王秀麗 魏永輝 蔣志強(qiáng) 魏永強(qiáng)

（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450000）

機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差分析及策略分析

王秀麗 魏永輝 蔣志強(qiáng) 魏永強(qiáng)

（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 鄭州 450000）

當(dāng)前，隨著改革開放的進(jìn)一步推行，社會(huì)科學(xué)技術(shù)得到飛速發(fā)展，我國工業(yè)的機(jī)械化成產(chǎn)也在不斷的加快進(jìn)程。但是，機(jī)械加工工藝技術(shù)所存在的誤差嚴(yán)重阻礙了我國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，因而對此相關(guān)問題的探討和解決就顯得尤為迫切。文章通過闡述機(jī)械加工工藝的概念來對具體分析機(jī)械加工中產(chǎn)生誤差，從而提出了減少誤差的措施和控制機(jī)械設(shè)備性能的幾點(diǎn)建議，以期能夠促進(jìn)機(jī)械加工業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

機(jī)械；加工工藝技術(shù)；誤差

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，機(jī)械加工技術(shù)有了很大的提高，同時(shí)，社會(huì)生活對于由機(jī)械加工而生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的具體要求有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)椋跈C(jī)械加工中，工藝技術(shù)水平對于加工產(chǎn)品的質(zhì)量和性能起著重要的決定性作用，并且在機(jī)械加工技術(shù)上出現(xiàn)的誤差對機(jī)械加工有非常重要的影響，所以，為了提高機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，必須打破機(jī)械加工工藝技術(shù)的瓶頸，降低并控制機(jī)械加工中存在的誤差。但是，就目前，我國的工藝技術(shù)水平還有待提高，機(jī)械加工中產(chǎn)生的誤差問題仍然是制約機(jī)械加工工藝技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。對于現(xiàn)在流水式的機(jī)械加工來講，一個(gè)零件的制作需要運(yùn)用多種工藝技術(shù)、經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié)才能完成，并且只有選擇合適的加工工藝和機(jī)床，才能使零件符合生產(chǎn)指標(biāo)和規(guī)格。因此，只有全面了解并掌握機(jī)械加工工藝技術(shù)，才能夠有效的減少機(jī)械加工中的誤差，生產(chǎn)出更高質(zhì)量的機(jī)械產(chǎn)品。

1　機(jī)械加工工藝的基本內(nèi)涵

從大體上講，機(jī)械加工工藝不是一種簡單的程序，而是一個(gè)非常繁瑣的過程，需要由多個(gè)加工工藝根據(jù)具體的要求參與加工流轉(zhuǎn)才能完成。正是由于其工程具有復(fù)雜性，才需要有工藝規(guī)程來對機(jī)械生產(chǎn)過程進(jìn)行約束。通常情況下，機(jī)械加工技術(shù)水平?jīng)Q定了機(jī)械加工工藝水平，工藝規(guī)程的制定，不僅要參考產(chǎn)品的數(shù)量和規(guī)格，還要立足于現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備和人員的實(shí)際。將工藝規(guī)程制作成的工藝流程文件，指導(dǎo)著機(jī)械加工的生產(chǎn)過程，是機(jī)械加工車間的主要技術(shù)性文件［1］。但是，由于工廠對零件的具體規(guī)格要求不同，機(jī)械加工的實(shí)際配備流程也就不盡相同。因此，在具體的機(jī)械加工工藝流程中，要采用合適的加工辦法，使毛坯的形狀和質(zhì)量規(guī)格符合具體要求，從而滿足工廠的質(zhì)量要求。所以，作為機(jī)械加工的起點(diǎn)，機(jī)械流程一般都要通過對原材料進(jìn)行初加工，再進(jìn)行細(xì)加工，最后裝配完成這樣的流程。

2　機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差

2.1加工中產(chǎn)生的定位誤差

在機(jī)械加工過程中，由于機(jī)械定位副加工不準(zhǔn)確或基準(zhǔn)定位不準(zhǔn)確，造成了加工的定位誤差。定位誤差是最基本的誤差，在機(jī)械加工中也極為常見。因此，在對原材料進(jìn)行加工時(shí)，必須以正確的機(jī)械加工要素為基準(zhǔn)，確保選擇的基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)最大程度上的重合，減少不必要的定位誤差。

在機(jī)械加工中，定位的精準(zhǔn)度直接決定了機(jī)械加工的質(zhì)量和精準(zhǔn)水平［2］。因此，只有解決夾具定位原件和工件定位面的問題，才能精準(zhǔn)定位，減少定位誤差。但是，如果需要加工的原件存在測量上的數(shù)據(jù)誤差或設(shè)備上的定位誤差，那么必然會(huì)使機(jī)械加工產(chǎn)品直接出現(xiàn)質(zhì)量上的誤差。在機(jī)械加工中采取定位調(diào)整法就容易導(dǎo)致定位副問題的出現(xiàn)，進(jìn)而出現(xiàn)基準(zhǔn)定位問題。但如果采用試切法，就可以避免這種基準(zhǔn)誤差的出現(xiàn)。

