露天煤礦配件機(jī)械加工誤差分析與工藝要求

吳秀光

（扎魯特旗扎哈淖爾煤業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 霍林郭勒029200）

露天煤礦配件機(jī)械加工需要經(jīng)過(guò)多道工藝，而且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高，保證具有耐用性、可靠性。配件類(lèi)型較多，決定了加工方式的不同，要堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析原則，選擇合理加工方式，保證達(dá)到規(guī)定要求。對(duì)于加工誤差要進(jìn)行分析，找到其中原因，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化加工工藝，保證露天煤礦配件的質(zhì)量。

1.露天煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)

我國(guó)有一些露天煤礦，可以生產(chǎn)出大量煤炭資源，但是露天煤礦生產(chǎn)環(huán)境比較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)有大量機(jī)械設(shè)備、人員等。首先露天煤礦涉及的生產(chǎn)工序比較多，在煤礦生產(chǎn)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，因此不僅要加強(qiáng)管理，確保生產(chǎn)活動(dòng)順利開(kāi)展，還要實(shí)現(xiàn)預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)。其次管理難度大。煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致管理難度較大，如果工作不到位，很有可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重影響到生產(chǎn)效率和質(zhì)量。最后存在一定風(fēng)險(xiǎn)性。煤礦生產(chǎn)的自身特點(diǎn)，決定了存在的風(fēng)險(xiǎn)性，如果操作失誤，很有可能會(huì)引發(fā)安全事故，造成不可挽回的損失。為了提升生產(chǎn)水平，目前煤礦生產(chǎn)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，應(yīng)用了大量機(jī)械設(shè)備。這就需要加強(qiáng)對(duì)露天煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)的分析，并采取有效管理措施，保證生產(chǎn)活動(dòng)正常開(kāi)展[1]。

2.露天煤礦配件機(jī)械加工中的誤差形成分類(lèi)

配件機(jī)械加工涉及到多道工序，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)產(chǎn)生誤差，下面進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類(lèi)。

2.1 定位和機(jī)床制造中形成的誤差

通過(guò)對(duì)定位形成誤差進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有兩種原因，一是數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，二是基準(zhǔn)無(wú)法重合。機(jī)床制造中形成誤差有三種原因，一是傳動(dòng)鏈誤差，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是傳動(dòng)鏈兩端的傳動(dòng)元件進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，在傳動(dòng)鏈運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生磨損，當(dāng)情況比較嚴(yán)重時(shí)，誤差也就越大。二是導(dǎo)軌誤差，導(dǎo)軌在運(yùn)動(dòng)中，磨損不平衡會(huì)造成誤差。三是主軸誤差，主軸會(huì)發(fā)生瞬間回轉(zhuǎn)，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生平均變動(dòng)量，這種誤差對(duì)零件加工的精確度會(huì)產(chǎn)生不利影響[2]。

2.2 刀具幾何誤差和受力變形誤差

刀具在長(zhǎng)期使用中會(huì)產(chǎn)生磨損或變形，這是不可避免的，由于刀具性能下降，對(duì)配件的精確度會(huì)產(chǎn)生影響。刀具尺寸和形狀變化產(chǎn)生的誤差被稱(chēng)之為刀具幾何誤差。根據(jù)加工需求，切削過(guò)程中的力度會(huì)不斷發(fā)生變化，刀具受力變形就產(chǎn)生了誤差。例如在加工91T自卸車(chē)輪轂配件時(shí)，如果刀具在切削時(shí)無(wú)法保證足夠的剛度，就容易出現(xiàn)變形問(wèn)題，這對(duì)加工出的自卸車(chē)輪轂的質(zhì)量影響是非常大的。

2.3 定位誤差

實(shí)際操作中有兩類(lèi)定位誤差較常見(jiàn)。第一類(lèi)基準(zhǔn)不重合誤差。這里涉及到兩個(gè)概念，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和工序標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要指在設(shè)計(jì)出來(lái)要加工零件的圖上被用來(lái)確定某一表面尺寸、位置的依據(jù)。工序標(biāo)準(zhǔn)是指在工序圖上被確定本工序被加工表面加工后尺寸、位置的依據(jù)。使用車(chē)床加工零件之前，應(yīng)該選擇要加工配件上若干幾何要素作為加工時(shí)的定位標(biāo)準(zhǔn)，若所選用的定位標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不匹配，就會(huì)產(chǎn)生這種誤差。第二類(lèi)定位副制造不準(zhǔn)確誤差。加工出來(lái)的配件不可能按要求的標(biāo)準(zhǔn)加工的絕對(duì)準(zhǔn)確，加工出來(lái)配件實(shí)際尺寸允許在規(guī)定的公差范圍內(nèi)增加或減少。加工配件定位面與固定配件共同配合去加工零件，由于配合過(guò)程中，配合間隙引起配件的變動(dòng)，這種配合稱(chēng)為定位副，這種誤差就是制造不準(zhǔn)確誤差。

