統(tǒng)機械加工行業(yè)中通常情況下采取的是定位調整方法來實現(xiàn)機械設備精確度的調整，但是這種定位方法通常情況下會導致一定的偏差出現(xiàn)，進而對機械加工零件質量造成負面影響。機械加工的定位誤差通常情況下可以分為定位參照誤差和基準不重合誤差等兩種。定位參照誤差主要指的是數(shù)控機床在加工過程中需要根據(jù)計算機模型為基準，通過數(shù)控程序指令來完成工件加工。如果待加工工件與數(shù)字模型之間的定位參照存在誤差的情況下，就會導致在后期產(chǎn)生較大的配合間隙，加工工件也不能滿足實際應用需求。數(shù)控機床加工中不僅可以通過數(shù)字模型進行加工，而且也可以以實際工件為基準進行加工復制。在加工前首先需要保障加工模板與標準件對齊，讓兩者之間實現(xiàn)基準重合。但在實際加工過程中由于機床本身存在一定的振動，導致加工模板與標準件出現(xiàn)偏差，如果操作人員不能夠對兩者的基準進行及時調整，就會導致工件在后期加工過程中產(chǎn)生嚴重變形問題。

2.2 制造誤差

機械設備在進行加工過程中因為設備和零件之間存在相對運動而形成一種摩擦力，由該摩擦力所引發(fā)的誤差就被稱為是制造誤差。機械加工的制造誤差主要有以下幾種形式：第1種是有主軸所導致的誤差，在機械設備加工過程中如果主軸的轉動速度與角度之前存在不均衡性就會導致出現(xiàn)制造誤差，這也是機械加工制造誤差比較常見的一種類型，該現(xiàn)象的出現(xiàn)也會導致機械設備出現(xiàn)嚴重磨損，在一些情況下甚至會導致機械加工的后續(xù)作業(yè)無法順利開展；第2種是由機械設備的導軌所引起的誤差，在機械設備進行加工過程中導軌是保障加工正常進行的一個重要構架，但是導軌在長時間使用過程中都會從某種程度上產(chǎn)生磨損，有時也會引發(fā)機械加工出現(xiàn)制造誤差；第3種誤差屬于傳動鏈所導致的誤差，在整個機械加工設備中傳動鏈主要是實現(xiàn)能量的傳遞作用，傳遞鏈如果在運行過程中出現(xiàn)兩端不同步現(xiàn)象的，會導致設備產(chǎn)生嚴重磨損，由此也會引發(fā)制造誤差。

2.3 幾何誤差

在機械加工過程中操作人員并未嚴格按照標準規(guī)定使用刀具和夾具從而引發(fā)的加工誤差就被稱為是幾何誤差，其具體有以下幾種表現(xiàn)形式：第1種是由刀具而導致的誤差，機械加工過程中的刀具使用中經(jīng)常會受到不可控因素的影響而產(chǎn)生嚴重磨損，這種磨損的出現(xiàn)就容易使機械加工零件以及產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)格受到影響，而且當今市場上機械加工刀具的規(guī)格和種類非常多，在進行產(chǎn)品加工過程中如果操作人員不能充分結合圖紙設計參數(shù)來選擇合理的加工刀具也非常容易導致幾何誤差出現(xiàn)；第2種屬于夾具所導致的誤差，在機器加工過程中操作人員不僅僅會利用到刀具，同時也需要利用夾具來進行輔助加工，如果操作人員對夾具使用規(guī)范存在掌握不熟練的問題，非常容易導致在實際加工過程中出現(xiàn)加工工件刀具之間存在較大間隙，由此也非常容易引發(fā)機械加工幾何誤差。

2.4 變形誤差

部分零部件加工過程中對零部件自身的性能要求非常高，此時在加工過程中非常容易出現(xiàn)加工工價的變形問題，最終導致零部件與圖紙設計參數(shù)存在較大誤差。引發(fā)變形誤差的因素有很多，機械加工過程中如果待加工工件的強度遠遠超過夾具和刀具，就非常容易導致產(chǎn)生變形誤差。如果加工過程中操作人員并未對力度和強度進行合理把握，非常容易導致機械零部件產(chǎn)生變形誤差，一旦出現(xiàn)變形誤差很可能會導致零部件無法滿足實際要求，從而造成原材料浪費，也會給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失。

3 機械加工工藝技術誤差改善措施

3.1 利用加工工藝實現(xiàn)誤差補償

機械零部件的加工過程涉及的加工工藝和加工工具種類非常多，在一加工過程中經(jīng)常會因為工藝、工具及操作人員等各方面因素影響而導致出現(xiàn)工藝技術誤差，為了能夠將因工藝技術誤差而導致的經(jīng)濟損失控制在最低程度，在實際打工過程中操作人員可以采取誤差補償?shù)姆绞絹碛行Ы鉀Q工藝技術故障問題，這樣不僅能夠讓機械加工作業(yè)效率得到全面提升，而且也能夠將機械加工工藝技術誤差對零部件加工質量的影響降到最低程度，從而使零部件加工符合圖紙設計基本要求，進而全面提升企業(yè)的整體的加工水平。操作人員在實施誤差補救的過程中在充分考慮原始數(shù)據(jù)誤差的同時，也需要充分結合加工產(chǎn)品來優(yōu)化選擇補救措施。這樣才能在實現(xiàn)加工成本有效控制的基礎上，將應工藝技術誤差所導致的損失進行有效消除，從而能實現(xiàn)零部件加工精度的有效提升。

