機械加工工藝技術的誤差分析及策略探討

于東義

（鳳城市職業教育中心，遼寧 丹東 118100）

工業行業中機械加工工藝主要是指按照設計圖紙，并采用機械加工的方法，改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程。機械加工工藝的每一個環節都會關系到零件的質量，若是某一工藝流程出現了問題，則會影響零件的使用性能，導致成為廢品。因此為了保證零件的質量，需要采取有效的措施和方法，從根本上提高機械加工工藝技術，進而減少零件發生誤差問題，全面優化機械加工工藝流程。

1 機械加工工藝技術的概述

從一般情況下看，機械加工工藝技術水平的高低會在很大程度上影響著機械加工的質量，在實際的機械加工過程中，除了要重視機械加工工藝技術的實施，更需要重視產品的規格和數量，也需要整合實際的工藝實施情況，在工業實施過程中配備好工藝設備和施工人才。在實際的機械加工工藝技術實施過程中，因為在不同的企業中可能對零件的制造有不同的要求，導致加工過程不可避免地存在一些誤差，因此在機械加工工藝流程中，一定要有效引入科學合理的加工方法，且無論是零件的形狀和規格，一定要滿足工廠對零件的質量要求[1]。機械加工工藝流程中實施工藝技術，可能會存在著一些誤差，而且出現誤差的情況也是多種多樣的，這些誤差會影響到零件的質量。因此在機械加工工藝技術實施過程中，要分析各種誤差發生的原因，并確定好各種誤差的解決方法，而機械加工企業自身也需要不斷創新機械加工工藝技術，提高工藝人員的技術水平，并制定出合理有效的工藝流程，來提高零件的加工質量。

2 機械加工工藝技術的常見誤差

2.1 加工的定位誤差

針對機械加工流程來說，機械加工存在偏差或是機械定位不準等都會引發定位誤差，定位誤差是機械加工工藝流程中最基礎也是最常見的誤差，所以針對定位誤差必須要在圍繞零件原材料的基礎上，選擇高精度的定位，才能有效避免定位誤差的發生。就機械加工來說，準確的加工定位能夠整體的提高機械加工的質量，避免因為定位誤差而影響到最后加工的質量。但是如果說在機械加工過程中，設備誤差或是數據誤差早已存在，那么就表明機械加工的產品必然會出現質量方面的問題，因為有定位誤差的存在而導致機械加工質量受到影響，則要直接處理定位問題，因此一定要提高定位元件和工藝裝備精度和質量，比如采用試切法，通過觀察和檢測定位裝置是否有移動或變形，就能夠很好的規避定位誤差問題。

2.2 機床的制造誤差

在機械機床設備運行工作的過程中，會出現較為常見的一種誤差，那就是制造誤差。在一般情況下制造誤差可以分為以下幾種類型，分別是導軌誤差、主軸誤差以及傳動鏈誤差。其一的導軌誤差，在機械機床運行的過程中，導軌主要起到了重要的作用，主要是用來定位機床各個部件的具體位置，而定位誤差則是導軌誤差[2]；其二的主軸誤差，則是由于機械設備在運轉過程中，各種因素導致設備發生磨損，從而導致實際的運行數據和設計的運行數據不相符合，從而導致的機械產品發生的誤差；其三的傳動鏈誤差，在機械加工工藝流程中，傳動鏈主要為機床設備的運行提供了能量，也是機床設備得以運轉的重要原因，如果設備的兩邊傳動鏈出現了傳輸速度不一致的情況，則會加大設備的磨損，最終導致產品發生誤差。

2.3 工具的幾何誤差

工具的幾何誤差主要是指在使用工具的過程中所產生的誤差，主要分為以下兩種。其一是夾具誤差，合理科學的使用夾具能夠準確定位零件的位置，但是大部分工作人員在實際加工流程中，很容易忽視夾具的正確使用方法，這樣就導致設備和夾具之間出現了問題，如夾具有磨損或變形等現象出現，從而導致機械加工出現了誤差；其二是刀具誤差，刀具在長期使用的過程中必然會產生一定的磨損，如刀具半徑、刀尖圓弧半徑等發生變化，從而導致加工出來的零件規格有所不一致，這樣一來刀具的差異性會導致最終生產出來的產品之間出現偏差，因此為了避免此種情況的發生，必須在使用刀具的過程中，嚴格規定刀具的尺寸，并定期檢查刀具的使用情況，從根本上減少機械加工誤差的發生。

2.4 產品的變形誤差

針對機械加工工藝流程的制造環節來說，除了存在工具誤差之外，還存在著零件自身性質的問題，由于零件自身強度不高，在實際加工過程中很容易發生變形的情況，這樣一來不僅給機械加工工藝流程造成一定的影響，還會進一步影響到產品的質量[3]。以車削細長軸為例，在加工過程中，由于加工的零件強度普遍不高，很容易受到工件重力和切削力的影響，易出現變形的情況，也會更進一步的導致最后加工出來的產品發生變形的誤差。因此就機械加工工藝的制造環節，要重視因為受力不均、零件材料及形狀差異等而導致的產品變形問題，必須要引起警惕。

