蒙家星

（廣西欽州農(nóng)業(yè)學(xué)校,廣西 欽州 535000）

機(jī)械加工工藝技術(shù)與誤差分析

蒙家星

（廣西欽州農(nóng)業(yè)學(xué)校,廣西 欽州 535000）

在機(jī)械加工過程中，機(jī)械產(chǎn)品的可靠性、耐久性、性能以及質(zhì)量從一定角度上來看是由機(jī)械加工工藝技術(shù)所決定的。然而，機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差，在很大程度上限制了我國機(jī)械加工工業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展，因此，必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)與誤差的重視。本篇論文中，筆者主要對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)與誤差問題進(jìn)行了分析與探討，以供參考。

機(jī)械加工；工藝；技術(shù)；誤差

0 引言

眾所周知，不同的機(jī)械零件對(duì)于生產(chǎn)類型、形狀、尺寸以及工藝技術(shù)的要求存在一定的差異，一般情況下，即使是一個(gè)普通的機(jī)械零件也需要在多個(gè)車床上才能加工完成?；谶@樣的原因，在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行加工的過程中，往往需要應(yīng)用一系列的機(jī)械加工工藝技術(shù)，并要根據(jù)不同機(jī)械零件的具體要求，選出最佳的加工方法與機(jī)床，之后再對(duì)加工工序進(jìn)行正確安排，嚴(yán)格根據(jù)加工工序?qū)C(jī)械零件加工出來。

1 簡(jiǎn)述機(jī)械加工工藝

以機(jī)械產(chǎn)品的加工數(shù)量、加工設(shè)備條件、工人的綜合素質(zhì)等實(shí)際情況為主要根據(jù)，工藝人員合理選擇采用的機(jī)械加工工藝技術(shù)，制定工藝加工流程，并將與機(jī)械加工相關(guān)的內(nèi)容制成相應(yīng)的工藝文件，即工藝規(guī)程。工藝規(guī)程不僅是機(jī)械加工企業(yè)生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度的重要依據(jù)以及組織機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的基本技術(shù)文件，也是擴(kuò)建與改造加工車間的重要技術(shù)依據(jù)。不同的機(jī)械加工企業(yè)，其實(shí)際生產(chǎn)情況、工藝流程也會(huì)出現(xiàn)一定的差異性，基于這樣的原因，工藝流程相對(duì)來說具有比較強(qiáng)的針對(duì)性。而機(jī)械加工工藝流程指的是機(jī)械零件的加工制造步驟，通過進(jìn)行機(jī)械加工，毛坯的形狀、尺寸以及表面質(zhì)量等就會(huì)相應(yīng)的出現(xiàn)改變，將毛坯逐漸加工成機(jī)械零件的這一過程，就是機(jī)械加工工藝過程。舉例說明，一個(gè)普通的機(jī)械零件需要以此經(jīng)過如下過程：從粗加工到精加工、從精加工到裝配、從裝配到質(zhì)檢再到最后的包裝，這一過程就是該機(jī)械零件的加工工藝流程。

機(jī)械加工工藝是在機(jī)械加工工藝流程的基礎(chǔ)上，改變機(jī)械零件的形狀、尺寸、相對(duì)位置以及性質(zhì)，使其成為半成品或成品的過程[1]。而對(duì)于每一個(gè)機(jī)械加工步驟、機(jī)械加工流程來說，都必須具備仔細(xì)的說明，在機(jī)械加工工藝環(huán)節(jié)之中，機(jī)械加工工藝流程是總綱領(lǐng)，機(jī)械加工工藝是詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程則根據(jù)實(shí)際加工情況所制定的加工工藝。

