【機械加工論文】機械加工工藝技術(shù)誤差及控制策略

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1、【機械加工論文】機械加工工藝技術(shù)誤差及控制策略 摘要:在機械加工行業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，現(xiàn)代機械加工工藝技術(shù)的整體水平已經(jīng)得到了極大的提升，但由于機械產(chǎn)品的加工精度要求同樣越來越高，因此在產(chǎn)品加工過程中，誤差問題仍然未能從根本上得到解決?；诖耍瑢C械加工工藝技術(shù)的誤差原因進行了分析，同時針對機械加工工藝技術(shù)的誤差控制策略展開了探討，希望能夠?qū)C械加工精度的提升有所幫助。 關(guān)鍵詞:機械加工;誤差;機床 引言 誤差作為影響機械加工技術(shù)工藝水平的重要因素，其不僅關(guān)系著機械產(chǎn)品的質(zhì)量與使用壽命，同時也與機械加工企業(yè)的經(jīng)濟效益直接相關(guān)，機械加工工藝

2、技術(shù)的精度越高，產(chǎn)品質(zhì)量與使用壽命也就越能夠得到保障，機械加工企業(yè)的經(jīng)濟效益也能夠得到提升，而如機械加工工藝存在誤差過大，也同樣會對產(chǎn)品質(zhì)量、使用壽命的因素造成直接影響。 1機械加工工藝技術(shù)的誤差原因 1.1定位錯誤 定位錯誤簡單來說就是在進行機械加工時，未能將待加工零件準確、牢固定位，從而使加工零件與定位元件之間出現(xiàn)公差，影響加工零件的尺寸規(guī)格準確性。一般來說，因定位錯誤而導(dǎo)致的機械加工誤差可分為基準不重合誤差與定位基準不準確誤差2種?；鶞什恢睾险`差是指零件加工圖紙中給出的設(shè)計基準與零件加工時的定位基準之間不重合，這意味著待加工零件的加工尺寸、

3、位置均與設(shè)計要求不符，加工出的零件自然也就會出現(xiàn)偏差。而定位基準不準確誤差則是指實際定位基準不準確，且定位副(工作定位面與夾具定位元件)存在較大配合間隙，這時待加工零件在加工過程中無法準確固定在原位置，最大位置變動量很容易超出規(guī)定公差范圍，并使加工零件出現(xiàn)較大誤差［1］。 1.2工具誤差 工具誤差是指在利用各種加工工具或機床對零件進行加工時，工具、機床本身的各方面參數(shù)存在誤差，并對所加工零件的規(guī)格尺寸精確性造成了影響，通常可具體分為幾何誤差、調(diào)整誤差2種。其中，幾何誤差屬于加工工具制造時或是長時間使用后出現(xiàn)的誤差，對加工精度的影響比較大，例如在使用夾具時，對零件

4、與刀具、機床間的相對位置有著十分嚴格的要求，如果夾具加工時出現(xiàn)了尺寸問題，那么零件與道具、機床間的實際相對位置就會與設(shè)計的參數(shù)要求出現(xiàn)偏差，進而使零件出現(xiàn)誤差。另外，如機床導(dǎo)軌在安裝時出現(xiàn)了偏差，或是因長期使用而產(chǎn)生不均勻磨損，那么機床各部件間的相對位置關(guān)系也會出現(xiàn)變化，這同樣會直接導(dǎo)致零件機械加工誤差的出現(xiàn)。 1.3工藝系統(tǒng)誤差 工藝系統(tǒng)誤差簡單來說在工藝系統(tǒng)中，待加工零件、刀具、機床部件在受力或受熱后出現(xiàn)變形，進而對加工精度造成影響。以受力變形為例，無論是待加工零件還是機床部件、道具，其在機械加工中都會受到各種力的影響，如果其中一方的剛度相對不足，那么就會在

5、持續(xù)受力的狀態(tài)下出現(xiàn)變形，這時仍然按照原工序?qū)α慵M行加工，就必然會導(dǎo)致零件加工精度出現(xiàn)變化［2］。例如當待加工零件剛度低于機床及刀具、夾具等加工工具時，一旦待加工零件在加工過程中受到切削力的直接影響，受力部位往往會出現(xiàn)彎曲、凹陷等變形情況，并且零件規(guī)格、尺寸、形狀等發(fā)生明顯變化，按照原工序及設(shè)計參數(shù)進行加工，自然就會導(dǎo)致機械加工誤差。而如機床存在部件結(jié)合面接觸變形、連接部件間摩擦力過大、內(nèi)部間隙過大等問題，則會導(dǎo)致機床的剛度低于待加工零件，使用這種車床對零件進行加工，很可能會導(dǎo)致機床部件變形，這時機床控制下的實際加工操作必然與設(shè)計要求出現(xiàn)偏差，加工誤差也會隨之出現(xiàn)。另外，加工過程中刀具、零件

6、與機床部件會在持續(xù)運動、摩擦的情況下產(chǎn)生熱量，隨著溫度的不斷升高，金屬材質(zhì)的加床部件、待加工零件、刀具自然很可能會出現(xiàn)變形。 1.4其他誤差 除比較常見定位誤差、工具誤差與工藝系統(tǒng)誤差外，其他原因?qū)е碌臋C械加工誤差雖然相對比較少見，但在機械加工過程中仍然時有出現(xiàn)。例如在機械加工過程中，部分零件的加工精度較高，為避免機械加工誤差的不斷累計，通常需要在每一道加工工序完成后對工藝系統(tǒng)進行調(diào)整，但由于工藝系統(tǒng)調(diào)整通常是由人工完成，很難完全保證調(diào)整操作的準確性，因此一旦調(diào)整過程中出現(xiàn)誤差，那么在工件、刀具、夾具、機床之間的相互位置就會變化，最終導(dǎo)致不同程度的機械加工誤差。

