机械加工工艺系统的误差控制策略

彭东彪

[摘    要 ]在实际实施机械加工工艺技术的过程中，对加工误差的控制非常关键，需要明确机械加工工艺技术实施原则，做好误差改善技术的实施，采取有效的机械加工误差改善策略来降低误差值，促使机械加工工艺技术的作用得到充分发挥，提高加工产品质量，降低零件加工成本，推动机械加工企业实现更好发展。

[关键词]机械加工工艺;误差;原因;控制

[中图分类号]TH16 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）04–00–03

Error Control Strategy of Machining Process System

Peng Dong-biao

[Abstract]In the process of practical implementation of machining technology， the control of machining error is very important. Therefore， it is necessary to clarify the implementation principles of machining technology and implement error improvement technology. Adopt effective machining error improvement strategy to reduce error value， promote machining technology to play a full role， improve product quality， reduce parts processing costs， and promote machining enterprises to achieve better development.

[Keywords]machining process; error; cause; control

在我国机械工程的长期发展中，机械加工占有重要的地位，对于机械产品的质量有深刻的意义，相关技术人员在日常工作研究中都将其作为重要的内容。随着社会的发展，机械加工的需求不断提升，在许多不同的行业中都发挥着一定的作用。不论是材料、汽车等基本工程，还是在军事制造、航空航天等重要工程领域，只要在其中使用到机械设备，那么就一定会有机械加工的相关环节。在机械加工中，由于人员操作、设备精度等原因，通常会存在不同程度的加工误差，尤其在现阶段的市场环境中，人们对于加工产品的质量有越来越高的要求，所以机械加工工艺系统的误差研究引起了人们更多的重视。在这种情况下，相关技术人员必须要认识到误差给机械加工带来的影响，对其中的各类原因有更深入的了解，同时选取科学合理的方法针对性地降低误差，以促进机械加工精度的提升，进而提高产品质量。

1 机械加工工艺

1.1 机械加工概述

在机械加工的过程中，其施工工艺涵盖了许多不同的环节，并不是一条简单的程序，需要在各个环节中采用对应的加工工艺，同时还要按照加工的具体需要来进行流转、加工。通过科学合理地安排加工技术，才能够保质保量地完成产品加工。在制作工艺流程文件的过程中，需要确定基本的参考依据，通常以产品的主要特征为标准，如形状、数量等，再根据现阶段的技术人员数量、水平以及生产设备的种类，这样才能够将工艺流程文件制作完成。作为机械加工过程中的基本的技术性文件，工艺流程文件可以为机械加工提供有效的技术指导，加工人员可以根据该文件科学合理地完成加工任务。在机械生产中，工艺流程有着一定的指向作用，然而在实际生产中，被加工零件的规格有不同的差异，同时工厂的基本特点和类型也有一定的区别，所以机械加工的配置流程也会进行相应的调整。机械加工过程就是在机械加工工艺流程中，采取合适的加工方式，同时根据具体的要求对毛坯进行改造，最终使其成为符合图纸尺寸、形状的完整零件。因此，可以说工艺流程就是机械加工工艺的起点，在此基础上实施再加工，使原材料的形状和大小改变为需要的机械产品或者零部件。如在一个零部件的加工工艺流程中，首先要对其进行粗加工，使其形成一个大致的形状，然后对其实施精加工，并进行装备检验，最终就会形成大小、形状都符合要求的产品。

1.2 机械加工原则分析

在机械加工过程中，质量是必要前提，除此之外，加工误差也是必须要考虑的内容，为了能够有效降低加工误差，应当了解并遵守以下几个方面的原则：

（1）在零件加工的过程中，通常都会用到粗加工和精加工，这是零件加工的主要方式。在加工过程中，机床作用力是普遍存在的现象，会对零件产生一定的影响，如果不能得到有效处理，那么硬化问题就会不断在机械零件上发生，零件的加工精度也就会明显下降。所以，在这个过程中，必须要对应力加强控制，使加工力度维持在一个合理的区间内，这样才可以避免误差的增大。

（2）要根据具体需求选择合适的机械加工设备。不同的机械加工设备，其加工规模和方式都可能存在较大的差异性，结合加工设备的具体特征来进行选择，这样才可以在维持加工质量的前提下有效降低加工误差。