2.2機(jī)床的制造誤差

在機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，最常見的機(jī)械加工工藝誤差就是制造誤差，這種誤差是由機(jī)械運(yùn)行摩擦產(chǎn)生的。制造誤差常見的有三種類型，即主軸運(yùn)轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差和傳動(dòng)鏈誤差［3］，這三種誤差都會(huì)直接對機(jī)械加工產(chǎn)品造成影響。首先，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)誤差一般是主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于存在運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)量上的不穩(wěn)定問題，導(dǎo)致了機(jī)械設(shè)備的磨損，使實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)不符，直接造成機(jī)械加工產(chǎn)品產(chǎn)生誤差。其次，作為機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，導(dǎo)軌是確定機(jī)床每個(gè)部件位置的標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于在安裝時(shí)不合格或在使用過程中出現(xiàn)了磨損，造成了導(dǎo)軌方面的誤差。最后，在機(jī)械加工過程中，傳動(dòng)鏈?zhǔn)钦麄€(gè)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)中的能量傳遞。如果傳動(dòng)鏈兩端的傳動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不一致，就會(huì)使其在機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中，出現(xiàn)鏈條和傳動(dòng)機(jī)上的磨損，進(jìn)而使傳動(dòng)鏈兩端產(chǎn)生一定的差距，導(dǎo)致機(jī)械加工產(chǎn)品的誤差。

2.3用具產(chǎn)生的幾何誤差

用具的誤差主要是指刀具和夾具使用的誤差［4］。第一是刀具的誤差。一方面，刀具在長期的使用過程中，必然會(huì)由于各種原因?qū)е碌扼w上的磨損，進(jìn)而造成機(jī)械加工產(chǎn)品的規(guī)格不同。另一方面，機(jī)械加工中刀具類型也是各式各樣，由于使用的具體刀具不同，也必然會(huì)造成機(jī)械加工產(chǎn)品的不同。例如：規(guī)定尺寸的刀具在機(jī)械制造中產(chǎn)生的誤差對機(jī)械加工零件的精確度影響巨大，而普通的刀具對于機(jī)械加工工藝造成的誤差則可以忽略不計(jì)。第二是夾具使用的誤差。在機(jī)械加工過程中，夾具的合理使用，可以準(zhǔn)確定位加工零件的位置。但是，在操作過程中，由于沒有準(zhǔn)確掌握夾具的使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，致使它控制刀具和機(jī)床間的位置產(chǎn)生空隙，造成了機(jī)械加工中的幾何誤差。

2.4變形誤差

在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，與夾具和刀具相比，加工工藝系統(tǒng)中工件的強(qiáng)度是比較低的，系統(tǒng)誤差的出現(xiàn)主要是由機(jī)械加工產(chǎn)品本身的性能引起的。因?yàn)榧庸ぎa(chǎn)品本身的強(qiáng)度很低且容易變形，這樣的性能對機(jī)械系統(tǒng)的加工產(chǎn)生很大的影響，最終出現(xiàn)系統(tǒng)誤差問題。比如：在車削細(xì)長軸時(shí)，由于加工工件的強(qiáng)度比較低，在切削力的作用下，容易產(chǎn)生變形而出現(xiàn)如圖1現(xiàn)象，加工后造成工件產(chǎn)生系統(tǒng)的變形誤差。再如，在內(nèi)圓磨床上，由于在切入磨床內(nèi)孔時(shí)，采用的是橫向切入法，致使內(nèi)圓磨頭的主軸由于外力的作用而變形，磨出的孔自然就會(huì)出現(xiàn)如圖2形式的誤差。

圖1　

圖2　

總之，在加工過程中，由于機(jī)械切削力變化不均和材質(zhì)不同等問題，致使機(jī)械加工工件彎曲變形，并最終造成誤差的出現(xiàn)。

3　減少誤差的提議

在機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，要減少機(jī)械加工誤差，既要遵守機(jī)械加工規(guī)律，還要遵循先主后次、先粗后細(xì)、先面后孔等基本加工原則。例如，在基準(zhǔn)問題上，為提高工件的精準(zhǔn)度，就要盡可能選擇多的表面，減少定位誤差。根據(jù)上述對加工誤差的具體分析，我認(rèn)為，可以從以下幾個(gè)方面來探討降低加工誤差的可能性。

3.1采用合理的加工處理來減少直接誤差

一般來說，在加工工藝中，最容易控制的誤差就是直接誤差，因此，經(jīng)常使用的降低機(jī)械誤差的方法就是減少直接誤差。所以，可從以下方面來減少直接誤差。首先，在進(jìn)行機(jī)械加工之前，要仔細(xì)分析機(jī)械加工中可能造成的誤差，做好相應(yīng)的預(yù)防措施，以此做到有備無患，減小或降低誤差出現(xiàn)的可能性。其次，要對機(jī)械加工的流程密切查看，對機(jī)械加工過程中出現(xiàn)的直接誤差進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)。例如，在對相對較薄的零件進(jìn)行磨削時(shí)，由于零件比較薄，容易因磨損造成一定程度的誤差，這就可以用粘度較強(qiáng)的工具將原件粘合在一起，并將兩者放在同一吸盤（必須帶有磁性）上進(jìn)行打磨即，直至零件的兩個(gè)面的基準(zhǔn)相符。用這樣的方法磨削出來的薄片具有重要的優(yōu)勢，不僅剛度較強(qiáng)，而且在外力條件下也不容易發(fā)生變形。