7、同時，由于零件的尺寸、規(guī)格、形狀等都需要通過測量來確定，因此一旦零件的測量方法不當，或是測量器具精度及待加工零件本身存在問題，并對測量數(shù)據(jù)的準確性造成了影響，零件機械加工的測量誤差同樣會隨之出現(xiàn)，而根據(jù)測量時間的不同，測量誤差還可具體分為加工時測量誤差與加工后測量誤差2種。此外，在未受外力影響的情況下，很多待加工零件的內(nèi)部還會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，這些內(nèi)應(yīng)力不僅會使零件處于高能位的不穩(wěn)定狀態(tài)中，導(dǎo)致零件不能為穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化，同時還會讓零件直接出現(xiàn)變形，而這也是導(dǎo)致機械加工誤差的又一原因。 2機械加工工藝技術(shù)的誤差控制策略 2.1原始誤差控制 從當前的機械加工

8、技術(shù)工藝來看，機械加工中的誤差原因雖然比較多樣，但基本都是可以預(yù)防的，因此要想有效降低機械加工誤差，就必須要針對各種常見誤差原因來展開原始誤差控制，提前消除可能存在的誤差隱患。例如在引入各種機械加工工具、機床時，應(yīng)按照相關(guān)設(shè)計要求來對其尺寸、相對位置關(guān)系、剛度等進行檢查，以保證其各方面質(zhì)量性能均符合要求，避免因刀具剛度不足、機床部件制造誤差等情況而導(dǎo)致零件加工誤差。而在機床、加工工具投入使用后，也同樣要定期對其磨損情況、變形情況、相對位置情況等進行檢查，并在發(fā)現(xiàn)問題后及時更換嚴重磨損、變形的部件，對相對位置發(fā)生變化的部件進行調(diào)整，加工前還要檢查待加工零件材料的剛度情況。 2.2

9、誤差補償 受機械加工技術(shù)工藝水平的限制，當前機械加工中的各種誤差很難完全避免，為保證加工零件的質(zhì)量，還需在控制機械加工原始誤差的同時，通過誤差補償?shù)姆绞絹斫档蜋C械加工誤差。例如在進行零件加工之前，如發(fā)現(xiàn)機床部件存在比較明顯的原始誤差，就可以人為制造出與之相對的新原始誤差，對系統(tǒng)中固有的原始誤差進行補償或抵消，從而降低或消除加工誤差、提高加工精度的目的。 2.3分化原始誤差 分化原始誤差簡單來說就是根據(jù)誤差反映規(guī)律以及上道工序、毛坯工件的尺寸大小，對待加工零件進行科學(xué)分組，使每一組零件的尺寸范圍都能夠縮減到一定范圍內(nèi)，這時再按照各組工件的誤差范圍來

10、調(diào)整刀具，就可以確定工件的準確位置，將整批零件的加工誤差縮小至允許誤差范圍內(nèi)。 2.4變形預(yù)防與改良 機械加工誤差的原因雖然比較多樣，但其中很大一部分都是因零件或加工工具、機床變形而導(dǎo)致誤差，因此在機械加工過程中，對加工零件、機床、加工工具的變形進行有效預(yù)防與改良，因變形所導(dǎo)致的機械誤差問題就能夠得到有效解決。針對待加工零件的熱變形問題，可通過對零件熱處理的操作細節(jié)規(guī)范來降低熱變形的發(fā)生概率，如零件已經(jīng)出現(xiàn)變形，則可以選擇對變形零件進行淬火，并在淬火之后立即停止回火，這樣淬火后零件中的剩余奧氏體就會逐漸轉(zhuǎn)化為馬氏體，并導(dǎo)致零件脹大，最終恢復(fù)到變形前的狀態(tài)。針對裝

11、夾變形問題，則可以針對零件的特點來對工裝進行合理選用，或是為零件設(shè)計專用工裝，以提高工裝的固定效果，在正式加工之前，還需要停止相關(guān)準備工作查看零件的固定情況，對固定不牢固的零件進行加固。這樣一來，零件在加工過程中不易出現(xiàn)位移問題，零件出現(xiàn)裝夾變形的概率自然也會隨之大大降低。 3結(jié)語 機械加工工藝技術(shù)的更新發(fā)展雖然提高了各種零件產(chǎn)品的機械加工精度，但卻無法真正消除加工誤差，要想降低誤差對加工精度的影響，保證零件加工質(zhì)量，還需全面認識到機械加工誤差的主要原因，同時通過原始誤差控制、分化原始誤差、誤差補償?shù)确椒▉韺φ`差進行有效控制。 參考文獻: ［1］陳動杰，石美軍，郭又銘，等．機械加工工藝技術(shù)的誤差及改善對策［J］．科技風，2019(8):166． ［2］楊昆明．機械加工工藝的技術(shù)誤差問題及對策分析［J］．城市建設(shè)理論研究(電子版)，2017(7):293－294．