2.4 工藝不同引起誤差

配件加工時(shí)，力的作用下，會(huì)產(chǎn)生慣性，使工件受到影響。在配件加工時(shí)，若是操作不當(dāng)，可能會(huì)使配件變形,工件與刀具之間的位置可能會(huì)出現(xiàn)改變,使工件加工過(guò)程誤差。影響工件的精度的另外一個(gè)直接因素是刀具的硬度及強(qiáng)度，過(guò)高的刀具強(qiáng)度，會(huì)因?yàn)闊o(wú)法承受強(qiáng)大的刀削力，從而導(dǎo)致加工出配件變形,所以刀具的硬度和刀具種類(lèi)直接關(guān)聯(lián)著所加工工件的誤差值。如硬度度較大的里孔車(chē)刀，在切削過(guò)程中可以承擔(dān)較高的力,而且不易變形，因此應(yīng)用起來(lái)加工配件的誤差較小,精度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高,工藝誤差基本上是由相關(guān)力學(xué)公式推導(dǎo)運(yùn)算得到。

3.加工中減少誤差的方法

3.1 人為控制減少誤差

為了減少加工誤差的影響，加工過(guò)程中要進(jìn)行誤差補(bǔ)償，這是一種減少誤差的有效方式，制造出一種和之前誤差不同的新誤差，有效彌補(bǔ)加工中出現(xiàn)的問(wèn)題。例如，用預(yù)加載荷法精加工磨床床身導(dǎo)軌，借以補(bǔ)償裝配后受部件自重而引起的變形。磨床床身是一個(gè)狹長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)，剛度較差，在加工時(shí)，導(dǎo)軌三項(xiàng)精度雖然都能達(dá)到，但在裝上進(jìn)給機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)等以后，便會(huì)使導(dǎo)軌產(chǎn)生變形而破壞了原來(lái)的精度，采用預(yù)加載荷法可補(bǔ)償這一誤差。又如用校正機(jī)構(gòu)提高絲杠車(chē)床傳動(dòng)鏈的精度。在精密螺紋加工中，機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差將直接反映到工件的螺距上，使精密絲杠加工精度受到一定的影響。為了滿足精密絲杠加工的要求，采用螺紋加工校正裝置以消除傳動(dòng)鏈造成的誤差。

3.2 直接減少誤差

工作人員在實(shí)際操作中，如果發(fā)現(xiàn)有誤差，采用直接改進(jìn)的方法。以切削長(zhǎng)軸為例，在溫度的影響下，工件會(huì)發(fā)生形變，為了解決形變問(wèn)題，工作人員可以采用反向切削的方法，形變程度會(huì)減小，達(dá)到減少誤差的目的。又如在加工薄壁套筒內(nèi)孔時(shí)，采用過(guò)度圓環(huán)以使夾緊力均勻分布，避免夾緊變形所引起的加工誤差。磨削薄片工件的兩個(gè)端片時(shí)，要有效運(yùn)用環(huán)氧樹(shù)脂粘強(qiáng)劑，將工件粘連起來(lái)，放在同一個(gè)平板上，再固定在吸盤(pán)上，將上端磨平后取下，以上端面磨削程度為參考標(biāo)準(zhǔn)，磨平其他平面，這樣做可以有效減少薄片形變，保證達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[3]。

3.3 有效誤差分組

在機(jī)械加工中，每個(gè)工序都有特定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這是保證工件質(zhì)量的重要條件。但對(duì)于半成品而言，由于具有特殊性，所以精度控制難度比較大。為了解決這樣的問(wèn)題，根據(jù)誤差大小的不同，將半成品的尺寸分成不同小組，可以有效減少誤差問(wèn)題的出現(xiàn)。操作人員對(duì)工件和刀具之間位置進(jìn)行調(diào)整，這樣做主要目的是最大程度縮小要加工配件的誤差范圍，降低誤差的大小。實(shí)際操作過(guò)程中，誤差分組法是被用來(lái)提高測(cè)量精度的手段，他能補(bǔ)充加工精度的虧折 ,使加工出配件的精度更高。因?yàn)闇y(cè)量、分組花費(fèi)時(shí)間較多，所以一般在加工配合好，而加工精度不容易提高時(shí)選用用。

