機械加工工藝技術的誤差控制策略研究

杜剛華　馮振華　常海靜　王瑞強　孟潔潔

摘? 要：步入工業化社會之后，機械化生產加工已經成為了社會生產的主要方式。機械加工以期高效、精確的優勢大幅度提升了現代社會的生產效率，有效降低了勞動者的作業壓力，促進了社會經濟效益的提升。但是考慮在應用機械加工的方式中，可能會因為工藝技術、設備器具導致加工中出現制造誤差，進而影響了產品的最終質量和生產效率。所以本文從實務當中總結經驗控制誤差，在提升機械加工效益的同時分析工藝技術中可能存在的各類誤差問題，明確誤差出現的原因和影響，通過專業技術來消除加工過程中的技術誤差。

關鍵詞：機械加工;工藝技術;誤差控制

引言：

機械化加工工藝主要是通過有效驅動機械生產設備來完成生產加工需要，通過模板化、流水線化的方式來代替傳統的手工藝方式，進而提升生產勞動效率。在科學和工業技術成熟的背景下，機械化生產加工方式已經成為了必要的基礎，也是未來社會生產發展的必然趨勢。而為了進一步保證產品的生產加工質量和效率，就需要進一步提升其中的工藝水平，降低機械加工過程中可能出現的加工失誤和數值誤差等問題。

一、機械加工工藝技術內涵

傳統的機械加工工藝流程，主要是指的對各類零件工藝品的生產制造，然后利用機械化方式來對零件的毛坯，進行尺寸、形狀等方面的改良，保證其合格率。比如對于一般零件的加工流程就是采用的粗加工和精加工兩種方式，以及二次進行裝配、檢驗等，這些都屬于籠統化的機械加工方式。在實際的機械加工過程中，會因為零件的加工要求而使用不同的加工方法，粗加工是對毛坯的制造，精加工則是通過數字化銑刀、機械化車床打磨等，每個流程步驟中都需要控制具體的參數信息，保證控制誤差到可接受范圍內。加工過程中，零件預期的參數與實際的參數之間的符合程度，其中的數據差異也就是加工誤差[1]。一般機械零件加工中需要控制形狀、位置、尺寸等精度，減少因為在機床位置、刀具位置、夾具位置方面的安裝、切割誤差，不過由于在實際的加工、切割過程中，會因為切削力、切削熱等引起的正常物理現象導致零件出現變形、受損等，進而導致參數的精確度降低，所以就需要采取一定的措施來降低加工過程中的此類誤差。

二、機械加工工藝誤差情況分析

1.幾何參數誤差

在實際的機械加工過程中常常會因為各類因素，導致零件加工中出現誤差，所以分析零件生產中的精度問題，對于提升生產加工質量有著重要作用。因為多數零件的形狀較為復雜，而加工所使用的刀具移動軌跡計算控制也十分復雜。比如在數控加工中，往往是通過數控系統來對刀具的移動進行X、Y、Z軸的控制，刀具的實際移動軌跡是由各個極小的臺階數據所構成的折線，數控系統中所給出的直線、圓弧函數，保證刀具可以在理想的切割軌跡上移動，但是實際這些運動曲線還是會存在誤差;在使用刀具來進行機械切割加工的過程中，由于不能完全保證刃口與零件曲面、移動軌跡吻合，所以會一般采用曲面化的切割方式，而這些輪廓和移動軌跡又會產生加工方面的幾何參數誤差[2]。

2.刀具誤差

刀具是機械加工中所必須的工具，一般是分為刀具、成型刀具、定尺寸刀具等。諸如拉刀、鉆頭、銑刀等尺寸誤差都有可能會影響到最終的工件加工精度;成型刀具中出現誤差可能會影響到工件的表面形狀精度;還有諸如齒輪滾刀等也會影響到共軛曲線。刀刃的幾何形狀和精度都會影響到最后的工件加工情況，但是任何刀具在實際的切割加工過程中，不可避免的都會出現磨損，進而導致工件的尺寸和形狀產生一定的誤差。

