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机械加工工艺技术误差产生机理与解决措施

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：池彦洋

[导读] 摘要：进行机械加工过程中，操作人员要结合设备条件、产品数量等情况，采取相应的加工工艺和工艺流程，将相关要求及规定转变成指导文件，用于组织生产作业顺利开展中。

        西安航空制动科技有限公司陕西兴平 713106
        摘要：进行机械加工过程中，操作人员要结合设备条件、产品数量等情况，采取相应的加工工艺和工艺流程，将相关要求及规定转变成指导文件，用于组织生产作业顺利开展中。本文针对机械加工工艺技术中的误差及改进对策进行研究，旨在提高机械加工质量，将误差控制在允许范围内。
        关键词：机械加工工艺；误差；机理；解决措施
        1机械加工工艺技术误差的产生机理
        1.1定位误差
        机械加工质量受定位基准的直接影响，而人工操作和零件本身会在一定程度上限制定位基准的准确度。具体的定位误差主要表现为2个方面：①基准不重合产生的误差。在机械加工工艺中存在“加工复制”的状况，即将实际工件当作模板，进行新的机械工件的复制加工，这种方式要求模板件和标准件高度对齐。操作时，人为失误与机床振动都会造成工件偏移，导致基准误差，进而使成品出现变形。针对基准不重合误差，操作人员在生产过程中应时刻重视，一旦发现工件移动，要即刻做出调整，保证模板件与标准件的充分吻合；②定位参照误差。利用数控机床进行机械加工生产时，计算机内的数字模型一般被作为定位基准。对机床的控制，通常使用提前编写的程序来操作。实际的生产过程中，如果加工工件与数字模型间的定位参照未完整契合，就会出现间隙，进而引起误差。某些高精尖产品要求较高的契合度，若出现这种误差，将无法满足使用需要。
        1.2刀具选择误差
        在机械加工中，操作人员以加工数据参与为参考，通过对加工零部件形状和性能的了解，来选择更加合适的道具，满足机械加工的工艺需求。但受自身主观意识的影响，操作人员在进行刀具选取时，由于不同刀具在性能、形状、结构等方面都存在较大的差异，使部分刀具的选择存在偏差，影响整体工艺的加工效果。例如机械加工常使用的刀具包含高锰合金、铸铁合金、K类硬质合金等材料，每一种刀具的工作性能都具有一定的差别，在工艺中的应用所产生的效果也不同。如操作人员缺少对刀具性能的了解和认知，就会在刀具选择上出现失误，降低机械零部件加工的精准性。
        1.3工艺变形误差
        工艺变形误差是指在实际加工过程中，未能依据产生的加工特性、使用特性等，来对相关工艺进行选取，当缺乏相应的保护措施时，将加大零部件生产过程中变形风险，进而影响加工质量。例如，在对零部件进行小弧度加工时，如工作人员错误的选取直角加工工艺，将令产品发生形变。此外，设备运转中产生的热量也是工艺变形误差产生的主要原因，当零部件的热性能较小时，其无法承担设备加工过程中产生的热量，当热量基准值大于零部件的热能效应时，零部件将发生热性形变。
        1.4工具几何误差
        实际进行机械零件加工时，除了上述加工装置外，还会应用到各种辅助工具，而工具选用不当或者自身存在质量问题，将加大机械加工误差产生可能性。从夹具来说，利用该设备进行加工时，主要起到固定加工模板的作用，这一设备带来的结合误差表现在以下方面：一是夹具经过长时间使用后，将出现松动或磨损现象，造成工件位置不稳定，后期加工中可能出现位移现象，是引起加工误差的主要原因；二是夹具设置位置不合理，如使用刀具加工时，它作为一种损耗性材料，在加工实践中会出现磨损。磨损到一定程度后难以在预期时间内达到加工效果，容易造成工件尺寸，外形等不符合标准，还会降低加工效率，是进行机械零件加工时要重点注意的问题。除了刀具自身精度控制外，在刀具类型选择以及尺寸大小选用方面，同样要从减少误差来考虑，确保设备的合理选择，提高最终的加工效果。
        2机械加工工艺技术误差的防范对策
        2.1利用误差补偿弥补原始误差
        机械加工过程较为复杂，使用的工具种类多样，加工人员在加工工件的过程中，很可能因为主观因素或客观因素造成机械产品出现误差。

