机械加工工艺技术与误差分析

2016-02-02蒙家星

山东工业技术 2016年22期

关键词：工艺技术机械加工刀具

蒙家星

（广西钦州农业学校,广西钦州 535000）

机械加工工艺技术与误差分析

蒙家星

（广西钦州农业学校,广西钦州 535000）

在机械加工过程中，机械产品的可靠性、耐久性、性能以及质量从一定角度上来看是由机械加工工艺技术所决定的。然而，机械加工工艺技术的误差，在很大程度上限制了我国机械加工工业的健康、持续发展，因此，必须加强对机械加工工艺技术与误差的重视。本篇论文中，笔者主要对机械加工工艺技术与误差问题进行了分析与探讨，以供参考。

机械加工；工艺；技术；误差

0 引言

众所周知，不同的机械零件对于生产类型、形状、尺寸以及工艺技术的要求存在一定的差异，一般情况下，即使是一个普通的机械零件也需要在多个车床上才能加工完成。基于这样的原因，在对机械产品进行加工的过程中，往往需要应用一系列的机械加工工艺技术，并要根据不同机械零件的具体要求，选出最佳的加工方法与机床，之后再对加工工序进行正确安排，严格根据加工工序将机械零件加工出来。

1 简述机械加工工艺

以机械产品的加工数量、加工设备条件、工人的综合素质等实际情况为主要根据，工艺人员合理选择采用的机械加工工艺技术，制定工艺加工流程，并将与机械加工相关的内容制成相应的工艺文件，即工艺规程。工艺规程不仅是机械加工企业生产准备、计划调度的重要依据以及组织机械产品生产的基本技术文件，也是扩建与改造加工车间的重要技术依据。不同的机械加工企业，其实际生产情况、工艺流程也会出现一定的差异性，基于这样的原因，工艺流程相对来说具有比较强的针对性。而机械加工工艺流程指的是机械零件的加工制造步骤，通过进行机械加工，毛坯的形状、尺寸以及表面质量等就会相应的出现改变，将毛坯逐渐加工成机械零件的这一过程，就是机械加工工艺过程。举例说明，一个普通的机械零件需要以此经过如下过程：从粗加工到精加工、从精加工到装配、从装配到质检再到最后的包装，这一过程就是该机械零件的加工工艺流程。

机械加工工艺是在机械加工工艺流程的基础上，改变机械零件的形状、尺寸、相对位置以及性质，使其成为半成品或成品的过程[1]。而对于每一个机械加工步骤、机械加工流程来说，都必须具备仔细的说明，在机械加工工艺环节之中，机械加工工艺流程是总纲领，机械加工工艺是详细参数，工艺规程则根据实际加工情况所制定的加工工艺。

2 机械加工工艺技术的误差及其产生的原因分析

2.1 机械加工过程中所出现的定位误差

在机械产品的生产与加工过程中，若是机械定位副加工或者是基准定位存在不准确的状况，就会导致加工定位误差的出现。定位误差是机械加工过程中较为常见、多发的几种误差之一，也是机械加工工艺技术最基本的一种误差。基于这样的原因，在将原材料加工成机械产品的过程中，必须要将准确的机械加工要素当作基准，并要保障定位基准、所选择的基准两者之间尽可能地重合或一致，以减少定位误差的出现。可以说，在机械加工过程中，定位的精确性与精准度对机械加工质量、机械加工的精准水平起着决定性的作用。基于此，为确保定位精准、减少定位误差的出现，必须解决工件定位面、夹具定位原件存在的问题。然而，若是机械加工设备存在定位误差或者是加工元件的测量数据存在误差，那么势必会对机械加工产品的质量造成一定的影响。此外，如果在机械加工过程中应用定位调整法，极易出现定位副问题，从而引发基准定位上的问题，但若是在机械加工过程中应用试切法，就能有效避免基准误差。

2.2 刀具与夹具存在的几何误差

刀具与夹具均是机械加工过程中必须要用到的加工器具，因此，刀具与夹具存在的误差在机械加工过程中也较为常见、多发。首先是刀具存在的几何误差。分析刀具存在几何误差的原因，发现主要在于以下里两个方面：第一，任何工具在经过长时间的使用之后都不可避免地会出现一定的磨损，刀具也不例外，在经过一段时间的使用之后，由于受到各种因素的影响，刀具刀体会出现一定的磨损，从而其会产生几何误差，对机械加工产品的精准度产生了一定的影响；第二，在机械产品的加工过程中，需要用到各式各样的刀具，使用的刀具不同，机械加工产品也会存在一定的差异性，例如，在机械制造过程中，规定尺寸刀具对机械加工工艺技术造成的误差在很大程度上影响着加工零件的精准度，而普通刀具造成的影响基本上能忽略不计[2]。其次是夹具存在的几何误差。分析夹具存在几何误差的原因，发现主要在于：夹具在机械加工中如果能够得到合理使用，就能对加工零件的位置进行准确定位，然而在实际操作过程中，因为对夹具的使用规范、使用标准的了解不足、掌握不准确，导致夹具控制的刀具与机床之间出现了较大的空隙，从而致使几何误差的出现。