3.機床誤差

加工過程中，機床可能會由于動力和機械摩擦產生振動，振動過大會導致工件位置移動，產生誤差;還有機床自身的性能問題導致的制造誤差、安裝誤差等，都會影響到后續的加工精度;機床的運轉中也會產生摩擦，進而導致主軸產生回轉誤差和傳動鏈誤差;機床導軌的主要作用是幫助固定工件位置，但是一些機床由于使用時間過長，導軌出現了劃痕影響到表面的光滑度，所以在利用導軌固定工件的過程中可能會出現定位誤差。

三、機械加工工藝流程中誤差控制措施

1.誤差補償法

誤差數據是可以通過人為的修正和調整進行預先補償的。在技術人員認為可以修改和做以機械調整的情況下預先對參數進行調整來彌補過程中出現的誤差。在實際使用誤差補償法的時候，是需要針對可能出現的明顯誤差數值進行提前量的補充調整。正式加工之前，技術管理人員需要先明確了解工件加工中，出現誤差、失誤和質量問題的原因，通過分析原因來進一步修改加工方法、調整參數數據，然后在此基礎上才能開展針對性的誤差補償措施。比如在數控機床中進行滾珠絲杠的制造時，就需要技術人員先要了解到一些復雜環節可能出現磨損誤差導致螺距減少的問題，所以就可以在預先的裝配過程中先預加拉伸力，從而來擴大螺距，這樣就可以在一定程度上彌補出現的磨損誤差。

2.減少直接誤差法

這種方法是較為便捷和經濟的誤差控制措施。技術人員在實際加工前，需要先根據加工流程的需要，預先分析可能在加工中出現的誤差情況，通過調整加工中的數據來改善加工流程。比如在加工中所使用的刀具存在一定磨損影響到加工精度，就需要合理控制刀具的尺寸精度，當刀具的磨損達到一定程度就需要及時更換;還有在加工切割過程中，為了防止因為摩擦所產生的大量熱導致的工件熱變形，就可以提前使用冷卻液，安裝散熱裝置等，減少零件溫度過高導致的參數誤差。通過提前分析過程中出現的誤差因素，消除工件內應力、優化零件結構等，進而對這些環節進行優化調整，可以有效避免誤差值和材料損耗，可以說是較為實用的誤差控制措施。

3.優化機床性能，提升整體精確度

若想保證機械加工過程中，全面的控制誤差情況，就需要進一步優化整體的機械加工工藝以及機床的性能，減少工具因素所導致的誤差。比如在工件的實際打磨、切削過程中，為了減少飛濺的碎屑對加工精度的影響，就可以在機床中加設高能磁石的方法，加強對于碎屑的吸附處理，進而減少對加工打磨精度的影響。還可以進一步優化數控系統，編程系統，優化對于工件、刀具加工軌跡的編程優化等，進而來進一步提升切削的精度[3];此外，進一步提升機床性能，控制機床誤差，還可以通過控制回轉軸誤差，在機床中加設高精度的主軸部件、平衡高速運動系統，并將定位和運動傳遞結構分開;同時為了減少機床傳動鏈誤差，還可以嘗試減少傳動元件數量來縮短傳動鏈距離，這樣可以有效提升傳動元件的加工裝配精度。

結語

總的來說，機械加工工藝需要遵循相應的加工原則和方法。先從加工基準面優化開始，以此為后續的加工提供精確的數據參考。同時根據加工的需求，劃分不同的加工階段，使用相適應的設備工具，合理使用粗加工和精加工的方法，保證加工作業效率。現代化機械加工工藝是提升企業競爭力的重要手段，減少加工中的誤差可以有效保證產品質量。技術人員應該多多總結分析加工誤差原因，及時采取應對方法來減小誤差，以此來提升整體質量。

參考文獻：

[1]馬利民， 王金梁.現代機械制造技術及加工工藝的思考[J].黑龍江科技信息， 2020， 000（003）：158-159.

[2]郭德斌， 蘇秦.論機械加工工藝技術產生的誤差及優化控制策略[J].中國金屬通報， 2020（4）：2.

[3]劉家倫.加工工藝對機械零部件加工精度的影響與優化措施研究[J].裝備維修技術， 2020（2）：1.