機械加工工藝技術(shù)與誤差分析

王興剛

摘要：本文從機械加工工藝的概念及內(nèi)容入手，分析了機械加工中產(chǎn)生誤差的原因，并對提高機械加工精度，減少加工誤差的措施進行了探究，以期為控制機械加工過程，提高機械加工產(chǎn)品質(zhì)量提供參考價值。

關(guān)鍵詞：機械加工;工藝技術(shù);誤差分析

在機械零件加工過程中，由于每個零件的形狀、尺寸、類型與技術(shù)要求等各不相同，單個零件很難由獨立車床加工完成，而是需要經(jīng)過一套完整的工藝流程，依據(jù)零件的要求選擇正確的加工方法，按照一定的加工工序逐步將其加工完成。因此，分析機械加工的工藝技術(shù)及加工過程中產(chǎn)生的誤差，對于提高零件的加工精度和質(zhì)量有著重要的意義。

1.機械加工工藝的概念及內(nèi)容

在零件加工過程中，工藝人員需要對加工零件的尺寸、形狀和技術(shù)要求等因素進行全面的考察與衡量，并以其結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)來選擇合適的工藝流程，還會將加工的內(nèi)容制成工藝規(guī)程。機械加工的工藝規(guī)程是車間組織生產(chǎn)的主要依據(jù)文件，也是企業(yè)改造和擴建車間基本的技術(shù)依據(jù)，不同加工企業(yè)的情況不同，工業(yè)流程自然也不同。

機械零件或者工件加工制造的步驟即為機械加工的工藝流程，而通過機械加工方法，改變毛坯尺寸、形狀于表面質(zhì)量，使其成為合格零件的整個過程就是機械加工的工藝過程。例如普通零件經(jīng)過粗加工、精加工、裝配、檢驗和包裝等一系列環(huán)節(jié)，即組成了普通零件簡單的加工流程。機械加工工藝是建立在工藝流程基礎(chǔ)上，通過改變機械零件的尺寸、形狀和相對位置等，使其成為半成品或者成品的整個過程，其中的每一個步驟和流程都有著詳細說明和嚴(yán)格要求。簡而言之，加工工藝為工藝環(huán)節(jié)依據(jù)的詳細參數(shù)，工藝流程為總加工綱領(lǐng)，工藝規(guī)程為根據(jù)實際的加工情況所編制的加工工藝。

2.機械加工中產(chǎn)生誤差的原因

2.1機床制造誤差

機床制造誤差主要表現(xiàn)在主軸回轉(zhuǎn)、導(dǎo)軌與傳動鏈等方面的誤差。主軸回轉(zhuǎn)出現(xiàn)誤差的原因主要為軸承自身產(chǎn)生的誤差、主軸同軸度方面的誤差和主軸繞度產(chǎn)生的誤差等。導(dǎo)軌出現(xiàn)誤差主要為導(dǎo)軌自身制造方面的誤差、導(dǎo)軌受到不均勻的磨損而產(chǎn)生的誤差與導(dǎo)軌安裝過程中產(chǎn)生的誤差等。傳動鏈出現(xiàn)誤差主要是傳動鏈各組成部分在制造與裝配的過程中出現(xiàn)的誤差，以及傳動鏈工作中磨損產(chǎn)生的誤差。

2.2刀具與夾具的幾何誤差

刀具在工作中會出現(xiàn)磨損，從而使零件的尺寸與形狀發(fā)生改變而產(chǎn)生誤差，尤其是對于定尺寸的刀具，其在零件加工過程中出現(xiàn)的制造誤差直接對影響到零件的加工精度。夾具主要是用來校正刀具與機床的相對位置，其幾何誤差也會影響到零件的加工精度。

