机械加工工艺技术的误差控制策略研究

杜刚华　冯振华　常海静　王瑞强　孟洁洁

摘  要：步入工业化社会之后，机械化生产加工已经成为了社会生产的主要方式。机械加工以期高效、精确的优势大幅度提升了现代社会的生产效率，有效降低了劳动者的作业压力，促进了社会经济效益的提升。但是考虑在应用机械加工的方式中，可能会因为工艺技术、设备器具导致加工中出现制造误差，进而影响了产品的最终质量和生产效率。所以本文从实务当中总结经验控制误差，在提升机械加工效益的同时分析工艺技术中可能存在的各类误差问题，明确误差出现的原因和影响，通过专业技术来消除加工过程中的技术误差。

关键词：机械加工;工艺技术;误差控制

引言：

机械化加工工艺主要是通过有效驱动机械生产设备来完成生产加工需要，通过模板化、流水线化的方式来代替传统的手工艺方式，进而提升生产劳动效率。在科学和工业技术成熟的背景下，机械化生产加工方式已经成为了必要的基础，也是未来社会生产发展的必然趋势。而为了进一步保证产品的生产加工质量和效率，就需要进一步提升其中的工艺水平，降低机械加工过程中可能出现的加工失误和数值误差等问题。

一、机械加工工艺技术内涵

传统的机械加工工艺流程，主要是指的对各类零件工艺品的生产制造，然后利用机械化方式来对零件的毛坯，进行尺寸、形状等方面的改良，保证其合格率。比如对于一般零件的加工流程就是采用的粗加工和精加工两种方式，以及二次进行装配、检验等，这些都属于笼统化的机械加工方式。在实际的机械加工过程中，会因为零件的加工要求而使用不同的加工方法，粗加工是对毛坯的制造，精加工则是通过数字化铣刀、机械化车床打磨等，每个流程步骤中都需要控制具体的参数信息，保证控制误差到可接受范围内。加工过程中，零件预期的参数与实际的参数之间的符合程度，其中的数据差异也就是加工误差[1]。一般机械零件加工中需要控制形状、位置、尺寸等精度，减少因为在机床位置、刀具位置、夹具位置方面的安装、切割误差，不过由于在实际的加工、切割过程中，会因为切削力、切削热等引起的正常物理现象导致零件出现变形、受损等，进而导致参数的精确度降低，所以就需要采取一定的措施来降低加工过程中的此类误差。

二、机械加工工艺误差情况分析

1.几何参数误差

在实际的机械加工过程中常常会因为各类因素，导致零件加工中出现误差，所以分析零件生产中的精度问题，对于提升生产加工质量有着重要作用。因为多数零件的形状较为复杂，而加工所使用的刀具移动轨迹计算控制也十分复杂。比如在数控加工中，往往是通过数控系统来对刀具的移动进行X、Y、Z轴的控制，刀具的实际移动轨迹是由各个极小的台阶数据所构成的折线，数控系统中所给出的直线、圆弧函数，保证刀具可以在理想的切割轨迹上移动，但是实际这些运动曲线还是会存在误差;在使用刀具来进行机械切割加工的过程中，由于不能完全保证刃口与零件曲面、移动轨迹吻合，所以会一般采用曲面化的切割方式，而这些轮廓和移动轨迹又会产生加工方面的几何参数误差[2]。

2.刀具误差

刀具是机械加工中所必须的工具，一般是分为刀具、成型刀具、定尺寸刀具等。诸如拉刀、钻头、铣刀等尺寸误差都有可能会影响到最终的工件加工精度;成型刀具中出现误差可能会影响到工件的表面形状精度;还有诸如齿轮滚刀等也会影响到共轭曲线。刀刃的几何形状和精度都会影响到最后的工件加工情况，但是任何刀具在实际的切割加工过程中，不可避免的都会出现磨损，进而导致工件的尺寸和形状产生一定的误差。

