機械加工工藝技術誤差分析及對裝配質量的影響

摘要：機械加工的誤差控制會對工件的質量產生直接的影響，在具體加工的過程中，需要對加工過程中可能產生的誤差進行分析，探究加工過程中可能產生的誤差環節，并采取有針對性的措施減小誤差，提高機械加工的裝配質量，通過對誤差分析技術對機械加工裝配質量的影響因素進行分析，詳細地探討了機械加工工藝技術誤差控制策略。

關鍵詞：機械加工;工藝技術;誤差分析;裝配質量

中圖分類號：TH161 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0127-02

0 ?引言

在機械產品生產與加工的過程中，如何減小機械加工工藝的誤差，是提高機械裝配的關鍵因素之一，借助高質量的機械加工工藝作為支撐，可以有效的降低機械加工的誤差，才有利于改善機械裝配的質量。機械加工的誤差控制就是在生產加工期間，合理的控制生產工藝流程，合理的選擇加工的道具，精準的控制每一個生產過程，減少加工過程中可能出現的幾何誤差、工具誤差等，從而提高機械加工的誤差分析與裝配質量。

1 ?誤差分析對機械加工裝配質量的影響

為了保證良好的裝備質量，在對機械設備的部件進行加工時，需要優化加工的工藝，以減小工藝技術的誤差，保證各個部件之間的緊密配合，是提高裝配質量的關鍵。在進行機械加工時，由于部分零部件的機械強度比較低，如果加工技術方面存在缺陷，選擇刀具、程序控制等不夠不合理，就會導致零部件產生變形的現象，這樣就會衍生出一系列的問題，會影響著整個機械設備的質量，最終導致裝配的效果不能滿足要求。例如，在利用內圓磨床來加工零件時，往往會產生橫向切入的情況，導致主軸受到壓力，進而產生形變，也會導致加工的部件就會因為主軸的形變而產生誤差，進而就會衍生出比較嚴重裝配質量問題，進而影響著產品的質量，不利于產品的后期裝配;再例如，有些機械產品的材質比較脆弱，在生產加工過程中，如果加工切削尺寸不合理，在應壓力的作用下就產生變形而產生誤差，也會影響機械設備的裝配質量。在機械加工的過程中，加工的零部件容易發生形變主要有兩種情形：第一種是熱變形，由于加工過程中的摩擦等造成零部件變形，主要是刀具在生產過程中產生的熱量而導致的變形，而造成刀刃與刀體發熱，從而會形成刀頭伸長而產生形變，就會在加工的過程中，生產的零部件尺寸發生改變，使得加工過程產生較大的誤差;第二種是內應力變形，在加工的過程中，需要對加工的零部件夾緊、機床與零部件、刀具之間的摩擦，產生內應力，導致機床的變化，從而造成加工的零部件產生形變，造成加工誤差，進而會影響著機械裝配的質量。

2 ?常見的機械加工工藝技術誤差控制策略

2.1 幾何誤差

機械產品的加工需要嚴格的按照工藝流程、程序進行加工，根據具體的加工要求，要選擇合理的模具進行加工，在加工過程中，由于受到機床主軸、刀具形變、安裝的誤差的影響，造成加工的零部件產生幾何誤差。第一，在機械加工中，機床主軸在加工過程中主要起著傳動的作用，容易對加工的工件相對位置產生影響，導致加工時產生誤差，會對加工工件的表面整體平整產生影響，但是，在加工的不同的時間段內，機床的回轉軸線由于誤差而偏離標準中心軸線，這種誤差就會給加工的零件帶來相應地影響，從而影響著機械產品的加工質量。為了減少機械產品的幾何誤差，防止主軸的回轉誤差，在具體加工的過程中，需要嚴格按照裝配的標準來完成主軸的裝配，在最大程度范圍內建設加工的結合誤差。第二，加工刀具誤差對零部件加工的影響，如果加工的道具設置存在誤差時，也會給產品的加工帶來誤差，在特殊環境中加工零件時，刀具的誤差直接影響加工工件的質量，如刀具在切削、切削刃、刀面、工件以及在切削加工中形成的摩擦力，不僅能產生應變力，還能導致刀具磨損，如果刀具磨損過大，就會導致工件的表面粗糙度過大，進而影響著工件的切削顏色與形成，嚴重時還會產生振動，造成工件加工的誤差。刀具磨損的情況也會造成加工工件的變形，還會直接影響著零部件加工的切削效率、產品的加工成本與加工的質量等。為了有效的減少零部件加工的幾何尺寸誤差，需要改善刀具安裝的誤差與形成誤差，在安裝的過程中，在刀具模板安裝或者對刀安裝時，可以采用顯微鏡對細微處放大后進行安裝，并正確的使用冷卻潤滑劑為道具潤滑與并降溫，在降低刀具加工溫度的同時，還能降低刀具的磨損程度，延長刀具的使用壽命，減少零部件加工的幾何誤差。

