機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差原因及控制策略

蔡英杰

山東美陵化工設(shè)備股份有限公司 山東淄博 255430

機(jī)械的加工過(guò)程對(duì)工藝有著嚴(yán)格的要求，工藝存在缺陷則會(huì)導(dǎo)致最終產(chǎn)品難以達(dá)到交付標(biāo)準(zhǔn)。在企業(yè)的生產(chǎn)管理中，會(huì)通過(guò)設(shè)置工藝規(guī)程來(lái)對(duì)成品質(zhì)量進(jìn)行控制。這種工藝規(guī)程能夠?qū)庸ち鞒踢M(jìn)行詳細(xì)指導(dǎo)，有效協(xié)調(diào)加工的位置、規(guī)格、尺寸、順序等問(wèn)題。然而，由于零件生產(chǎn)的精密性，在實(shí)際機(jī)械加工生產(chǎn)中，往往存在著一些加工工藝的技術(shù)誤差。

1 零件加工精度影響因素

1.1 內(nèi)在因素

機(jī)械加工企業(yè)常常為了降低企業(yè)的成本支出，而減緩設(shè)備更新?lián)Q代的速度。較為緩慢的設(shè)備更新速度容易使企業(yè)的機(jī)械加工設(shè)備落后于市場(chǎng)需求，以至于被市場(chǎng)淘汰。其次，長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的使用也會(huì)使加工設(shè)備出現(xiàn)由于老化、壓力、損耗等原因帶來(lái)的精度損失。因此，應(yīng)注重對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)，定時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行精度校準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)設(shè)備的維修、養(yǎng)護(hù)、零部件更換等方法來(lái)延長(zhǎng)設(shè)備壽命，提高設(shè)備的零件加工精度[1]。

1.2 受力因素

受力因素也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工設(shè)備在工作中出現(xiàn)零件精度異常的問(wèn)題。一些外力可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工設(shè)備出現(xiàn)微小的變形或者是工作狀態(tài)不佳的情況。這些設(shè)備的微小變化會(huì)使加工系統(tǒng)的部分工件發(fā)生位置變化，從而使待加工零件的位置出現(xiàn)變化，從而影響零件的加工精度。可能發(fā)生位移的工件主要有刀具、夾具等，在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)加工中，加工系統(tǒng)過(guò)強(qiáng)的承載力容易使刀具、夾具發(fā)生位移，以至于加工系統(tǒng)出現(xiàn)微小形變，從而降低零件加工精度。

1.3 熱變因素

此外，熱變因素也是影響機(jī)械加工工藝零件加工精度的一個(gè)重要原因。在刀具切削工序中，可能出現(xiàn)由于操作人員不嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范而采用不專業(yè)的工具進(jìn)行加工的情況，使得加工精度出現(xiàn)降低。為對(duì)降低的精度進(jìn)行彌補(bǔ)，操作工可能使用不專業(yè)工具進(jìn)行反復(fù)切削，大量增加零件與加工設(shè)備間的摩擦力，使得零件與刀具間產(chǎn)生大量熱量，降低了零件精度。長(zhǎng)時(shí)間的加工運(yùn)行也會(huì)導(dǎo)致零件與加工設(shè)備的溫度升高，不僅降低了零件的精度，還可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞或異常[2]。

2 機(jī)械加工工藝技術(shù)的誤差控制策略

2.1 原始誤差控制

從當(dāng)前的機(jī)械加工技術(shù)工藝來(lái)看，機(jī)械加工中的誤差原因雖然比較多樣，但基本都是可以預(yù)防的，因此要想有效降低機(jī)械加工誤差，就必須要針對(duì)各種常見(jiàn)誤差原因來(lái)展開原始誤差控制，提前消除可能存在的誤差隱患。例如在引入各種機(jī)械加工工具、機(jī)床時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求來(lái)對(duì)其尺寸、相對(duì)位置關(guān)系、剛度等進(jìn)行檢查，以保證其各方面質(zhì)量性能均符合要求，避免因刀具剛度不足、機(jī)床部件制造誤差等情況而導(dǎo)致零件加工誤差。而在機(jī)床、加工工具投入使用后，也同樣要定期對(duì)其磨損情況、變形情況、相對(duì)位置情況等進(jìn)行檢查，并在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后及時(shí)更換嚴(yán)重磨損、變形的部件，對(duì)相對(duì)位置發(fā)生變化的部件進(jìn)行調(diào)整，加工前還要檢查待加工零件材料的剛度情況。