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在误差发生后，加工人员应及时分析误差原因，并进行有效修复。误差补偿法是控制机械加工工艺技术误差的有效对策之一，主要是利用人为制造的误差来弥补、抵消加工工艺中产生的原始误差。与原始误差不同，人为制造的误差会大幅降低工艺技术误差。例如，生产滚珠丝杆的过程中，加工人员可以对螺距进行适当改变，使螺距低于标准值，实际装配时，滚珠丝杆的螺距会被拉伸力拉长，达到标准长度，而内应力与滚珠丝杆热量抵消，产生正应力，消除原始误差，标准螺距就此达成。
        2.2严格执行机械加工工艺的根本性原则
        机械加工流程有明确的基础原则，即为以加工标准为依据，先粗后精，有序的开展各项加工活动。首先，机械价供应依照行业的标准，进行表面加工工作，对加工过程中产生的误差进行控制。减少操作人员所产生的监管不当的问题，保障加工工艺的精准性。其次，要加强对加工标准进行监管，促进各项基准参数之间最大程度的重合，避免加工过程中出现基准不重合的问题。最后，应定期检查加工设备的使用状况，在出现磨损严重的问题时，要及时进行上报，并安排维护人员对设备进行保养。促使各个设备都能够处在良好运行状态之中，降低加工工艺技术误差的产生概率。
        2.3加强机械设备的养护
        为提升机械设备的操控精度、加工质量等，工作人员应对机械设备建立相应的防控体系。通过周期检查的形式来对设备运行的各个环节进行分析，例如，主传动轴、导轨、传动链等部件的磨损情况监测。并应对生产批次的零部件进行抽检，以查验零部件的误差参数值，当抽检的零部件数据参数相差较大时，则应依据参数变化范围来找寻误差环节，以此来对机械设备存在的问题进行针对性解决。技术人员应对刀具磨损情况、加工特性等进行分析，确保在刀具完整的情况下，刀具特性可与零部件的生产特性相符合，当刀具破现象较为严重时，应及时更换刀具，为机械设备的加工质量提供基础保障。
        2.4减少机械加工中的直接误差
        机械加工中的直接误差，是指在机械加工中运用机械加工工艺技术直接所导致的误差，避免这一误差就需要在机械加工前期准备环节，提前做好预防准备工作，在最大程度上降低或是减小误差。除此之外，要熟知机械加工的基本流程，对已经产生的误差要及时修补和改善，对潜在的误差要及时采取措施来发挥预防作用。例如：在细长轴车削的过程中，受到热因素和力因素的影响，很容易导致所加工的工件产生弯曲变形的现象。在使用机械加工工艺技术时，要在机械加工中预防可能产生的误差，并针对加工产品的特点和实际加工中所产生的情况，选择“大走刀反向切削法”这一工艺，就能够在加工过程中最大程度上消除干扰因素的影响。
        2.5优化完善工艺系统
        针对工件刚度引起的误差，可以随机调整工艺系统的加工生产过程，具体表现在：对工件刚度和对其加工的装置和设备进行加工演练，通过多次尝试，找到符合工件刚度的加工链；给工件刚度设置相对应的工艺操作程序，每个刚度类型都要与之配合的工艺工序，工艺程序可以繁化，亦可以简化，总之能让加工误差相互抵消、相互弱化，便可以被引入、被使用。围绕工件刚度展开的工艺技术讨论近些年有很多，主要的控制措施都集中在解决工件刚度对装置和工具产生的震动影响和磨损影响，然而从其他方面，也可以想到好的办法来应对。比方说，增加加工频率，通过“愚公移山”的方式，数控机床在加工高精度工件的时候，会利用编程的优势，减少“进刀”的距离，慢慢切割工件，通过反复切割，由工件刚度引起的工件反作用力自然会大大降低。
        总结：零件加工精度是我国机械工程的顶级追求，因此，需要不断优化机械加工工艺，保证加工精度，减小误差，把误差降到最低，这也是我国目前应脚踏实地做好的一项工作。希望可以促进机械加工工艺技术得到合理应用，从而推动机械工业得到良好发展。
        参考文献
        [1]文平.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的思考[J].河北农机,2020(1).
        [2]张超群.浅议机械加工工艺技术的误差原因及对策[J].山东工业技术,2019(08).
        [3]王富强.浅谈机械加工工艺[J].科技与企业,2015(20).