3.4 誤差轉(zhuǎn)移法

所謂的誤差轉(zhuǎn)移法是指將原始誤差從易產(chǎn)生誤差方向轉(zhuǎn)移到不易產(chǎn)生誤差方向上去。不同原始誤差反響到零件加工誤差大小與其是否在易產(chǎn)生誤差方向上有直接聯(lián)系。在車(chē)床加工配件時(shí)想辦法把它轉(zhuǎn)移到不易產(chǎn)生誤差方向上,也就是把原始誤差轉(zhuǎn)移到對(duì)加工精度無(wú)影響的其他方面上,就有可能大大提高加工出配件的精確度。例如：在加工邊檢基座孔過(guò)程中，在鏜床上用鏜模鏜孔系時(shí)，孔系的位置、孔距間的尺寸精度都依靠夾具、鏜桿的精度來(lái)保證，機(jī)床的精度與加工無(wú)關(guān)，這樣就可以利用普通精度的機(jī)床來(lái)精鏜邊檢基座孔系。由此可見(jiàn)，一般在機(jī)床精度達(dá)不到零件的加工要求時(shí)，通過(guò)誤差轉(zhuǎn)移的方法，能夠用普通精度的機(jī)床加工高精度的零件。

4.加工工藝原則及要求

配件機(jī)械加工原則。配件加工工藝直接關(guān)系設(shè)備的運(yùn)行，從而影響到煤礦的生產(chǎn)效率。在這個(gè)過(guò)程中，為了保證煤礦生產(chǎn)效率和安全性，必須要加強(qiáng)加工工藝的控制。在設(shè)計(jì)煤礦設(shè)備機(jī)械零件的時(shí)候，要根據(jù)零件的大小、尺寸等進(jìn)行全面檢查，確保符合標(biāo)準(zhǔn)。在符合工藝原則的前提下，積極創(chuàng)新零件加工工藝，提高零件加工水平，有助于提升精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)加工材料優(yōu)化配置，創(chuàng)造出更大經(jīng)濟(jì)效益。為了保證機(jī)械加工的質(zhì)量，加工過(guò)程中要進(jìn)行嚴(yán)格控制，主要包括以下幾點(diǎn)。

一是明確目標(biāo)。在機(jī)械加工之前，要確立清晰的目標(biāo)，包括規(guī)格、質(zhì)量等，只有零件符合使用標(biāo)準(zhǔn)，才能正常投入使用。

二是保證原材料質(zhì)量。在機(jī)械加工之前，要控制好原材料質(zhì)量，對(duì)材料進(jìn)行全面檢測(cè)，保證符合加工要求，直接關(guān)系到配件質(zhì)量。

三是確定毛坯。在加工機(jī)械零件過(guò)程中，對(duì)毛坯質(zhì)量要求較高，要確保毛坯的科學(xué)合理性，可以提高生產(chǎn)配件的質(zhì)量，對(duì)于煤礦生產(chǎn)活動(dòng)開(kāi)展具有促進(jìn)作用。

四是確定加工工藝流程。對(duì)零件特性進(jìn)行分析，根據(jù)零件的規(guī)格進(jìn)行分類(lèi)，并制定科學(xué)加工方案[4]。爭(zhēng)取達(dá)到既可以節(jié)省時(shí)間，又可以節(jié)省原材料的目的。

五是合理選擇機(jī)床和工夾具。如果加工大批量零件，通常選擇通用機(jī)床和專(zhuān)用工夾具，不同加工工藝使用技術(shù)是不一樣的，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定。如果是小批量生產(chǎn)零件，操作人員要控制好切削用量，特別是比較重要的零件，要注意，規(guī)格不能隨便變化，有效保證零件加工的質(zhì)量[5]。

煤礦機(jī)械加工的基本原則是高質(zhì)量、高品質(zhì)、低成本，在確保質(zhì)量的前提下，最大程度降低成本投入，提升生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，說(shuō)明技術(shù)是煤礦生產(chǎn)效益的保障，從目前情況來(lái)看，煤礦機(jī)械加工工藝技術(shù)水平還不夠先進(jìn)，因此要增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)，不斷提升自身水平，從而優(yōu)化加工工藝。在一個(gè)新零件加工之前，要設(shè)計(jì)出可行的方案，集思廣益，對(duì)完成的幾個(gè)方案進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)出誤差最小，實(shí)用性最強(qiáng)的方案。