2.2 誤差補(bǔ)償

受機(jī)械加工技術(shù)工藝水平的限制，當(dāng)前機(jī)械加工中的各種誤差很難完全避免，為保證加工零件的質(zhì)量，還需在控制機(jī)械加工原始誤差的同時(shí)，通過(guò)誤差補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)降低機(jī)械加工誤差。例如在進(jìn)行零件加工之前，如發(fā)現(xiàn)機(jī)床部件存在比較明顯的原始誤差，就可以人為制造出與之相對(duì)的新原始誤差，對(duì)系統(tǒng)中固有的原始誤差進(jìn)行補(bǔ)償或抵消，從而降低或消除加工誤差、提高加工精度的目的[3]。

2.3 分化原始誤差

分化原始誤差簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是根據(jù)誤差反映規(guī)律以及上道工序、毛坯工件的尺寸大小，對(duì)待加工零件進(jìn)行科學(xué)分組，使每一組零件的尺寸范圍都能夠縮減到一定范圍內(nèi)，這時(shí)再按照各組工件的誤差范圍來(lái)調(diào)整刀具，就可以確定工件的準(zhǔn)確位置，將整批零件的加工誤差縮小至允許誤差范圍內(nèi)。

2.4 變形預(yù)防與改良

機(jī)械加工誤差的原因雖然比較多樣，但其中很大一部分都是因零件或加工工具、機(jī)床變形而導(dǎo)致誤差，因此在機(jī)械加工過(guò)程中，對(duì)加工零件、機(jī)床、加工工具的變形進(jìn)行有效預(yù)防與改良，因變形所導(dǎo)致的機(jī)械誤差問(wèn)題就能夠得到有效解決。針對(duì)待加工零件的熱變形問(wèn)題，可通過(guò)對(duì)零件熱處理的操作細(xì)節(jié)規(guī)范來(lái)降低熱變形的發(fā)生概率，如零件已經(jīng)出現(xiàn)變形，則可以選擇對(duì)變形零件進(jìn)行淬火，并在淬火之后立即停止回火，這樣淬火后零件中的剩余奧氏體就會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為馬氏體，并導(dǎo)致零件脹大，最終恢復(fù)到變形前的狀態(tài)。針對(duì)裝夾變形問(wèn)題，則可以針對(duì)零件的特點(diǎn)來(lái)對(duì)工裝進(jìn)行合理選用，或是為零件設(shè)計(jì)專用工裝，以提高工裝的固定效果，在正式加工之前，還需要停止相關(guān)準(zhǔn)備工作查看零件的固定情況，對(duì)固定不牢固的零件進(jìn)行加固。這樣一來(lái)，零件在加工過(guò)程中不易出現(xiàn)位移問(wèn)題，零件出現(xiàn)裝夾變形的概率自然也會(huì)隨之大大降低[4]。

2.5 有效減少溫度的變形

在減少機(jī)械加工工藝技術(shù)中的誤差發(fā)生概率時(shí)，需要積極減少溫度的變形，通過(guò)冷卻液控制機(jī)械溫度的方式，防止由于溫度過(guò)高而出現(xiàn)的各種誤差問(wèn)題發(fā)生，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械加工工藝過(guò)程中，相關(guān)質(zhì)量和效率的提升。在應(yīng)用冷卻液減少溫度變形誤差的過(guò)程中，可以有效對(duì)切削中產(chǎn)生摩擦熱量進(jìn)行降低，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)溫度的控制，從而有效防止溫度變形而帶來(lái)的誤差問(wèn)題。除此之外，在機(jī)械加工工藝技術(shù)進(jìn)行過(guò)程中，也可以采用潤(rùn)滑劑減少溫度的變形，合理對(duì)熱源問(wèn)題進(jìn)行分析，從而從熱源的角度減少溫度，以此來(lái)達(dá)到解決和降低機(jī)械加工工藝中技術(shù)誤差的問(wèn)題和發(fā)生概率。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械加工工藝技術(shù)的更新發(fā)展雖然提高了各種零件產(chǎn)品的機(jī)械加工精度，但卻無(wú)法真正消除加工誤差，要想降低誤差對(duì)加工精度的影響，保證零件加工質(zhì)量，還需全面認(rèn)識(shí)到機(jī)械加工誤差的主要原因，同時(shí)通過(guò)原始誤差控制、分化原始誤差、誤差補(bǔ)償?shù)确椒▉?lái)對(duì)誤差進(jìn)行有效控制。