3.机床误差

加工过程中，机床可能会由于动力和机械摩擦产生振动，振动过大会导致工件位置移动，产生误差;还有机床自身的性能问题导致的制造误差、安装误差等，都会影响到后续的加工精度;机床的运转中也会产生摩擦，进而导致主轴产生回转误差和传动链误差;机床导轨的主要作用是帮助固定工件位置，但是一些机床由于使用时间过长，导轨出现了划痕影响到表面的光滑度，所以在利用导轨固定工件的过程中可能会出现定位误差。

三、机械加工工艺流程中误差控制措施

1.误差补偿法

误差数据是可以通过人为的修正和调整进行预先补偿的。在技术人员认为可以修改和做以机械调整的情况下预先对参数进行调整来弥补过程中出现的误差。在实际使用误差补偿法的时候，是需要针对可能出现的明显误差数值进行提前量的补充调整。正式加工之前，技术管理人员需要先明确了解工件加工中，出现误差、失误和质量问题的原因，通过分析原因来进一步修改加工方法、调整参数数据，然后在此基础上才能开展针对性的误差补偿措施。比如在数控机床中进行滚珠丝杠的制造时，就需要技术人员先要了解到一些复杂环节可能出现磨损误差导致螺距减少的问题，所以就可以在预先的装配过程中先预加拉伸力，从而来扩大螺距，这样就可以在一定程度上弥补出现的磨损误差。

2.减少直接误差法

这种方法是较为便捷和经济的误差控制措施。技术人员在实际加工前，需要先根据加工流程的需要，预先分析可能在加工中出现的误差情况，通过调整加工中的数据来改善加工流程。比如在加工中所使用的刀具存在一定磨损影响到加工精度，就需要合理控制刀具的尺寸精度，当刀具的磨损达到一定程度就需要及时更换;还有在加工切割过程中，为了防止因为摩擦所产生的大量热导致的工件热变形，就可以提前使用冷却液，安装散热装置等，减少零件温度过高导致的参数误差。通过提前分析过程中出现的误差因素，消除工件内应力、优化零件结构等，进而对这些环节进行优化调整，可以有效避免误差值和材料损耗，可以说是较为实用的误差控制措施。

3.优化机床性能，提升整体精确度

若想保证机械加工过程中，全面的控制误差情况，就需要进一步优化整体的机械加工工艺以及机床的性能，减少工具因素所导致的误差。比如在工件的实际打磨、切削过程中，为了减少飞溅的碎屑对加工精度的影响，就可以在机床中加设高能磁石的方法，加强对于碎屑的吸附处理，进而减少对加工打磨精度的影响。还可以进一步优化数控系统，编程系统，优化对于工件、刀具加工轨迹的编程优化等，进而来进一步提升切削的精度[3];此外，进一步提升机床性能，控制机床误差，还可以通过控制回转轴误差，在机床中加设高精度的主轴部件、平衡高速运动系统，并将定位和运动传递结构分开;同时为了减少机床传动链误差，还可以嘗试减少传动元件数量来缩短传动链距离，这样可以有效提升传动元件的加工装配精度。

结语

总的来说，机械加工工艺需要遵循相应的加工原则和方法。先从加工基准面优化开始，以此为后续的加工提供精确的数据参考。同时根据加工的需求，划分不同的加工阶段，使用相适应的设备工具，合理使用粗加工和精加工的方法，保证加工作业效率。现代化机械加工工艺是提升企业竞争力的重要手段，减少加工中的误差可以有效保证产品质量。技术人员应该多多总结分析加工误差原因，及时采取应对方法来减小误差，以此来提升整体质量。

参考文献：

[1]马利民， 王金梁.现代机械制造技术及加工工艺的思考[J].黑龙江科技信息， 2020， 000（003）：158-159.

[2]郭德斌， 苏秦.论机械加工工艺技术产生的误差及优化控制策略[J].中国金属通报， 2020（4）：2.

[3]刘家伦.加工工艺对机械零部件加工精度的影响与优化措施研究[J].装备维修技术， 2020（2）：1.