機械加工工藝技術與誤差分析研究

陳勝

【摘 要】通常情況下，工藝人員會以其所要加工產品的設備條件以及具體要加工的數量和質量要求等一系列的因素為基準，來確定相應的工藝過程，并會將有關的加工內容制作成工藝性的文件，我們也可以稱這些文件為工藝性的章程，機械工藝的規程是加工過程中的基礎性指導性文件，是工廠計劃調度與生產準備過程中需要參考的一個非常重要的依據。

【關鍵詞】機械加工；工藝技術；誤差分析；工藝規程

一、概述

機械產品具備多項性能，特別是對于它的持久性與可靠性來講，在某種程度上甚至會對它機械加工工藝產生非常大的影響。在機械生產加工的具體過程中，由于受到零件的大小、具體的生產技術指標等一系列要求的限制，一個普通的零件不僅僅只是在一個車床上完成，它需要經歷非常多的加工工藝，在這個過程中，就需要根據零件的具體相關要求，來選擇具體的機床來進行有針對性的加工與處理。在機械加工的過程中，相關的施工人員必須要對施工工藝有一個非常清晰且準確的認識。

二、機械加工工藝的概念和認識

在具體加工的過程中，工藝人員首先要對待加工產品的大小要求等一系列的相關因素進行綜合的考察和衡量，并以此為標準來確定相應的工藝過程，還會將有關的加工內容制作成一整套工藝性的章程。機械工藝的規程是整個機械加工過程中的一個具有全局意義的指導性文件，它也是對車間和工廠進行改造的一項很基本的技術依據。由于在實際的加工過程中，不同的工廠的生產狀況是不一樣的，與之相關的工藝流程也是不一致的，所以，必須要保證工藝流程具備一定的針對性，不可一概而論，要與實際的生產狀況相結合。

通過實際的加工我們完全可以得出，從根本上來講，機械師通過對機械零件的具體性質和位置、以及相應的尺寸和形狀進行有根據的改變的過程就是加工工藝，加工工藝的最終的結果是使不規則的產品變成可用的半成品甚至是成品。當然這一切都需要建立在機械工藝流程的基礎上來完成的。事實上，每一個具體的加工步驟、加工流程都需要有詳細的說明。也就是上文中所說的加工章程，我們可以這樣理解：加工工藝是機械加工過程中在工藝環節的一個詳細的參數，而工藝章程則是對加工過程中的一個規則形的，從實際情況來看，它其實是是從加工情況出發來編制的一個加工工藝。

三、在機械加工過程中容易出現誤差的幾個主要原因

1.在具體的定位過程中存在誤差

在機械加工的過程中，定位的誤差主要包括兩種情況，一方面是由于在定位副制造的過程中，相關的數據出現誤差造成的，另一方面則是是由于基準不能實現重合而產生誤差。在具體的加工過程中，如果相關的設計基準與我們所選擇的定位基準出現了沖突，就非常容易出現基準不重合的誤差。從另一個角度來看，定位副是由夾具定位元件和工件定位面共同組成的，但是在具體的制作過程中，由于定位副之間的配合間隙與副制造的數值不夠精確，就很有可能出現副制造的一系列誤差。這種副制造的誤差在我們在采用調整法來對所要加工的工件進行調整的過程中出現的可能性很大，但如果是在試切法加工工件的過程中，這種誤差就不會出現。

2.機床制造過程中出現的誤差

在機床的制造過程中，主要會出現三種誤差，其一是在傳動鏈中產生誤差；其二是導軌出現誤差；其三是主軸出現了誤差。首先，傳動鏈的誤差指的是傳動鏈兩端的傳動元件之間的相對運動引發誤差的產生，而這種誤差是由于傳動鏈中的各個環節的裝配而造成的，在具體的使用過程中，傳動鏈由于長期的使用，在不斷磨損過程中也會加劇誤差的產生。其次，作為機床運動的一個基準，導軌出現誤差主要是由于對其的磨損不夠均勻造成的。最后，主軸回轉的誤差，主要是由于主軸在一瞬間的實際回轉過程中產生的平均的變動量，它的誤差會影響到所要加工零件的一個精確度。[1]