2 機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差及其產(chǎn)生的原因分析

2.1 機(jī)械加工過程中所出現(xiàn)的定位誤差

在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，若是機(jī)械定位副加工或者是基準(zhǔn)定位存在不準(zhǔn)確的狀況，就會(huì)導(dǎo)致加工定位誤差的出現(xiàn)。定位誤差是機(jī)械加工過程中較為常見、多發(fā)的幾種誤差之一，也是機(jī)械加工工藝技術(shù)最基本的一種誤差?；谶@樣的原因，在將原材料加工成機(jī)械產(chǎn)品的過程中，必須要將準(zhǔn)確的機(jī)械加工要素當(dāng)作基準(zhǔn)，并要保障定位基準(zhǔn)、所選擇的基準(zhǔn)兩者之間盡可能地重合或一致，以減少定位誤差的出現(xiàn)?？梢哉f，在機(jī)械加工過程中，定位的精確性與精準(zhǔn)度對(duì)機(jī)械加工質(zhì)量、機(jī)械加工的精準(zhǔn)水平起著決定性的作用。基于此，為確保定位精準(zhǔn)、減少定位誤差的出現(xiàn)，必須解決工件定位面、夾具定位原件存在的問題。然而，若是機(jī)械加工設(shè)備存在定位誤差或者是加工元件的測(cè)量數(shù)據(jù)存在誤差，那么勢(shì)必會(huì)對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量造成一定的影響。此外，如果在機(jī)械加工過程中應(yīng)用定位調(diào)整法，極易出現(xiàn)定位副問題，從而引發(fā)基準(zhǔn)定位上的問題，但若是在機(jī)械加工過程中應(yīng)用試切法，就能有效避免基準(zhǔn)誤差。

2.2 刀具與夾具存在的幾何誤差

刀具與夾具均是機(jī)械加工過程中必須要用到的加工器具，因此，刀具與夾具存在的誤差在機(jī)械加工過程中也較為常見、多發(fā)。首先是刀具存在的幾何誤差。分析刀具存在幾何誤差的原因，發(fā)現(xiàn)主要在于以下里兩個(gè)方面：第一，任何工具在經(jīng)過長時(shí)間的使用之后都不可避免地會(huì)出現(xiàn)一定的磨損，刀具也不例外，在經(jīng)過一段時(shí)間的使用之后，由于受到各種因素的影響，刀具刀體會(huì)出現(xiàn)一定的磨損，從而其會(huì)產(chǎn)生幾何誤差，對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)品的精準(zhǔn)度產(chǎn)生了一定的影響；第二，在機(jī)械產(chǎn)品的加工過程中，需要用到各式各樣的刀具，使用的刀具不同，機(jī)械加工產(chǎn)品也會(huì)存在一定的差異性，例如，在機(jī)械制造過程中，規(guī)定尺寸刀具對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)造成的誤差在很大程度上影響著加工零件的精準(zhǔn)度，而普通刀具造成的影響基本上能忽略不計(jì)[2]。其次是夾具存在的幾何誤差。分析夾具存在幾何誤差的原因，發(fā)現(xiàn)主要在于：夾具在機(jī)械加工中如果能夠得到合理使用，就能對(duì)加工零件的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，然而在實(shí)際操作過程中，因?yàn)閷?duì)夾具的使用規(guī)范、使用標(biāo)準(zhǔn)的了解不足、掌握不準(zhǔn)確，導(dǎo)致夾具控制的刀具與機(jī)床之間出現(xiàn)了較大的空隙，從而致使幾何誤差的出現(xiàn)。