2.3 机床制造误差

在机械产品的生产与加工过程中，机床一般情况下处于运转状态，机械运行摩擦过程中，有很大的可能会出现制造误差，制造误差也是机械加工工艺技术最为常见的一种误差。根据出现部位的不同，可以将机床制造误差分为传动链误差、导轨误差以及主轴运转误差等类型，这三种类型是最为常见的，且均会直接影响机械加工产品的质量与精准度[3]。首先是传动链误差，在机械产品的加工过程中，机床上的传动链主要是在机床运转中起传递能量的作用，然而，传动链两端所连接的传动机存在运转速度不一致的情况时，其在机械运动中不仅会磨损链条，还会对传动机造成一定的损坏，当传动链、传动机出现磨损，势必会导致传动链两端出现差距，进而造成机械加工产品出现一定的误差；其次是导轨误差，导轨状态良好是机床能够正常运转的前提条件，也是确定机床所有部件位置的标准。然而，若是在安装导轨的时候存在质检不合格的状况或者在导轨使用过程中操作不当而导致其出现了磨损，那么就极有可能导致导轨误差的出现[4]；最后是主轴运转误差，通常情况下，如果主轴在运转的过程中出现运转量不稳定、运转速度不稳定的问题，就极有可能导致机械设备产生磨损，进而使主轴的实际运转数据与主轴的设计运转数据出现一定的差异，这就会直接导致主轴运转误差的出现，严重影响机械加工产品的质量与精准度。

2.4 工艺系统的变形误差

在机械产品的生产与加工过程中，相比较于刀具、夹具等加工器具，工艺系统中存在的工件的强度相对而言较低，工艺系统变形误差的发生，主要是机械加工产品本身所具备的性能所造成的。也就是说，如果机械加工产品本身容易发生变形、强度非常低的话，就会对机械加工工艺系统造成严重的影响，从而导致工艺系统变形误差的出现[5]。例如，当在内圆磨床上进行机械加工的时候，切入磨床内孔的过程中，选择应用横向切入法，此时，在外力的作用下内圆磨头主轴出现了变形，那么利用其磨出的孔不可避免地会出现一定的误差（如图1所示），从而严重影响机械加工产品的质量；再如，在进行车削细长轴的过程中，若是加工工件本身就存在强度非常低的情况，那么在切削力作用之下，其就极易出现变形问题，从而导致变形误差的出现，严重影响机械加工产品的质量（如图2所示）。总而言之，在机械产品的生产与加工过程中，材质不同、机械切削力不均等因素，均有可能导致机械加工工件出现弯曲变形，从而造成工艺系统变形误差的出现。

图1

图2

3 减少机械加工工艺误差、提高机械加工精度的有效措施

3.1 机械加工过程中应当遵循的原则

在机械产品的生产与加工过程中，安排加工顺序的时候，必须遵循如下几项基本的加工原则，即“基准先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等。与此同时，在基准方面上，应尽量选择多表面加工的基准，以确保各加工表面具有良好的位置精度，减少出现定位误差的可能性，此外，应当使设计基准、定位基准尽可能地重合，以减少基准不重合误差出现的可能性。在机械产品的生产与加工过程中，应当严格遵循相应的原则，在“基准先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等原则的指导之下，尽可能地减少机械加工工艺技术误差，提高机械加工的精度。

3.2 采取有效的措施，尽量减少机械加工工艺过程中出现的直接误差

在机械产品的实际生产与加工过程中，一些机械加工工艺误差完全能够通过良好的前期准备而做到事先避免的，基于这样的原因，在实际机械加工与生产过程中，必须采取有效的措施，尽量减少机械加工工艺过程中出现的直接误差。工作人员专业技能上的不足或责任意识不强，就有可能导致各种误差的出现，从而会对机械加工工艺的精度产生严重的影响，基于这样的现象，工作人员必须找出自身存在的、容易引起误差的因素，并要致力于提升自身的专业能力与综合素质，严格遵循相关技术标准的要求，对机械加工工艺技术进行合理安排，并要积极采取有效的、合理的措施尽可能地减少机械加工工艺过程中出现的直接误差。例如，对薄片工件进行加工的过程中，在磨削工件的两端时，就可以采取如下措施进行加工：在自然状态下将所有部件用环氧树脂粘强剂粘合在一块表面光滑的平板上，之后把平板、工件同时在磁力吸盘上固定，再对其进行打磨，确定一个端面磨平之后，使用同样的方法对另一个端面进行打磨，使用这样的方法，就可以生产出不易变形、刚度较强的薄片产品。综上所述，在机械产品的实际生产与加工过程中，必须采取有效的措施，尽量减少机械加工工艺过程中出现的直接误差，最终才能生产出质量良好的机械产品。

3.3 及时补救误差

在机械产品的实际生产与加工过程中，一些机械加工工艺误差不可避免，对于这部分机械加工工艺误差，可以通过采取人为操作方法，去抵消、补偿原有机械加工系统中存在的误差，最终减少误差所产生的影响。也就说，机械加工过程中，工作人员必须严格根据加工工艺的实际应用情况，制定并实施有针对性的误差补救对策，抵消补偿原有机械加工系统中存在的误差，从而实现对加工误差的有效控制，确保加工工艺的有效性、准确性。举例说明，对于机械制造数控机床存在的滚珠丝杆，可以采取相应的措施适当减小螺距，在使用滚珠丝杆的时候，其在热量的影响之下进行拉伸会出现一定的增长，若是根据标准值进行设计，反而会出现较大的误差，而在实践过程中适当减小螺距，就可以使滚珠丝杆适应机械加工过程中出现的拉伸力，最终减少误差。此外，在机械加工工艺的实施过程中，必须要对相关数据进行仔细、准确的记录，并要掌握机械加工工艺的相关信息，为补救误差方法的实施创造良好的资料条件。