机械加工工艺技术误差分析及对装配质量的影响

梁艳丰

(娄底职业技术学院，湖南 娄底 417000)

0 引言

机械加工工艺属于一个国家发展状态的重要指标，想要从“中国制造”转向为“中国智造”需要借助高质量水平的机械加工工艺作为支撑，从而提高机械加工综合水平。机械加工的误差控制简单而言就是在机械加工期间，借助对机械加工工艺的优化选择、刀具的优化选择以及加工形状的准确控制，实现对机械加工效益的提升，提升加工的精确度与准确度。一般状况下，比较常见的机械加工工艺技术误差控制是以工艺控制、刀具控制、程序控制等为主，借助这一些控制措施能够实现一定程度的加工工艺技术误差优化，对此，探讨机械加工工艺技术误差分析及对装配质量的影响显得非常重要。

1 机械加工工艺技术误差分析及对装配质量的影响

对于机械加工部件而言，工艺技术误差是决定装配质量的关键指标。部分机械零部件的强度比较低，再加上加工技术方面的缺陷与不足，导致自身变形问题不断发生，此时便会衍生出一个连锁型的反应，导致机械零部件的装配发生质量缺陷或相关问题，从而导致最终装配结果不理想[1]。比如，在内圆磨床上加工零件时，经常容易发生横向的切入，主轴会因为外部的压力而发生形变，此时加工的部件也会呈现出一定程度的误差，导致机械生产衍生出比较严重的质量问题。再例如，对于部分机械产品的材质而言，其需要采用针对性的切削生产工艺，假设应用的工艺技术不合理便会导致部件弯曲等大误差问题发生。零部件发生形变的类型主要有2种，一种是热变形，另一种是内应力变形。对于热变形而言，其主要是因为刀具在生产过程中的热量而导致变形，切削期间所形成的热量会导致刀刃与刀体发生变热，此时刀头伸长时会导致部件的尺寸发生改变。刀头伸长的长度量和刀头的长度、截面的大小以及刀片厚度等有着密切关联性，此时还会导致机床发生热变形，切削期间刀具与机床零件会发生摩擦，从而导致机床发生变形，形成误差。

2 机械加工工艺技术误差控制策略

2.1 几何误差

加工工艺系统一般按相应的程序加工模具，但在加工过程中，加工模具的误差往往受到机床主轴和刀具误差的影响[2]。首先，机床主轴在加工过程中起着传动的作用。主轴的旋转决定了加工与工件的相对位置，从而影响工件加工表面的整体平整度，主轴在加工过程中很容易发生回转误差，也就是主轴在不同时间的回转轴线中偏离标准中心轴线，同时偏离形成的误差会直接体现在模具上，主轴产生的回转误差主要其原因是主轴磨损、轴承配合度不高、主轴同轴度不高。为了有效防止主轴回转误差，必须严格按照要求完成主轴的装配，并定期对主轴进行润滑和保养，减少主轴回转误差对于模具误差的影响；其次，在刀具误差方面。刀具的误差会直接决定模具的加工工艺技术误差，特别是在一些较为特殊的加工方式当中，刀具误差对工件的加工工艺技术误差会呈现决定性的作用。刀具在切削的时候，切削刃、刀面、工件和切削所形成的摩擦力会促进刀具的磨损。刀具磨损到一定程度后，工件表面粗糙度增大，切削颜色和形状发生变化，形成振动。刀具磨损将直接决定切削效率、加工质量和成本。为了有效地改善刀具的安装误差和成形误差，除使用对刀模板或对刀显微镜外，还可以使用新的耐磨刀具材料，正确使用冷却润滑剂，从而降低刀具在加工过程中的磨损程度，延长刀具的使用寿命。