3. 刀具的幾何誤差

刀具在切削的過程中，會不可避免的產生磨損，如果磨損的程度很嚴重，就會在很大程度上使工件的形狀和尺寸發生一定的變化。眾所周知的是，刀具的幾何誤差與它的種類、尺寸之間存在有非常密切的關系，在使用一定的尺寸刀具加工過程中，工件的加工精度與刀具的制造誤差之間，也存在有非常密切的關聯。

4.加工工藝中由于受力變形引發的誤差

一般而言，在具體的機械加工過程中，機械工藝系統對工件剛度的要求與夾具和刀具對比的話，比較低下，在切削的作用力之下，由于所使用工件的剛度不夠，很容易產生變形，這種變形對于機械零件的加工誤差也是很大的。由于加工切削力產生了一定的變化，工件的材質也不盡相同，切削力會發生非常明顯的變化，這就在很大程度上導致工藝系統發生很大的變形，這就在很大程度上加劇了加工過程中的誤差。

四、機械加工過程中避免誤差的主要對策

在具體的加工過程中，所遵守的加工順序應該是基準先行，主先次后、面先孔后、先粗后精，而且，要盡可能的選擇更多的使用基準，這就很容易保證各個加工表面的相對精度。[2]

1.加工過程中的誤差補償法

所謂的誤差補償法，主要就是只在加工的過程中，機械師通過人為的制造出一種與之前不同的全新的誤差，去抵補工藝系統中可能出現的原始性的誤差，從而在很大程度上減少加工過程中的誤差，比如再制造數控機床之上的滾珠絲桿過程中，機械師可以刻意的將螺距磨得小于標準值，在具體的裝配過程中，所產生的拉伸力就會將絲桿螺距拉長到標準化的程度，這就可以很好的補償了原始的誤差，也在很大程度上產生了正應力，機床在工作的過程中，由于絲桿產生熱量，就會抵消其內壓應力，從而保持了一個標準化的螺距。

2.直接減少誤差

在具體的機械生產過程中，直接減少誤差的方法，運用得比較普遍，首先，工作人員必須要明確的找到影響精度的各種誤差的主要因素，然后采取一定的措施進行避減。舉例來講的話，在進行細長軸車削的過程中，工件很容易在溫度的強烈影響之下發生變形，這個時候，機械師就完全可以就采用“大走刀反向切削”的手法來直接減少變形。除此之外，機械師在薄片工件的兩個端面進行磨削的時候，也可以使用環氧樹脂粘強劑將所有的的工件全部粘結在同一塊平板之上，保證工件與平板可以同時固定在吸盤之上，我們也完全可以將工件的上端面磨平，然后將其取下，以上斷面作為基準來磨平其他的斷面，這樣就可以比較完美的解決薄片的變形問題。[3]

3.對誤差進行有效的分組

在我們具體的加工過程中，作為單個工序來講，工藝能力是充足的，它所使用的加工精度也非常穩定，但是加工半成品的過程中，精度卻無法維持在一個較高的水平。這就必須要求來參考上一道工序的加工精度與具體的毛坯精度，這樣的過程在加工的時候顯得非常的不科學，工作人員可以根據這種情況，采用誤差分組的辦法來避免誤差的產生，具體來講，可以將半成品或者毛坯的尺寸按照誤差的大小人為地分為幾個小組，毛坯的誤差就會在很大程度上縮減，之后機械師可以有效的調整工件與刀具之間的具體位置，通過這種手段，我們就可以縮小工件的具體尺寸范圍，從而通過這種手段來避免誤差。

五、結語

在現時今日，機械加工過程中產生的誤差和加工的工藝是機械加工行業的一個側重研究的對象，工作人員在具體的實踐過程中，要不斷的總結相關的經驗教訓，從根本上減小加工過程中的誤差，提高工件的加工精度，確保加工質量。

參考文獻：

[1]王秀艷.機械加工誤差及提高加工精度分析.中國新技術新產品，2014（2）.

[2]劉明生.機械加工誤差產生的原因及改進措施.制造業自動化，2013