由于煤礦生產(chǎn)具有一定風(fēng)險(xiǎn)性，為了保證人員生命財(cái)產(chǎn)安全，煤礦機(jī)械設(shè)備正朝著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，這樣不僅可以降低人員操作量、提升生產(chǎn)效率，還能夠創(chuàng)建出相對(duì)安全的環(huán)境。這就要求機(jī)械加工工藝必須嚴(yán)謹(jǐn)，這和加工出的配件在生產(chǎn)中的運(yùn)用效果有著直接關(guān)系。還要求工藝規(guī)程目標(biāo)要精確統(tǒng)一，而且盡可能簡(jiǎn)化。使用的符號(hào)、單位等都要結(jié)合煤礦實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械零件的規(guī)格不符合要求，要及時(shí)提出來(lái)并上報(bào)給相關(guān)部門(mén)，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)處理，絕對(duì)不能隨意修改設(shè)計(jì)圖，避免造成更加嚴(yán)重的問(wèn)題。

5.其他方面

對(duì)于煤礦機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，較為成熟的地方，要積極學(xué)習(xí)并引用，提升自身生產(chǎn)水平，為煤礦開(kāi)采事業(yè)提供可靠的保障。我國(guó)露天煤礦機(jī)械生產(chǎn)很多方面都存在問(wèn)題，因此還要加強(qiáng)研究，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，提高生產(chǎn)水平。機(jī)械設(shè)備主要用于露天煤礦生產(chǎn)，因此要從實(shí)地情況出發(fā)，體現(xiàn)出較強(qiáng)針對(duì)性，確保發(fā)揮出有效作用，將具體效果落實(shí)下去，實(shí)現(xiàn)預(yù)期生產(chǎn)目標(biāo)。技術(shù)處于不斷發(fā)展之中，因此要樹(shù)立起創(chuàng)新意識(shí)，有效優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用效果。對(duì)目前存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新，并不斷提升生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用水平。

通過(guò)上文分析得知，露天煤礦配件機(jī)械加工誤差原因較多，因此每一次加工配件之前都要進(jìn)行全面分析，有一個(gè)深入了解，對(duì)于存在問(wèn)題及時(shí)改進(jìn)并及時(shí)記錄，以便下一次更好的應(yīng)用。不同礦場(chǎng)實(shí)際情況有所差異，因此要堅(jiān)持具體問(wèn)題具體分析原則，及時(shí)減少誤差，保證機(jī)械應(yīng)用的有效性，發(fā)揮出有效作用。煤礦生產(chǎn)所需機(jī)械設(shè)備類(lèi)型較多，要明確用途、工要求等，科學(xué)制定方案，從而提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。煤礦企業(yè)要增強(qiáng)自主創(chuàng)新意識(shí)，技術(shù)人員要提高技術(shù)能力，加大對(duì)配件機(jī)械加工的投入力度，在不斷改進(jìn)中促進(jìn)技術(shù)成熟，為露天煤礦生產(chǎn)提供有力支持。隨著煤礦開(kāi)采事業(yè)的深入，未來(lái)會(huì)面臨更大難度，對(duì)生產(chǎn)技術(shù)提出了更高要求，所以要加強(qiáng)研究，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，有效適應(yīng)發(fā)展需求[6]。

對(duì)于露天煤礦生產(chǎn)而言，要在解決問(wèn)題中進(jìn)步，不斷增強(qiáng)技術(shù)適用性，將具體效果落實(shí)下去。同時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不足地方要及時(shí)完善，進(jìn)一步改善技術(shù)，有良好的應(yīng)用效果。技術(shù)是露天煤礦生產(chǎn)的重要保障，要保持先進(jìn)性，不斷提升技術(shù)的穩(wěn)定性、有效性，在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮出有效作用。在引入新技術(shù)時(shí)，要和煤礦實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)，避免脫離實(shí)際情況。優(yōu)化配件機(jī)械加工流程，提升加工效率，保證配件的質(zhì)量，為機(jī)械的良好性能提供可靠保障。加強(qiáng)自主研發(fā)力度，不斷創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)水平，保證滿足實(shí)際所需，有效推動(dòng)露天煤礦事業(yè)的發(fā)展。

6.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，露天煤礦對(duì)設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量要求較高，因此要控制好配件機(jī)械加工，保證達(dá)到質(zhì)量要求。受到多種因素影響，導(dǎo)致配件機(jī)械加工中會(huì)出現(xiàn)誤差，為了解決面臨問(wèn)題，要進(jìn)行分析，加強(qiáng)對(duì)誤差的有效控制。積極創(chuàng)新加工工藝，保證具有先進(jìn)性，不斷提升配件質(zhì)量，保障機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，提升煤礦生產(chǎn)效率。