作為機械加工企業(yè)應該從誤差預防和誤差補償?shù)葍蓚€方面來實現(xiàn)機械加工工藝技術誤差的有效控制。所謂誤差預防主要指的是有效控制誤差源或者是進一步改變誤差源與加工誤差之間的數(shù)量轉化關系，在實際加工過程中機械制造企業(yè)可以通過積極引進先進加工工藝及加工設備來全面提升機械加工精度。在編制零部件加工工藝規(guī)程的過程中盡可能的使用先進工藝和加工設備，實現(xiàn)每一道加工工具加工能力的有效提升，這樣才能讓零部件加工質量滿足標準要求，企業(yè)在詳細核算成本之后合理提升企業(yè)自身的加工工藝和機械設備技術水平，這樣才能在滿足零部件加工實體需求的同時，實現(xiàn)加工誤差率的有效控制，同時也能夠實現(xiàn)企業(yè)加工成本的有效削減。此外，在進行機械加工的過程中還可以通過對原始故障進行轉移等方式來實現(xiàn)誤差有效預防，在實際進行零部件生產(chǎn)過程中可以采用“立刀”安裝方法，在垂直平面內設置刀刃的切削基面，將誤差轉移到不敏感區(qū)域，進而實現(xiàn)誤差轉移，從而也能夠讓技術誤差得到有效改善，進一步提升了零部件加工的進度。誤差誤差主要是以現(xiàn)有的誤差表現(xiàn)為基準，通過深入分析和精確測量后構建相應數(shù)學模型，都是以上述信息數(shù)據(jù)作為依據(jù)在系統(tǒng)中仍未引入一個附加誤差源，讓附加誤差源與系統(tǒng)表象誤差及其相互抵消，這樣就能夠讓零部件加工誤差減少。機械制造企業(yè)再進行誤差補償?shù)倪^程中，可以充分結合實際加工狀況對誤差補償方法的應用進行有效控制，進而實現(xiàn)零部件加工精度的有效提升，也能夠將因誤差而導致的經(jīng)濟損失控制在最低程度。

3.2 控制加工溫度，提高加工精度

在進行零部件加工的過程中機械設備由于受到運行時間和功效的影響會產(chǎn)生大量熱量，在此情形下非常容易導致零部件受熱產(chǎn)生變形，進而引發(fā)零部件加工工藝誤差。而這一問題要想得到有效解決，機械制造企業(yè)就必須要對加工溫度進行有效控制，通過對加工設備散發(fā)熱量的控制來實現(xiàn)有溫度過高而導致零部件變形問題的出現(xiàn)，從而在全面提升加工效率的同時實現(xiàn)加工精度等有效改善。

在實際加工過程中機械制造企業(yè)可通過以下幾種方式來實現(xiàn)加工設備溫度的有效控制：首先可利用冷卻控制法。在進行零部件加工的過程中，由于機械加工設備長時間運轉而導致大量熱量產(chǎn)生，為了能夠將設備運轉過程中產(chǎn)生的熱量進行有效控制，可以在加工過程中利用冷卻液對于機械設備進行降溫處理，這種方式就能夠讓機械設備連續(xù)運轉過程中產(chǎn)生的大量熱量得到及時排放，進而實現(xiàn)機械設備質量的有效控制，也能夠有效減少因溫度而導致的工藝技術誤差。再次可以利用減少摩擦降熱法。機床在進行零部件加工過程中由于會存在大量摩擦產(chǎn)生大量熱量，從而使機床設備整體溫度升高。面對上述問題機械制造企業(yè)可以充分利用潤滑劑涂抹等方式，將機床運行過程中產(chǎn)生的摩擦熱控制在最低程度，進而能夠實現(xiàn)零部件加工工藝技術誤差的有效控制，原來都將零部件在加工過程中產(chǎn)生變形的問題進行有效解決。

3.3 誤差分組法控制工藝技術誤差

在機械零部件加工過程中很多工藝技術誤差可以有效避免，誤差分組法的應用能夠實現(xiàn)對機械加工誤差的合理控制。機械制造企業(yè)在進行零部件加工過程中要充分結合加工需求科學設計誤差分組法，利用誤差分組法來實現(xiàn)零部件加工工藝的合理安排，這樣就能夠將機械零部件加工中的工藝技術誤差控制在誤差允許范圍內。機械企業(yè)也需要針對工藝誤差的產(chǎn)生頻率和具體原因進行深入分析，同時要結合企業(yè)的實際經(jīng)營發(fā)展狀況來提出有效解決工藝技術誤差的措施，在此基礎上才能夠為誤差分組法的應用提供工作的數(shù)據(jù)支撐。機械加工過程中一旦產(chǎn)生工藝，不僅會受到加工工藝技術水平的影響，而且也會受到人為因素影響，企業(yè)應該結合具體的誤差原因狀況來采取對應的解決措施。針對機械零部件加工的材料、工藝、操作人員進行詳細分組，并結合加工需求來合理調整加工材料、工藝和操作人員等，讓零部件加工滿足圖紙設計標準要求，同時有效提升加工工藝水平。

4 結語

總而言之，隨著現(xiàn)在社會的不斷進步，市場對機械加工產(chǎn)品的要求越來越嚴格，為了能夠進一步提升機械制造企業(yè)的零件加工進度，企業(yè)需要充分結合零部件加工實際需求深入探討工藝誤差的原因所在，并在此基礎上提出合理化解決對策，這樣才能在全面提升企業(yè)機械加工效率的同時，實現(xiàn)零部件加工進度的全面提升，進而為企業(yè)帶來更大經(jīng)濟效益。