2.2 零部件加工受熱與受力方面

機械的模具質量影響著零部件加工的誤差，直接影響著機械加工部件的質量，進而會影響著后期的產品裝配質量，在具體的零部件加工中，要選擇材質較好的模具，以減少零部件加工過程中產生的誤差。加工過程中產生的受熱與受力主要原因是刀具與零部件摩擦而形成的，在零部件剪切、切削與道具摩擦時會產生大量的熱，往往會導致零部件加工產生受熱形變，不同材料的刀具產生熱形變的程度與方向也有很大的差異，加工完成后，零部件的形變才會趨向穩定。由于刀具受熱發生形變，工件受熱也會導致尺寸變大，在加工時還是按照原來的尺寸進行加工，在加工部件冷卻之后，尺寸就會產生誤差，最終會影響零部件的加工質量，這就需要在加工時選擇合適的刀具，注意部件的切削程度，邊加工邊采用冷卻來控制部件、刀具在加工中產生的熱變形，減少產品因加工而產生的誤差情況。在產品加工中，減少工件熱變形的途徑主要有：第一，要合理的使用冷卻潤滑劑，及時對加工的零部件進行降溫，避免零部件因受熱而產生形變;第二，加強對加工部件的非加工部分進行冷卻處理，減少因溫度差異而導致零部件其他部分變形。另外，為了保證加工模具的整體誤差，需要對加工的材料進行整體保護，控制材料變形與受熱不一致的現象，正確地選擇和使用檢測原材料，可以有效的降低機械加工工藝誤差，也有利于提升工件的加工質量，并降低裝配的成本。在加工的原材料選擇時，要按照工件加工的標準與性能指標來選擇材料，能滿足機械加工內應力的要求，還要選擇受熱形變小的原材料，不僅要保證材料的質量與價格，還需綜合考慮材料的性價比，選擇價格最優的材料。想要有效地提升機械加工工藝的質量，減少材料、刀具等受熱而影響加工部件的誤差，需要嚴格控制加工部件的原材料，不僅要注重材料的性價比，同時還要注意產品的質量是否滿足裝配的要求。

2.3 加工操作方面

在對工件進行加工的過程中，要嚴格按照加工的標準與流程進行加工，在加工前需要熟悉整個加工生產的流程以及減小誤差的方法，準備好必要的冷卻潤滑劑等。首先，夾具的裝夾與調整，結合具體加工的要求，要嚴格按照加工的工藝流程，因為夾具調整過程中的手工操作誤差不可避免，夾具的調整往往需要手動調整，為減少誤差，要盡量減少調整的次數，導致整個加工工件的誤差過大，也就會影響著機械加工的裝配質量。因此，在工件進行加工的過程中，需要規范加工的流程與標準，減少裝夾的次數與調整的頻率控制產品的誤差，對于大批量產品的機械加工，要嚴格按照標準執行，可以采用固定夾具或者利用一些輔助工具來控制夾具，使之不會發生形變，從能減少多次裝夾調整而導致的誤差。在減少人為因素對機械加工的影響方向，還可以采用自動化控制設備進行加工，可以精準的對加工過程進行控制，還能減少加工的誤差。其次，工件加工過程中的測量誤差也會影響著加工工件的質量，測量是工件加工的前提與基礎步驟，良好的測量數據，可以有效的保證后期工件加工尺寸的誤差在可控的范圍內，而且測量產生的誤差，也會對后期的零部件的加工產生誤差，為了有效的減少測量誤差帶來的不利后果，必須規范加工測量的行為，采用精確的量具測量，并采用多次測量的方法，來減少測量的誤差，才能提高工件加工的效果與裝配的效果。

2.4 人為因素方面

機械加工過程中，人為操作產生的誤差原因是操作次數過多，也會增加零部件加工的誤差，對整個機械加工質量產生影響。因此，在機械加工的過程中，需要提高加工的自動化控制程度與網絡協同工作的效率，加大對零部件加工誤差的控制，不僅能提高機械加工制造的效率，減少工件加工產生的誤差，從而能更好的適應工件加工的控制過程，自動形成加工工藝的具體參數，有利于加工自動化控制，利用控制系統對電機參數的前饋控制和調整，可以自動適應工件加工的要求，同時還能自動識別工件加工的模具，簡化加工過程的繁瑣操作，應用自動化的加工設備，可以利用機械設備的自動轉換和自動人機界面，智能調整加工的參數，從而也能減少人為的多次操作的誤差。在機械工程加工生產中，大部分加工設備都保持著較高的穩定性，在遇到緊急情況時，具備自動恢復能力，使得加工的夾具、刀具的尺寸能恢復到故障前的狀態，采用動態化、自動化的控制加工設備，可以有效的控制加工過程中產生的誤差。同樣，變頻系統當中應用可編程的控制器和控制系統相結合的方式，可以根據零部件加工的需求，利用可編程控制器來實現零部件加工的自動化控制，減少了人工手動調整加工設備而差生的誤差。一般情況下，利用PLC控制系統是機械加工中常見的自動控制系統，而且PLC的數據輸入與輸出、正常啟動、高速運轉、中速運轉等控制系統都是分開控制的，能夠直接的控制加工系統的啟動，并能對操作設備進行初始化的操作，可用有效的對系統運轉的高速、低速進行控制，實現工件加工過程中的不同頻率的自動控制，從而能有效的減少工件加工過程中人為操作帶來的不利影響，也能提高工件的裝配質量。

3 ?結束語

通過上面的分析可以看出，機械的零部件加工的誤差，會對后期的整體轉配質量產生影響，為了更好地控制機械加工工藝技術誤差，提高機械加工的效率，需要不斷的優化機械加工的過程，提高機械加工工作人員的專業技術水平，采用自動化的生產設備等措施來控制生產加工的過程，同時還要做好加工的流程與標準控制，選擇好工具、刀具，加工的原材料，以減少加工過程中出現的誤差，并對工件加工產生的熱量進行控制，提升機械加工技術的質量水平，才能有效地提高產品的加工質量，滿足機械裝配的需求。

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作者簡介：張楠（1983-），女，遼寧營口人，本科，碩士學位，副教授，研究方向為機械工程。