机械加工误差的分析

2021-12-07韦红萍

湖北农机化 2021年7期

韦红萍

(广西机电技师学院，广西柳州 545006)

1 引起实验误差的工艺因素

机械加工精度，是指工件在机械加工后的实际几何参数与零件图纸所规定的理想值的相符合的程度。加工过程精度越高，则材料加工过程误差越小，反之越大。在实际生产机切削加工中，工艺传动系统由工械机床、夹具、工件和机械刀具连接组成，专业工人在一定工作条件下通过此型的工艺控制系统下由手动来进行操作或自动地进行循环往复运行加工各种工件。因此，有一些多方面的影响因素直接影响对此系统性能，引起物料加工时的误差，归纳起来主要有以下几个多方面的影响因素：

(1)自动加工器在原理上的误差。原理误差即是在加工中由于采用近似的加工运动、近似的刀具轮廓和近似的加工方法产生的原理误差。完全符合理论要求的加工方法，有时很难实现，甚至是不可能的。

(2)安装时的误差。泛指在对工件进行安装时所产生的定位、夹紧时所可能产生的精度误差。

(3)工艺管理系统的内部几何物理误差。泛指机械加工中所使用的机床、刀具和夹具本身在加工制造时所可能产生的运动误差，以及实际使用中可能产生的机械磨损和自动调整

(4)冷热工艺处理系统的内部受力结构变形。机床、夹具、工件和切削刀具在整体受到了切削力、传动力、离心力、夹紧内应力、惯性内应力和刀具内应力等相互作用力下后就会迅速产生运动变形，从而严重破坏已设计调整好的机床工艺传动系统各组成部分的运动相对性和位置运动关系，导致了机床加工工艺误差的严重产生[1]。

(5)耐热工艺处理系统的部件受热应力变形。在机械加工过程中，由于温度受到械切削热、摩擦热以及机周围其它热源等不同环境影响，工艺生产系统的工作温度不稳定产生复杂的变化，由此会造成工艺中的系统结构会不断发生复杂变形，工艺系统中各组成部分的正确性的相对运动位置就会受到影响，导致了工艺加工过程误差的频繁产生。

(6)自动调整精度误差。在零件加工过程中，总要对每一道加工机械工艺管理系统自动不一样的自动调整优化工作。由于每次调整不能尽可能地准确，因而容易产生每次调整时的误差。

2 加工误差的统计方法

2.1 正态分布曲线

2.1.1 正态分布曲线的应用

(1)用于验证零件工艺控制能力强度系数验证工艺控制能力强度系数一般表示了某种工艺控制能力的强度大小，表示某种零件加工工艺方法和某种加工后的设备工艺能否完全胜任某种零件所需的要求加工精度的一定程度。(2)将一批零件的合格率和废品率进行统计。(3)误差分析。需要用概率统计方法进行综合分析，找出产生加工误差的原因，加以消除，可从分布曲线的形状、位置可以判断加工误差的性质。

2.1.2 分布曲线法分析的不足

由于现在机械加工中系统误差和随机误差往往是不可避免的，而作为分布曲线的机械加工自动样本，必须同时指的是一批各个机械工件随机自动加工后，在操作形成完毕后，随机进行加工自动抽取的。

2.2 点图分析法

2.2.1 点图分析法的应用

在工艺点和线图上面制作出工艺中心线和中点控制线后，就能即可根据工艺图形和中点的精度分布以及情况应用来准确判断整个工艺操作过程精度是否稳定，因此被广泛应用在产品质量安全管理中。波动情况也就是点和线图出现具有明显的直线上升或横向下降波动倾向，或点图出现下降幅度很大的点图波动，这种波动情况也称为异常点图波动，说明该产品工艺生产过程可能是不稳定的。一旦出现异常价格波动，就要及时检查寻找真正原因，消除产生不稳定的因素。

2.2.2 点图分析法的特点

所需要采用的工艺样本库均为一个顺序小型的样本，可以清楚看出顺序变值系统误差和随机函数综合系统误差的变化趋势，因而我们能在整个工艺运行过程中及时准确提供工艺控制器和工艺运行过程的相关信息;样本计算简单，图形直观，因此在产品质量安全管理中广泛应用。

2.3 加工误差的分析计算法

分析精度计算该方法的分析计算过程工作量较大，而且一般要求没有收集相应的数据资料，因此多数适用于大批大量零件生产中或用于单件小批大量生产过程中的重要精度要求高零件，一般都认为是在精加工后的工序，如果加工的零件精度要求不高，废品率低就不需要进行误差分析了。

3 提高加工精度，减少误差产生的措施

3.1 误差预防

实践与理论分析表明，精度测量要求达到高于某一定程度后，利用测量误差法和预防法等技术应用来降低提高材料加工成品精度所需要花费的技术成本将导致成本呈指数级的增长。

3.2 误差补偿

为保障数控机床机械加工精度得以提升，妥善运用误差补偿法，专业技术人员需做到以下几点：(1)合规操作。误差补偿法的应用对数控机床机械加工系统精细化操作提出更高要求，尤其是在多种补偿方法联合应用时，更需要各系统高效配合，落实误差补偿目标，达到机械加工的目的。(2)实事求是。不同数控机床机械加工组织资源条件各异，对误差补偿法的应用存在一定特殊性、针对性，为此专业技术人员需根据机械加工制造环境采取有效方法，旨在妥善运用误差补偿法。(3)创新优化。机械设备精度、加工系统、人员素质、综合管理等因素均会对误差补偿法的应用带来负面影响，这就需要立足数控机床机械加工需求不断创新优化，继而丰富误差补偿方法，满足数控机床机械加工精度，提升切实需求。