3.2對誤差進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)償

在機(jī)械加工中，一些誤差是避免不了的，需要技術(shù)人員針對出現(xiàn)的具體誤差進(jìn)行相關(guān)的補(bǔ)救。這樣的方法同樣可以降低機(jī)械誤差，提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量。與直接減少誤差相比，對誤差進(jìn)行人為的補(bǔ)償更具有合理性。在機(jī)械加工中，對不可避免的誤差進(jìn)行補(bǔ)救的分析首先是從原始的誤差開始的，通過增加材料的方法來對誤差進(jìn)行填補(bǔ)，促使補(bǔ)償誤差能夠和原來的誤差相抵消，從而有效的減少工件和機(jī)械之間的縫隙，提高機(jī)械產(chǎn)品的精準(zhǔn)度。雖然這種方法可以有效的對誤差進(jìn)行補(bǔ)償，但是工業(yè)的加工成本也會(huì)相應(yīng)增加。因此，從提高經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約生產(chǎn)成本來講，有些補(bǔ)救措施還需要進(jìn)行完善。

3.3使用科學(xué)的誤差分組法

在實(shí)際的機(jī)械加工過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，在上一機(jī)械流程中，機(jī)械加工工藝技術(shù)比較完善，加工的精度也相對符合，但是，對當(dāng)前流程來說，上一流程的機(jī)械產(chǎn)品精度不夠，會(huì)產(chǎn)生定位誤差過多等情況，從而影響整個(gè)機(jī)械加工的流程和機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。在這種情況下，與采取直接減少誤差和對誤差進(jìn)行補(bǔ)救的方法來講，誤差分組法更具有操作性，使用科學(xué)的誤差分組法也顯得尤為重要。具體來講，就是將原材料或半成品按照相近誤差進(jìn)行分組，以利于盡可能的縮小每組毛坯的誤差，使加工工藝更具有針對性。在現(xiàn)實(shí)的機(jī)械加工中，這種方法相對簡單，并且減少了誤差成本，有利于提高機(jī)械工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4　結(jié)語

總之，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械工業(yè)的機(jī)械化程度也有了很大的提高，社會(huì)對機(jī)械加工工藝技術(shù)的要求也越來越高，這就要求我們要掌握機(jī)械加工工藝技術(shù)的理論知識(shí)，并且將這些科學(xué)的理論應(yīng)用于實(shí)踐當(dāng)中，提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，控制或減少機(jī)械誤差。另外，社會(huì)是不斷向前發(fā)展的，對加工工藝技術(shù)的研究也要與時(shí)俱進(jìn)，滿足時(shí)代要求。同時(shí)，若要提高機(jī)械加工的生產(chǎn)效率，必須對機(jī)械加工工藝技術(shù)加緊研究，如不注意機(jī)械加工中的誤差，就很有可能給機(jī)械生產(chǎn)工業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為提高我國機(jī)械加工工業(yè)的長久發(fā)展，在機(jī)械加工過程中，機(jī)械技術(shù)人員要注重機(jī)械加工技術(shù)的革新，提高自我的技術(shù)素養(yǎng)，使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來降低誤差，提高機(jī)械加工工藝成品的質(zhì)量。

［1］邱卉穎.機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差與原因探究［J］.硅谷，2014（21）：235-236.

［2］曹津煉.機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差與原因探究［J］.科技與創(chuàng)新，2015（3）：142-146.

［3］于磊.機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差與原因分析［J］.科技視界，2015（9）：68.

［4］李建.機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差原因與策略探討［J］.中國科技信息，2014（17）：134-135.

Error Analysisand Strategy Analysisof Machanical Processing Technology

Wang Xiuli Wei Yonghui Jiang Zhiqiang Wei Yongqiang
（Collaborative Innovation Center of Henan Province，Zhengzhou Institute of Aeronautics Industry Management，Zhengzhou Henan 450000）

At present，with the further implementation of the reform and opening up，social science and technology have received rapid development，China's industrial machinery production is also accelerating the process.However，the error of mechanical processing technology has seriously hindered the development of China's machinery industry，and thus exploration and solving of the relevant issues become particularly urgent.Through describing the concept of machining process，this paper concretely analyzed the errors appeared in machining processing，thus proposing the measures to reduce the errors and some suggestions of controlling the performance of machinery equipment，hoping to promote the long-term development of the mechanical processing industry.

machinery；processing technology；error

TH16

A

1003-5168（2015）12-0052-3

2015-11-25

航空科學(xué)基金項(xiàng)目（2014ZC55003）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（162102210086，162102210243，1421002210630）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51401182，51275485）；河南省教育廳項(xiàng)目（2014GGJS-175，15A460011）；鄭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目（20140740）。

王秀麗（1983.8-），女，碩士，助教/技師，研究方向：材料加工、材料摩擦學(xué)。