2.5 溫度變化誤差

切削加工時，整個工藝系統由于受到切削熱、摩擦熱及外界輻射熱等因素的影響，通常發生復雜的變形，也就是我們稱之的工藝系統的熱變形，由于熱變形會導致工件與切削刃之間調好的相對位置發生改變，運動及傳動的準確度都發生改變，產生了加工誤差。

3 機械加工工藝技術的誤差控制策略

3.1 降低誤差的發生概率

機械加工中，機械加工工藝技術所直接導致的誤差稱為直接誤差，要有效的避免這種直接誤差，就需要在機械加工的前期準備環節，就充分做好預防措施，盡可能減少誤差的發生。與此同時，在實施機械加工工藝技術的過程中，要全面熟悉機械加工工藝流程，并及時的改善和修補機械加工流程中出現的細小誤差，并對還未出現的潛在誤差進行有效的預防，如零件在熱處理的過程中，很容易受到外力或溫度因素的影響，由于局部內應力發生改變，導致零件在加工過程中發生局部變形，這時在實施工藝技術之前，就需要先考慮到這一問題，對零件加工質量進行預判，防止其在加工過程中變形[4]。在實施機械加工工藝技術時，除了要預防誤差，更需要考慮到加工零件在實際加工中出現的問題，選擇合適的工藝或裝備去處理零件，盡可能的消除零件在加工中存在的問題因素，做到防微杜漸，從根本上減少加工誤差的發生率。

3.2 積極應用誤差補償法

工藝技術誤差除了能夠采用預防誤差法來減少其發生的概率，還可以采用誤差補償法來降低，通過誤差補償方式和誤差填補方式，全面分析機械加工誤差發生的原因，并適當性的采用合適的材料進行補償和填補，從而從根本上降低加工零件的誤差。誤差補償法主要是針對在原始誤差的基礎上，制造和干預出一些新誤差，在原始誤差和新誤差的相互影響下，來抵消原始誤差。比如在數控機床零件制造過程中，因為刀具發生了過度磨損后，零件會出現圓柱度誤差，如在加工圓柱面的程序中強制加上一條加工錐體的指令，就能消除圓柱度誤差，這樣一來就很好的補償了原始誤差，降低了誤差對機械加工造成的影響。

3.3 適當采用誤差分組法

在實際的機械加工工藝流程中，因為存在太多的影響因素，導致生產零件的質量難以保障。因此為了提高機械加工工藝技術的精確度和完善度，可以在機械加工工藝流程中采用誤差分組法來進行有效的控制。誤差分組法，就是科學合理的對零件的原材料進行分類，然后按照誤差值的關系，對靠近誤差值的材料進行分組處理，這樣一來每組零件原材料的誤差就能夠有所減小，并在加工過程中有效調整工具和零件相對應的位置，這樣一來讓實施的機械加工工藝變得更加具有針對性，也就是說針對哪個零件就采取何種工藝技術，這樣能夠有效控制誤差，并通過整理定位和調整尺寸，能夠縮小工藝誤差發生的范圍[5]。例如，需要加工球墨鑄鐵、鑄造黃銅、45鋼、40鉻這四種材料的工件，根據誤差值的關系，我們把球墨鑄鐵與鑄造黃銅分為一組，45鋼與40鉻分為一組，這種誤差分組法，相比于減小誤差幾率和誤差補償法來說，在操作過程中會更加的簡單和方便，并有效解決了工藝生產的成本，為了機械工業企業帶來了一定的效益。

3.4 有效減少溫度的變形

在機械加工過程中，由于工藝系統的熱變形，導致加工過程中零件產生誤差。因為在加工過程中，金屬的變形和摩擦使刀具和工件溫度升高，工件產生熱變形，進而會導致誤差。因此為了有效控制加工溫升的情況，能達到降溫的效果，可以降低切削速度；提高刀具的鋒利程度；控制環境溫度；對機床發熱較大的部件，采取足夠的冷卻措施或采取隔離熱源的方法；在工藝措施方面，可以讓機床空運轉一段時間后，當其達到或接近熱平衡時再調整機床；改善切削液的品質或對切削液進行降溫，如增加切削液的運行距離，增加管道的散熱面積從而達到散發熱量的目的。

3.5 全面優化人員素質

在機械加工工藝流程中，控制好工藝技術誤差的最后措施就是提高人員的專業素質，如今我國大部分工業機械企業中，相關的工作人員多存在專業素質參差不齊的情況，因此導致其無法很好的去把控機械操作生產流程，工作人員的專業能力缺乏和專業知識匱乏，導致了其在機械加工工藝流程中存在很大的問題[6]。所以說，工業機械企業必須要提高工作人員的專業知識和綜合素養，定期組織工作人員參與培訓，并對其工作能力和專業技能進行有效的考核，保證每一位工作人員在工藝流程過程中都能夠具備良好的素養，如要求機床操作者必須有愛崗敬業職業精神，認真細致的工作作風，技術精湛的專業特長，為機械加工創造出更好的條件。

4 結語

總的來說，當前我國經濟的迅速發展，為工業行業的機械加工領域帶來了全面的發展挑戰和機遇，為了讓機械加工工藝向機械化的方面迅速發展，對機械加工工藝流程也是提出了更高的要求，需要構建全面的機械加工工藝體系來改善誤差控制策略，這樣才能促進機械加工行業更持續、更長遠的發展。