（3）零件加工的准备操作也是必不可少的内容。在零件加工实施前，应当将零件进行打磨，还要做好设备的准备工作，如零件内应力热处理等，以促进零件加工误差的减小。

2 机械加工误差产生的原因

误差是机械加工过程中无法避免的部分，不论加工工艺和设备如何提高和增强，误差会一直存在。但是如果可以合理地应用机械加工工艺技术，操作过程中严格按照要求进行，那么误差基本可以降低到可以接受的范围内。在每次机械加工工作中，技术人员应当充分了解其中的细节，总结相关的经验，增加对各类误差的认识，明确其产生的原理，促进其对于误差发生的警觉性，在加工前采取合理的措施來控制误差。同样的，对于企业而言，也要在长期的机械加工中总结经验，了解误差产生的原因，知道当前误差应对体系的不足并对其进行完善，保证机械加工产品质量的提高。在机械加工期间，若加工设备、技术人员的操作不符合规范，或者没有对外部环境因素进行有效控制，那么加工误差就难以进行控制，不仅会对加工零件的质量产生影响，甚至还会引发各类安全事故。所以，了解机械加工误差产生的原因，对于产品质量以及人员生命财产安全有重要的意义。

2.1 定位误差

在机械加工过程中，零部件的定位是十分重要的部分，一方面可以促进加工过程稳定性的提升，另一方面还可以精确测量各类零部件的尺寸。但是在实际操作过程中，定位不当同样会引起一定的误差，这种误差一般体现在两个方面：①定位副加工过程中，缺乏精确的定位而引起的误差;②由于基准没有完全重合而引起的误差。因此，如果要进行零部件的定位，首先就要及时检查定位基准，保证基准定位符合加工标准，以降低定位误差。在零部件定位过程中，不僅会用到工件定位，还会使用到夹具定位构件，这两个工具的使用必须要严格按照要求，如果有一个工具的使用出现问题，那么定位精确度也会受到明显的影响，进而误差的产生也就在所难免。譬如，没有掌握好工件定位面和夹具定位构件之间的距离，以致其间的间隙较大，那么零部件的固定就会出现问题，很容易发生变动，定位精确性也就会明显降低。这种误差普遍存在于机械加工中，所以在机械加工过程中，应当对这类误差给予足够的重视，牢牢把控这类误差，保证定位精度符合加工规范，这样才可以促进加工准确性的提升。

2.2 机床制造误差

在机械零部件加工中，车床是重要的部分，几乎所有的加工都由车床完成。一般而言，车床的精确度相较于其他设备更高，同时也可以得到保障，但是机床加工仍然存在一定的误差。在机械加工的各个部分中，机床误差更为明显，或者说普遍性较高。究其原因，机床内部涵盖了较多的部件，如车刀、传统装置等，其结构也十分复杂，若一个部件发生问题，或者部件间的衔接出现偏差，那么机械加工精度也就随之下降。譬如，在机床运转过程中，若传统链出现松动，则很容易影响设备的传统效果，加工精度也就很难得到保证。若车刀角度过大或者过小，那么最终得到的零部件的尺寸和形状也会无法达到预期标准。总而言之，由于机床的复杂结构，很容易产生误差，并且这类误差多种多样，若缺乏有效的机床误差控制，加工精度则会明显下降。在长期的机床加工中，若任由这类误差的发生和扩大，那么不仅会对零部件的质量造成明显影响，还可能会发生不必要的危险，产生事故。

2.3 测量工具的几何误差

在零件加工中，必须要严格把控其尺寸大小，尤其是对于一部分精密零部件而言，尺寸把控更为重要，甚至是一些微小的误差都可能造成零件合格率下降。在机械加工中，一般会利用一些测量工具来确定零件尺寸误差的大小，进而根据测量结果进行调整。所以，误差不仅仅体现在机械加工本身过程中，同时还可能存在于测量工具上，如果测量工具精度较低，最终得到的测量结果也会存在一定的误差，这会使技术人员对零件尺寸产生误判，在加工调整后零件尺寸误差可能会变得更大。这类误差较大的零件在使用后很容易引起严重的后果。引起测量工具误差的因素多种多样，其中测量工具的质量、材料是最普遍的因素。若某些测量工具使用次数和时间都较多，没有得到良好的保养，那么在长期的磨损后其测量精度也会下降。此外，在固定加工模板中使用的夹具使用次数和时间较长，也会出现一定损耗，进而固定加工模板就会出现偏移的问题，引起较大的误差。如果没有合理对夹具位置进行设置，那么刀具在加工时也会出现高额损耗，轻则影响加工效率，重则出现崩坏现象，引发十分严重的后果。

