机械加工工艺技术与误差分析研究

陈胜

【摘 要】通常情况下，工艺人员会以其所要加工产品的设备条件以及具体要加工的数量和质量要求等一系列的因素为基准，来确定相应的工艺过程，并会将有关的加工内容制作成工艺性的文件，我们也可以称这些文件为工艺性的章程，机械工艺的规程是加工过程中的基础性指导性文件，是工厂计划调度与生产准备过程中需要参考的一个非常重要的依据。

【关键词】机械加工；工艺技术；误差分析；工艺规程

一、概述

机械产品具备多项性能，特别是对于它的持久性与可靠性来讲，在某种程度上甚至会对它机械加工工艺产生非常大的影响。在机械生产加工的具体过程中，由于受到零件的大小、具体的生产技术指标等一系列要求的限制，一个普通的零件不仅仅只是在一个车床上完成，它需要经历非常多的加工工艺，在这个过程中，就需要根据零件的具体相关要求，来选择具体的机床来进行有针对性的加工与处理。在机械加工的过程中，相关的施工人员必须要对施工工艺有一个非常清晰且准确的认识。

二、机械加工工艺的概念和认识

在具体加工的过程中，工艺人员首先要对待加工产品的大小要求等一系列的相关因素进行综合的考察和衡量，并以此为标准来确定相应的工艺过程，还会将有关的加工内容制作成一整套工艺性的章程。机械工艺的规程是整个机械加工过程中的一个具有全局意义的指导性文件，它也是对车间和工厂进行改造的一项很基本的技术依据。由于在实际的加工过程中，不同的工厂的生产状况是不一样的，与之相关的工艺流程也是不一致的，所以，必须要保证工艺流程具备一定的针对性，不可一概而论，要与实际的生产状况相结合。

通过实际的加工我们完全可以得出，从根本上来讲，机械师通过对机械零件的具体性质和位置、以及相应的尺寸和形状进行有根据的改变的过程就是加工工艺，加工工艺的最终的结果是使不规则的产品变成可用的半成品甚至是成品。当然这一切都需要建立在机械工艺流程的基础上来完成的。事实上，每一个具体的加工步骤、加工流程都需要有详细的说明。也就是上文中所说的加工章程，我们可以这样理解：加工工艺是机械加工过程中在工艺环节的一个详细的参数，而工艺章程则是对加工过程中的一个规则形的，从实际情况来看，它其实是是从加工情况出发来编制的一个加工工艺。

三、在机械加工过程中容易出现误差的几个主要原因

1.在具体的定位过程中存在误差

在机械加工的过程中，定位的误差主要包括两种情况，一方面是由于在定位副制造的过程中，相关的数据出现误差造成的，另一方面则是是由于基准不能实现重合而产生误差。在具体的加工过程中，如果相关的设计基准与我们所选择的定位基准出现了冲突，就非常容易出现基准不重合的误差。从另一个角度来看，定位副是由夹具定位元件和工件定位面共同组成的，但是在具体的制作过程中，由于定位副之间的配合间隙与副制造的数值不够精确，就很有可能出现副制造的一系列误差。这种副制造的误差在我们在采用调整法来对所要加工的工件进行调整的过程中出现的可能性很大，但如果是在试切法加工工件的过程中，这种误差就不会出现。

2.机床制造过程中出现的误差

在机床的制造过程中，主要会出现三种误差，其一是在传动链中产生误差；其二是导轨出现误差；其三是主轴出现了误差。首先，传动链的误差指的是传动链两端的传动元件之间的相对运动引发误差的产生，而这种误差是由于传动链中的各个环节的装配而造成的，在具体的使用过程中，传动链由于长期的使用，在不断磨损过程中也会加剧误差的产生。其次，作为机床运动的一个基准，导轨出现误差主要是由于对其的磨损不够均匀造成的。最后，主轴回转的误差，主要是由于主轴在一瞬间的实际回转过程中产生的平均的变动量，它的误差会影响到所要加工零件的一个精确度。[1]