2.3?定位過程中的誤差

定位的誤差主要分為兩種情況，一種為定位副制造時相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了誤差，另一種為基準(zhǔn)不重合造成的誤差。在零件加工的過程中，如果設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)出現(xiàn)偏差，就很容易造成基準(zhǔn)不重合方面的誤差。定位副由零件定位面和夾具定位元件構(gòu)成，如果定位副的制造出現(xiàn)問題或者定位副配合間隙和副制造數(shù)值缺乏精確性，就會出現(xiàn)副制造誤差。

3.提高機械加工精度的措施

在明確機械加工中產(chǎn)生的原因后，加工企業(yè)可以采取合適的方法或措施，如直接減少誤差的方法、誤差補償法和分化原始誤差法等，從而提高機械加工的精度，保障加工零件的質(zhì)量。

3.1直接減少誤差的方法

在機械加工的生產(chǎn)過程中直接減少誤差法被廣泛應(yīng)用。工藝人員需要明確機械加工過程中出現(xiàn)誤差而影響加工精度的主要因素，再選擇合適的方法減少加工過程中出現(xiàn)的誤差。例如在細長軸車削過程中，加工零件很容易出現(xiàn)熱變形的情況，工藝人員可以采用“大走刀反向切削”的方法，并加裝彈簧后頂尖，這樣就可以很好地消除細長軸因切削受熱而出現(xiàn)的彎曲變形。又如在磨削薄片工件的兩端時，工藝人員可以采用環(huán)氧樹脂粘強劑將薄片工件在自由狀態(tài)下占到平板上，并將平板和工件都放在磁力吸盤上面，磨平薄片工件的上端面，然后取下平板上的工件，以已經(jīng)磨平的上端面作為基準(zhǔn)再磨平工件的另一端面。這樣就可以很好地消除薄片工件的加緊變形，有效解決薄片工件兩端面的磨削平行度。

3.2?誤差補償?shù)姆椒?/p>

此法是工藝人員在機械加工的過程中故意制造一種新誤差，用來補償原來工藝加工中存在的原始誤差，從而實現(xiàn)減少加工誤差，提高工件加工精度的目的。例如在制造數(shù)控機床上的滾珠絲桿時，工藝人員可以將絲桿螺距的磨的比標(biāo)準(zhǔn)值稍微小一點，然后在裝配的時候適當(dāng)加大拉伸力，使絲桿螺距與標(biāo)準(zhǔn)螺距相一致，從而有效補償滾珠絲桿制造時產(chǎn)生的誤差，而且產(chǎn)生的應(yīng)壓力可以抵消機床工作時絲桿的內(nèi)應(yīng)壓力，從而減少了標(biāo)準(zhǔn)螺距因消熱變形而出現(xiàn)的原始誤差。

3.3?分化原始誤差的方法

如果這道加工工序的精度穩(wěn)定，工藝能力也滿足要求，但是下道工序加工的毛坯或者半成品粗度出現(xiàn)了變化，就會出現(xiàn)定位誤差或者復(fù)映誤差較大的情況，無法保證加工工序的精度，而提高毛坯或者上道工序的加工精度，則需要耗費更多的經(jīng)濟成本。此時工藝人員可以采取分化原始誤差的方法，將毛坯或者半成品的尺寸按照誤差的大小分成n組，每一組毛坯或者半成品的誤差相應(yīng)的縮小為原來的1/n，然后工藝人員按照備組的尺寸對刀具和工件的相對位置進行合理調(diào)整，這樣就可以縮小整皮加工工件的尺寸分布范圍，這比提高毛坯或者上道工序的加工精度易于操作且節(jié)約成本。

4.結(jié)束語

總之，機械加工過程中不可避免會出現(xiàn)誤差，而分析影響機械加工精度的原因，對于工藝人員在機械加工時選擇合適的機械加工工藝及流程和減少加工誤差非常重要。因此，機械加工人員在工作實踐的過程中，需要不斷總結(jié)機械加工的經(jīng)驗和教訓(xùn)，創(chuàng)新機械加工工藝，改進機械加工流程，以便更好減少機械加工過程中產(chǎn)生的誤差，保障加工工件的精度和質(zhì)量。

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