机械加工工艺技术误差与控制

1机械加工工艺技术误差分析

机械加工工艺指通过机械加工改变毛坯的表面质量、形状、尺寸等，使之成为预计的零件的过程[1]，是一个需要经过多个加工环节、运用多种工艺技术的繁琐过程，每一个环节、每一种工艺出现问题，都可能对产品的质量造成影响，因此，必须结合加工厂现有的设备、待加工产品的数量和规格、现有人员技术等制定科学的工艺规程，以指导加工生产过程。实际加工生产过程中，机械设备、加工环境、人员操作等均可能导致加工成品与设计产品在尺寸上有所差异。下面分析机械加工过程中的误差来源。1.1定位误差。在实际的产品加工生产中，需要选择产品上的某一点、线或者面作为定位基准实施铣削切割等工艺。定位基准的准确性易受到零件自身和人工操作的影响，其精准度直接决定了机械加工的质量[2]。1.1.1定位参照误差。机械加工使用数控机床时，定位基准通常为计算机中的数字模型，然后通过提前编制好的程序控制数控机床按照逻辑完成复制加工。在实际操作中，数字模型和待加工工件之间的定位参照若不能做到完全契合，在复制加工时就会有间隙形成，从而产生误差。尤其对于一些高精尖的产品，对于紧密度的要求较高，产生的误差不能满足实际的使用需求。1.1.2基准不重合误差。实际加工工艺中，还有以实际工件为模板进行加工复制的，这种加工方式在操作前需将标准件和模板件精准对齐。除了人为操作失误，没有将两者完全对齐外，加工过程中机床的振动也可能导致工件的移动，引起基准的偏差，使得加工成品存在变形。对于这种误差，在实际生产过程中要密切关注，发现工件偏离基准时，及时调整使二者保持吻合。1.2机床制造误差。机床运转必然会产生摩擦，这是无法避免的问题，摩擦可能引起主轴回转误差、导轨误差和传动链误差[3]。1.2.1主轴回转误差。主轴回转误差的发生率较高，主轴运转时不稳定的运转速度和运转量会加速轴承的磨损和老化，其次运转时同轴转速不一致、主轴绕速等均可能磨损机械设备，导致实际运转数据不符合设计运转数据。机械加工工艺中主轴发挥主要作用，回转误差会降低零件的加工精度。1.2.2导轨误差。机床的导轨主要作用是固定工件，除此之外，还能为确定加工工件基准位置提供参考。但是一些加工厂的机床使用年限较长，导轨表面磨损严重，导轨表面有划痕、裂纹、坑洼等，影响了表面的光滑度和均匀度，这种情况下，若借助导轨确定每个部件的定位，则误差的发生率很高。1.2.3传动链误差。加工机械过程中，机床两端的传动滚筒引导传动链完成能量的传递，通常两段的滚筒并不位于相同的高度，而是存在一定的高度差，那么在运动时难以保持相同的转速，引起链条和传动机的磨损。此外，受到机床装配和结构特点的影响，传动链的运动可引起其他机床构件的运动，会影响机床加工工件的精度。1.3工具几何误差。机械加工除了机床等加工设备外，还需要夹具、刀具等辅助工具，辅助工具的质量、选型同样会影响加工件的精度[4]。例如加工时使用的夹具，其作用为固定加工模板，若选用了质量不达标的夹具，或者夹具型号与加工件不匹配，或者夹具的夹紧力随着使用产生的磨损而减小，在加工时可能出现松动而使加工模板固定不稳，甚至造成工件移动，降低加工工件的质量。另外，人工操作失误将夹具的位置摆放错误也可能出现误差。1.4机械产品变形误差。待加工工件原材料自身的机械性能也可能导致误差的产生[5]。假如待加工工件自身的强度较低，那么加工时在机械力的作用下容易发生弯曲等变形而造成产品误差。

2机械加工工艺技术误差控制

受到现有机械加工工艺技术的限制，误差是不可避免的，但通过人为的控制实现误差减小是可以实现的，也是实际加工生产中最常采用的方式。2.1减小直接误差法。减小直接误差法是最经济、最便捷、最具针对性的误差控制方式，维护了原有的机械加工工序。在加工前，根据加工工艺流程、技术特点等全面、仔细地分析加工过程中可能产生的误差，找出其原因，提出相应的预防措施，以此来降低误差。在加工过程中，密切关注加工流程，发现误差及时进行调整和修补。例如加工时使用的刀具造成的误差，刀具作为一种易耗品，加工过程中磨损严重，刀具损耗一定厚度后，加工进度和加工效果均会受到影响。在制定误差控制方案时，加工前要根据待加工工件的材料、尺寸等，合理选择刀具的尺寸、种类和精度；在加工过程中，随时关注刀具的磨损，达到损耗厚度后要及时更换新的刀具，保证加工进度和效果。2.2误差补偿法。一些机械加工产生的误差可通过技术人员的人为补救而减小，同样可提高产品的质量，主要针对的是某些可见性误差，在分析原始误差的基础上，通过添加材料、加热、拉伸等方式进行修补调整，将补偿无偿和原始误差抵消而提高精度。2.3误差分组法。误差分组法是一种针对整个系统或整个工序进行误差控制的方式。对于一个完整的加工工序来说，即使大部分环节的加工工艺完善、稳定，加工得到的工件精度很高，但是在此工序中存在某一个环节加工技术不成熟，稳定性差，这一环节产生的误差仍会拉低成品的精度。利用逆向思维，可将系统中可能出现的误差进行分组，能够控制、容易降低的误差为一组，在实际的误差控制时将容易降低误差的一组工艺作为重点，制定经济、有效的提升加工精度的措施；某些难以控制、难以减小的误差为一组，采用高精度机床、精磨处理等措施。误差分组法尤其适用于流水线零件加工。

3结束语

机械加工工艺的技术误差若过大，超过可接受度，就会失去使用价值，不仅浪费原材料、人力、物力等成本，还影响企业的声誉，不利于企业的生存和发展。高品质的产品才有助于加工业的可持续发展，误差目前虽无法避免，但在遵循机械加工规律的基础上，通过科学、合理的控制措施可以减小，切实提升机械加工工件的精确性和可靠性。

参考文献：

[1]田舒，魏悦，樊洁.机械加工工艺技术误差分析与控制方法的探讨[J].军民两用技术与产品，2017（16）：185.

[2]王秀丽，魏永辉，蒋志强，等.机械加工工艺技术的误差分析及策略分析[J].河南科技，2015（24）：52-54.

[3]毛海英.机械加工工艺的技术误差问题及对策分析[J].城市建设理论研究:电子版，2016（9）：4.

[4]郑俊峰.机械加工工艺的技术误差问题及对策分析[J].商品与质量，2016（50）：27-28.

[5]孟素娥，李付荣，王艳.机械加工工艺的技术误差问题及对策分析[J].工程技术：文摘版，2017（21）：279.

作者:孔琳 吴思翰 刘涛 刘耀东 单位:滨州渤海活塞有限公司