3. 刀具的几何误差

刀具在切削的过程中，会不可避免的产生磨损，如果磨损的程度很严重，就会在很大程度上使工件的形状和尺寸发生一定的变化。众所周知的是，刀具的几何误差与它的种类、尺寸之间存在有非常密切的关系，在使用一定的尺寸刀具加工过程中，工件的加工精度与刀具的制造误差之间，也存在有非常密切的关联。

4.加工工艺中由于受力变形引发的误差

一般而言，在具体的机械加工过程中，机械工艺系统对工件刚度的要求与夹具和刀具对比的话，比较低下，在切削的作用力之下，由于所使用工件的刚度不够，很容易产生变形，这种变形对于机械零件的加工误差也是很大的。由于加工切削力产生了一定的变化，工件的材质也不尽相同，切削力会发生非常明显的变化，这就在很大程度上导致工艺系统发生很大的变形，这就在很大程度上加剧了加工过程中的误差。

四、机械加工过程中避免误差的主要对策

在具体的加工过程中，所遵守的加工顺序应该是基准先行，主先次后、面先孔后、先粗后精，而且，要尽可能的选择更多的使用基准，这就很容易保证各个加工表面的相对精度。[2]

1.加工过程中的误差补偿法

所谓的误差补偿法，主要就是只在加工的过程中，机械师通过人为的制造出一种与之前不同的全新的误差，去抵补工艺系统中可能出现的原始性的误差，从而在很大程度上减少加工过程中的误差，比如再制造数控机床之上的滚珠丝杆过程中，机械师可以刻意的将螺距磨得小于标准值，在具体的装配过程中，所产生的拉伸力就会将丝杆螺距拉长到标准化的程度，这就可以很好的补偿了原始的误差，也在很大程度上产生了正应力，机床在工作的过程中，由于丝杆产生热量，就会抵消其内压应力，从而保持了一个标准化的螺距。

2.直接减少误差

在具体的机械生产过程中，直接减少误差的方法，运用得比较普遍，首先，工作人员必须要明确的找到影响精度的各种误差的主要因素，然后采取一定的措施进行避减。举例来讲的话，在进行细长轴车削的过程中，工件很容易在温度的强烈影响之下发生变形，这个时候，机械师就完全可以就采用“大走刀反向切削”的手法来直接减少变形。除此之外，机械师在薄片工件的两个端面进行磨削的时候，也可以使用环氧树脂粘强剂将所有的的工件全部粘结在同一块平板之上，保证工件与平板可以同时固定在吸盘之上，我们也完全可以将工件的上端面磨平，然后将其取下，以上断面作为基准来磨平其他的断面，这样就可以比较完美的解决薄片的变形问题。[3]

3.对误差进行有效的分组

在我们具体的加工过程中，作为单个工序来讲，工艺能力是充足的，它所使用的加工精度也非常稳定，但是加工半成品的过程中，精度却无法维持在一个较高的水平。这就必须要求来参考上一道工序的加工精度与具体的毛坯精度，这样的过程在加工的时候显得非常的不科学，工作人员可以根据这种情况，采用误差分组的办法来避免误差的产生，具體来讲，可以将半成品或者毛坯的尺寸按照误差的大小人为地分为几个小组，毛坯的误差就会在很大程度上缩减，之后机械师可以有效的调整工件与刀具之间的具体位置，通过这种手段，我们就可以缩小工件的具体尺寸范围，从而通过这种手段来避免误差。

五、结语

在现时今日，机械加工过程中产生的误差和加工的工艺是机械加工行业的一个侧重研究的对象，工作人员在具体的实践过程中，要不断的总结相关的经验教训，从根本上减小加工过程中的误差，提高工件的加工精度，确保加工质量。

参考文献：

[1]王秀艳.机械加工误差及提高加工精度分析.中国新技术新产品，2014（2）.

[2]刘明生.机械加工误差产生的原因及改进措施.制造业自动化，2013