2.3 機(jī)床制造誤差

在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，機(jī)床一般情況下處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，機(jī)械運(yùn)行摩擦過程中，有很大的可能會(huì)出現(xiàn)制造誤差，制造誤差也是機(jī)械加工工藝技術(shù)最為常見的一種誤差。根據(jù)出現(xiàn)部位的不同，可以將機(jī)床制造誤差分為傳動(dòng)鏈誤差、導(dǎo)軌誤差以及主軸運(yùn)轉(zhuǎn)誤差等類型，這三種類型是最為常見的，且均會(huì)直接影響機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量與精準(zhǔn)度[3]。首先是傳動(dòng)鏈誤差，在機(jī)械產(chǎn)品的加工過程中，機(jī)床上的傳動(dòng)鏈主要是在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)中起傳遞能量的作用，然而，傳動(dòng)鏈兩端所連接的傳動(dòng)機(jī)存在運(yùn)轉(zhuǎn)速度不一致的情況時(shí)，其在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中不僅會(huì)磨損鏈條，還會(huì)對(duì)傳動(dòng)機(jī)造成一定的損壞，當(dāng)傳動(dòng)鏈、傳動(dòng)機(jī)出現(xiàn)磨損，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)鏈兩端出現(xiàn)差距，進(jìn)而造成機(jī)械加工產(chǎn)品出現(xiàn)一定的誤差；其次是導(dǎo)軌誤差，導(dǎo)軌狀態(tài)良好是機(jī)床能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提條件，也是確定機(jī)床所有部件位置的標(biāo)準(zhǔn)。然而，若是在安裝導(dǎo)軌的時(shí)候存在質(zhì)檢不合格的狀況或者在導(dǎo)軌使用過程中操作不當(dāng)而導(dǎo)致其出現(xiàn)了磨損，那么就極有可能導(dǎo)致導(dǎo)軌誤差的出現(xiàn)[4]；最后是主軸運(yùn)轉(zhuǎn)誤差，通常情況下，如果主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)量不穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)速度不穩(wěn)定的問題，就極有可能導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生磨損，進(jìn)而使主軸的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)與主軸的設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定的差異，這就會(huì)直接導(dǎo)致主軸運(yùn)轉(zhuǎn)誤差的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量與精準(zhǔn)度。

2.4 工藝系統(tǒng)的變形誤差

在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，相比較于刀具、夾具等加工器具，工藝系統(tǒng)中存在的工件的強(qiáng)度相對(duì)而言較低，工藝系統(tǒng)變形誤差的發(fā)生，主要是機(jī)械加工產(chǎn)品本身所具備的性能所造成的。也就是說，如果機(jī)械加工產(chǎn)品本身容易發(fā)生變形、強(qiáng)度非常低的話，就會(huì)對(duì)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，從而導(dǎo)致工藝系統(tǒng)變形誤差的出現(xiàn)[5]。例如，當(dāng)在內(nèi)圓磨床上進(jìn)行機(jī)械加工的時(shí)候，切入磨床內(nèi)孔的過程中，選擇應(yīng)用橫向切入法，此時(shí)，在外力的作用下內(nèi)圓磨頭主軸出現(xiàn)了變形，那么利用其磨出的孔不可避免地會(huì)出現(xiàn)一定的誤差（如圖1所示），從而嚴(yán)重影響機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量；再如，在進(jìn)行車削細(xì)長軸的過程中，若是加工工件本身就存在強(qiáng)度非常低的情況，那么在切削力作用之下，其就極易出現(xiàn)變形問題，從而導(dǎo)致變形誤差的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響機(jī)械加工產(chǎn)品的質(zhì)量（如圖2所示）?？偠灾?，在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，材質(zhì)不同、機(jī)械切削力不均等因素，均有可能導(dǎo)致機(jī)械加工工件出現(xiàn)彎曲變形，從而造成工藝系統(tǒng)變形誤差的出現(xiàn)。

圖1

圖2

3 減少機(jī)械加工工藝誤差、提高機(jī)械加工精度的有效措施

3.1 機(jī)械加工過程中應(yīng)當(dāng)遵循的原則

在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，安排加工順序的時(shí)候，必須遵循如下幾項(xiàng)基本的加工原則，即“基準(zhǔn)先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等。與此同時(shí)，在基準(zhǔn)方面上，應(yīng)盡量選擇多表面加工的基準(zhǔn)，以確保各加工表面具有良好的位置精度，減少出現(xiàn)定位誤差的可能性，此外，應(yīng)當(dāng)使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)盡可能地重合，以減少基準(zhǔn)不重合誤差出現(xiàn)的可能性。在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)與加工過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的原則，在“基準(zhǔn)先行”、“先粗后精”、“先主后次”以及“先面后孔”等原則的指導(dǎo)之下，盡可能地減少機(jī)械加工工藝技術(shù)誤差，提高機(jī)械加工的精度。

