机械加工工艺技术及误差分析

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1机械加工工艺

根据加工产品的设备条件与需加工的数量及工人的加工素质等实际情况，确定应采用的工艺过程，并把有关加工内容制成工艺文件，这些工艺文件也称为工艺规程。机械零件或工件加工制造的步骤叫机械加工工艺流程。通过机械加工，改变毛坯的表面质量、尺寸与形状等，使毛坯加工成零件的过程叫机械加工工艺过程。加工工艺是在机械工艺流程的基础上，通过对机械零件性质、相对位置、尺寸及形状的改变，使其成为半成品或成品的过程。每一个加工步骤、加工流程都要有详细的说明。加工工艺是工艺环节的详细参数，工艺流程是总的加工纲领，工艺规程是从实际加工情况出发编制的加工工艺。

2机械加工过程中的误差及其产生的原因

零件经过机械加工后的各方面参数值与零件设计图纸岁规划的标准值之间差异程度就是机械加工的误差，误差值的大小也是检验机械零部件是否合格的标准。在机械加工过程中，一定会存在着不同程度的误差，而通过对误差产生的原因的探究和分析，则可以有效的减小误差值以提高机械加工精度。机械加工过程中的误差主要包括定位误差、几何误差、制造误差以及工艺系统发生变形所产生的误差。定位误差是机械加工过程中的基本误差，主要包括定位副制造不准确和基准不重合误差。定位副是由工件定位面与夹具的定位元件共同构成的，定位副对于机械加工十分重要，由于定位副间的配合间隙和定位副制造的不精确而导致的工件最大变动量称为定位副制造不准确误差。定位副制造不准确误差通常发生在用调整法加工工件的过程中，而在试切法加工工件时一般不会产生这种误差。在工件加工时要选择工件上的若干几何要素作为定位基准，而如果加工时所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。刀具和夹具所产生的几何误差是机械加工中几何误差的主要组成部分。其中刀具由于长期使用会发生一定程度的磨损，刀具的磨损会影响到加工的零部件在形状和尺寸上发生一定变化，令机械加工的误差增大。刀具的几何误差对工件的影响随加工过程中使用刀具种类的不同而不同，普通刀具的几何误差对工件加工精度并无直接影响，采用定尺寸的刀具进行加工时，刀具的几何误差会直接影响工件的加工精度。与刀具相比，夹具对工件加工的影响更为直接，夹具在机械加工过程中主要起定位的作用，因此夹具的几何误差对机械加工的精度影响很大。机械加工过程中的制造误差主要是由机床运转过程中出现的传动链误差、导轨误差及主轴回转误差引起的，是机械加工过程中比较常见的误差。传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差，它是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起的。主轴运转误差出现的原因主要是主轴轴线的实际运转量与回转轴线的运转量不符，这会大大降低机械零件的加工精确度，出现这些误差的根本原因是设备磨损；导轨误差主要是因设备安装质量降低和制造误差引起的。工艺系统发生变形所导致的误差主要包括两部分原因，一是由于工艺系统运转过程中在系统各个部分产生的不同程度热量作用引起变形导致的误差，二是由于工艺系统受力变形导致的误差。工艺系统生产加工过程的许多环节都会产生热量，而由于热量的产生于对工艺系统不同部位作用程度的不同会导致不同程度的热变形，是加工部件如刀具与工件的相对位置发生改变，导致系统误差的产生，影响加工精度。工艺系统受力变形导致的误差，主要是由工艺系统在加工过程中受到多重力的作用，如切削力、夹紧力、惯性力、重力、传动力等，在不同程度的力作用下，导致工艺系统与工件相对位置关系发生改变，进而产生误差。工艺系统中各组件的刚度存在着差异，同一组件的刚度也会因不同因素的作用产生变化，刚度的变化会导致工艺系统中各部分受力程度的改变，产生不同程度的变形，同时根据工件刚度的变化对系统组件的调整是否合理也会对系统误差造成影响。

3控制误差的措施

对于原始误差的控制，机械加工中的误差是无法避免的，但我们可以通过提高加工设备如刀具、夹具以及量具精度，提高机床的几何精度和刚度以及受热受力变形程度的控制来减少原始误差的产生，这也是在生产加工过程中最直接的减少误差的方法。如果无法实现原始误差的直接控制，则可以在加工过程中采取补偿误差的方法来提高机械加工的精度。误差补偿法就是指人为的提供一个与已有原始误差值相反的误差值，以补偿或抵消原有的误差值，通过参数的互补减小误差范围。利用误差的转移法和误差平均法也可以降低误差对机械加工的影响。其中误差转移法实质上就是将影响工件精度，甚至可能导致工件无法使用的关键性部分的原始误差尽量转移到非关键性的部分上，将误差从对工件加工精度敏感的方向转移到非敏感方向，以提高机械加工的精度。误差的平均法主要是通过加工来使被加工表面的原有误差不断缩小并进行平均化的过程。对原始误差均化的原理主要是通过对有密切关联的工件表面进行相互比较和检查，找出差异，然后再进行修正加工和基准加工，以达到使工件被加工表面的误差不断缩小且均化的目的。如针对配合精度要求较高的轴或孔，通常采用研磨的工艺。对研具自身并不需要太高精度，但要保证其在和工件做相对运动过程中能够对工件进行微量的切削，使高点逐渐被打磨掉，最终使工件达到较高的工艺精度。结语，在机械加工工艺中，提高工艺技术水平，有效控制误差，是提高机械加工工艺质量与效率的必要措施，从进行工艺设计及加工操作的人员角度来讲，对机械加工工艺的每一个环节的认真对待，是减少误差的关键之一，现代化机械生产对机械加工工艺技术的要求越来越高，只有采取综合措施控制误差，坚持加工工艺技术的不断革新，才能更好的促进机械加工产业长远稳定的发展。

作者：李渊 单位：哈尔滨东安发动机（集团）有限公司