3 机械加工工艺误差的控制方法

3.1 降低直接误差

直接误差是十分常见的误差，对于零件加工中加工精度的影响是显而易见的。所以，对直接误差的控制是必要的措施，相关技术人员应该深刻认识到这个问题。一般情况下，如果要进行零部件的加工，那么必然会存在一定的外部应力，进而会引起轴车的形变，这类形变一般不大，甚至很难发现，但是零件加工的精度要求较高，如果对零件产生影响，那么形成的误差就可能远超合理范围。因此，在机械加工中，科学合理地处理轴车是技术人员的必要工作。譬如，在加工过程中可以将对切方向设置为走刀的反方向，那么在弹簧的持续作用中，外部应力引起的形变就会明显降低，直接误差也会降低至合理范围内，最终有助于提升零件加工精度。此外，一部分零件一般厚度较小，所以在加工前最好确认零部件的状态相对自由，促进零件在加工时最大程度的贴合机床加工面，同时还可以使用一些工具来处理工件的表面，如吸盘等，进而，零部件的刚度就会得到有效提升，并且摩擦力也会明显降低，局部温度可以维持在合理范围内，加工精度也就能够得到有效保障。

3.2 有效控制加工温度

由于机械设备自身的发热、加工摩擦等原因，在机械加工中总是会伴随有较高的温度，若没有对高温进行控制，那么零部件在加工过程中就会出现膨胀，加工尺寸则会出现变化，所以有效控制加工温度是十分必要的工作内容。冷却液是常用的冷却方式，其比热容较高，在提升相同温度的情况下可以吸收大量的热量，因此零部件的温度也会迅速降低，误差的控制也得到有效保障。但是，因加工环境、零件的不同，冷却液的选择也有所区别，若没有选择合适的冷却液，那么误差控制效果也难以达到预期要求。所以，为了能够有效控制温度，必须深入了解不同零部件的加工需求以及不同材料的物理特点，进而针对性地选择冷却液。此外，在高负荷运转中，刀具的温度也会有不同程度的提升，在这个过程中其性能则会下降。所以，根据刀具的工作环境来选择合适的冷却液也是必不可少的工作，对于刀具的性能有重要的意义。

3.3 合理补充机械加工误差

误差是机械加工中无法避免的问题，除了降低直接误差、控制加工温度外，还可以采用误差补偿的方法。通过误差补偿的方式，机械加工中产生的误差可以得到有效修正，进而可以将误差降低至可以接受的范围内。一般情况下，若要对加工误差进行补偿，可以选择增加材料的方式来促进误差的降低。若机床误差较大，那么技术人员可以根据实际加工状态来减小机床丝杆之间的距离，以满足误差降低的需求。误差补偿在机械加工中得到了广泛的应用，同时也有明显的效果，但是在加工过程中也不能盲目使用，应当确认当前零部件加工的特点来针对性地选择误差补偿方法。增加进料只是其中的一个方式，技术人员也要积极了解并掌握其他的一些方式，有助于在应对不同误差时能够有更多的误差补偿选择，这样误差的降低也会更加简单高效。

4 机械加工误差的改善策略

4.1 做好充分的加工准备

零件加工是一项复杂的工作，必须要做好充足的准备才可以保障加工质量。①要积极完成加工技术交底工作。一部分操作人员在加工工作开展前，并不是十分熟悉，所以要通过加工技术交底工作来促进其对于零件加工要求的了解，充分掌握加工要点，为加工技术做好充分的准备，同时还可以保证其知道零件允许误差的最大限度，进而在机械加工中的误差控制游刃有余。

②零件的变形控制。技术人员应当充分了解当前加工零件的材料，合理把控零件强度，在此基础上，确定加工过程中要使用的夹具，确保零件的固定稳当，这样一来，零件在加工过程中所受到的力就会相对均匀，而不会出现位移。③应当保证加工温度的控制。一般情况下，温度控制可以选择冷却液，若要减小摩擦，还可以选择润滑剂或者使用一些设备来促进机床的散热，以满足机床温度的降低需求。

4.2 加强专业培训

作为机械加工的主体，相关工作人员对机械加工质量和误差有重要的影响。所以，为了能够减小机械加工误差，从根本上解决这类问题，最有效的方式还是加强对技术人员的专业培训，提升其职业能力和素养，保证其可以有足够的能力来完成机械加工工作，减小其中的误差。员工的培训也是一项复杂的内容，一方面要加强促进思想教育，使员工从根本上认识到加工误差对于零件质量的影响，这样可以在一定程度上提升工作中的警觉性，规范自身工作时的行为。另一方面，要通过理论+实践的培训方式，让员工既掌握机械加工知识，也能提升实际操作水平。

5 结语

随着社会的发展，对机械产品的依赖越来越大，同时对其质量的要求也不断提升，所以做好机械加工工艺中的误差控制是十分必要的工作内容。机械加工误差产生的原因多种多样，一般可以通过降低直接误差、控制加工温度以及误差補偿的方式来降低误差，促进机械加工精度的提升。

参考文献

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