2.2 受热与受力方面

机械的模具质量将会直接决定机械加工的质量以及机械的使用寿命。有一些汽车模具本身就存在材料的质量问题。受热与受力主要是呈现在刀具摩擦的过程中[3]。机械加工中刀具对工件进行剪切的时候，切削和刀具摩擦会形成大量的热量，刀具在高热量的环境之下会发生热变形，同时不同材料的刀具在变形现象方面也有所不同，但是相同的是这一种变化都是由快至慢并最终趋向于稳定。由于刀具热变形，工件尺寸普遍增大，导致工件误差不足。在加工过程中，要使用合适的刀具，注意切削程度，用冷却来控制热变形的发生，从而提高汽车模具的加工工艺技术误差。在加工过程中，工件会因为切削形成的热量因素影响导致热变形的发生，同时工件的热变形会对加工的误差形成直接影响。减少工件热变形的措施有2个方面，一方面是保障冷却润滑剂的合理使用，预防加工过程中温度的过多提升。另一方面是对工件非加工的其它表面进行预冷，从而减少温度差异导致的热变形状况。另外，为了保障模具的整体误差，还需要在材料方面实行相应的保护。正确地选择和使用检测原材料是降低机械加工工艺影响因素的直接措施，同时也是提升产品质量以及降低生产成本的有效途径。在原材料选择方面，必须选择能够满足机械运行需求的材料，同时需要将这一项工作当做是核心管理工作。在材料的选择方面，最核心的便是按照机械加工工艺产品的使用需求以及性能指标等进行选择，不仅需要保障原材料的材质以及价格，同时还需要优先考虑综合性性价比，也就是在材质满足基本要求的情况下选择价格最优的材料，并考虑材质与性能等因素。想要有效地提升机械加工工艺的质量，就必须严格掌控原材料的选择关，将客户的使用体验作为首要目标，不能将目光放在经济效益方面，尤其是杜绝想要获取经济效益而压低价格的行为。

2.3 加工操作方面

首先，装夹与调整。在机械加工的过程中，伴随着工序的进行对工件往往需要进行多次装夹或调整。但是在装夹与调整的过程中，因为手工操作的误差无法准确控制，很难确保工件与刀具的相对理想位置状态，装夹调整中细小的偏差便会导致工件的加工量发生变化，从而导致模具的误差扩大，降低误差。对此，在机械加工过程中，需要规范性操作，减少装夹与调整的频率及误差，对于大批量的机械加工工艺，可以采用固定夹具或适当的辅助工具对其进行装夹与调整，从而减少装夹调整所呈现的误差。其次，测量误差。测量是工件加工过程中最为基础的步骤，其可以确保工件在加工尺寸方面的合理性，同时给予相应地调整。测量的准确性将会直接决定加工模具的整体误差，如果在测量过程中采用的测量方式不合理或无法正确使用测量工具，便会导致模具发生较大的误差。为了减小这一误差，必须规范性操作测量行为，确保量具的使用效果。

2.4 人为因素方面

因为人为操作过多会导致误差问题的增多，因此，在加工过程中，需要不断提高自动化程度和网络化程度。在加工效率和加工质量方面，要向网络化、自动化、发展方向发展。它不仅能显著提高机械加工制造本身的加工效率，而且能更好地适应和控制加工过程，自动形成加工工艺的具体参数，实现电机参数的前馈控制和调整，相应模型的自动识别，实现简化转换和简化操作，应用自动转换和自动人机界面。机械工程当中的大多数系统都需要保持较高的稳定性，同时具备较高的紧急应对能力以及恢复能力，对于系统的频率必须采取动态化的控制模式，从而保障系统的安全性。变频系统当中应用可编程的控制器和控制系统相结合的方式可以有效地改造以往的控制回路，并应用可编程控制器的方式实现对控制系统的控制，从而确保系统本身的工作正常性。PLC控制系统属于机械加工中的一种有效控制系统，是否可以正常运行会直接决定整个生产系统的稳定性与可靠性。PLC的数据输入与输出、正常启动、高速运转、中速运转、低速和输入端口的连接是分离的，其能够直接性地控制系统的启动以及初始化等操作功能，同时还能够有效地控制系统在运转时的高速、中速以及低速之间无法有效组合的问题，进而促使控制系统在工作过程中可以更好地实现多段化的速度控制效果，从而保障加工的整体误差效益。

3 结语

综上所述，为了更好地实现机械加工工艺技术误差的控制效益持续提升，需要持续性地提升机械加工期间操作人员的专业技术水平，同时做好工具、工艺以及程序水平的优化，不断完善加工企业内部的管理相关体系，并提升加工技术的质量水平，进而实现机械加工工艺技术误差的缩小，促使现代化机械生产技术得到持续发展，推动机械生产行业长远发展。