3.2 采取有效的措施，盡量減少機(jī)械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差

在機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)與加工過程中，一些機(jī)械加工工藝誤差完全能夠通過良好的前期準(zhǔn)備而做到事先避免的，基于這樣的原因，在實(shí)際機(jī)械加工與生產(chǎn)過程中，必須采取有效的措施，盡量減少機(jī)械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差。工作人員專業(yè)技能上的不足或責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)，就有可能導(dǎo)致各種誤差的出現(xiàn)，從而會(huì)對(duì)機(jī)械加工工藝的精度產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，基于這樣的現(xiàn)象，工作人員必須找出自身存在的、容易引起誤差的因素，并要致力于提升自身的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)，嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)機(jī)械加工工藝技術(shù)進(jìn)行合理安排，并要積極采取有效的、合理的措施盡可能地減少機(jī)械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差。例如，對(duì)薄片工件進(jìn)行加工的過程中，在磨削工件的兩端時(shí)，就可以采取如下措施進(jìn)行加工：在自然狀態(tài)下將所有部件用環(huán)氧樹脂粘強(qiáng)劑粘合在一塊表面光滑的平板上，之后把平板、工件同時(shí)在磁力吸盤上固定，再對(duì)其進(jìn)行打磨，確定一個(gè)端面磨平之后，使用同樣的方法對(duì)另一個(gè)端面進(jìn)行打磨，使用這樣的方法，就可以生產(chǎn)出不易變形、剛度較強(qiáng)的薄片產(chǎn)品。綜上所述，在機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)與加工過程中，必須采取有效的措施，盡量減少機(jī)械加工工藝過程中出現(xiàn)的直接誤差，最終才能生產(chǎn)出質(zhì)量良好的機(jī)械產(chǎn)品。

3.3 及時(shí)補(bǔ)救誤差

在機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)與加工過程中，一些機(jī)械加工工藝誤差不可避免，對(duì)于這部分機(jī)械加工工藝誤差，可以通過采取人為操作方法，去抵消、補(bǔ)償原有機(jī)械加工系統(tǒng)中存在的誤差，最終減少誤差所產(chǎn)生的影響。也就說，機(jī)械加工過程中，工作人員必須嚴(yán)格根據(jù)加工工藝的實(shí)際應(yīng)用情況，制定并實(shí)施有針對(duì)性的誤差補(bǔ)救對(duì)策，抵消補(bǔ)償原有機(jī)械加工系統(tǒng)中存在的誤差，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)加工誤差的有效控制，確保加工工藝的有效性、準(zhǔn)確性。舉例說明，對(duì)于機(jī)械制造數(shù)控機(jī)床存在的滾珠絲桿，可以采取相應(yīng)的措施適當(dāng)減小螺距，在使用滾珠絲桿的時(shí)候，其在熱量的影響之下進(jìn)行拉伸會(huì)出現(xiàn)一定的增長，若是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)計(jì)，反而會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，而在實(shí)踐過程中適當(dāng)減小螺距，就可以使?jié)L珠絲桿適應(yīng)機(jī)械加工過程中出現(xiàn)的拉伸力，最終減少誤差。此外，在機(jī)械加工工藝的實(shí)施過程中，必須要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)、準(zhǔn)確的記錄，并要掌握機(jī)械加工工藝的相關(guān)信息，為補(bǔ)救誤差方法的實(shí)施創(chuàng)造良好的資料條件。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著時(shí)間的推移、社會(huì)的進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)的改進(jìn)，我國機(jī)械加工工業(yè)也順勢(shì)得到了巨大的發(fā)展，并為促進(jìn)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了突出的貢獻(xiàn)。機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差，在很大程度上限制了我國機(jī)械加工工業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展，因此，必須采取合理、有效的措施，減少機(jī)械加工工藝的技術(shù)誤差問題的出現(xiàn)。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.039

蒙家星（1984-），男，壯族，廣西欽州人，本科，助理講師，研究方向：機(jī)械加工。