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应用研究模具制造 2023年第11期减少机械加工误差提高机械加工精度吴艳青，寇 玥（核工业理化工程研究院，天津 300180）【摘要】现代社会的良性发展为各行各业创造了良好的发展机遇，机械加工行业也不例外，随着科技水平的不断提升，机械加工技术实现稳步增长，也全面提升了机械加工效率。然而，在实际生产环节经常会受到一些因素的影响，使机械加工过程出现误差，影响到机械设备加工的精度，降低加工质量。现就针对这方面的内容进行探讨和分析。关键词：机械加工；误差；加工精度中图分类号：TG580 文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.11.046Reduce Machining Errors and Improve Machining AccuracyWu Yanqing，Kou Yue（Nuclear Industry Physics and Chemistry Engineering Research Institute,Tianjin 300180,CHN）【Abstract】The benign development of modern society has created good development opportunities for all walks of life,machining industry is no exception,with the continuous improvement of science and technology level,machining technology to achieve steady growth,also improve the overall efficiency of mechanical processing.However,some factors often affect the actual production,resulting in machining process errors,affecting the accuracy of mechanical equipment processing,reduce the quality of processing.Now for this aspect of the content of the discussion and analysis.Key words:machining；error；machining accuracy机械零件的加工精度与其稳定性有着直接关系，尤其是精密零件，随着经济发展水平的不断提高，加工精度要求也随之提升，然而在实际加工环节很容易受到各方面因素的影响，加工后的零件的几何尺寸与理想参数存在一定的差异，这一误差值越小，代表零件的精密度越高。机械加工过程中，从可靠性和经济性方面来看，零部件在设计环节不可避免地会存在一定程度的误差，只要保证这一误差在允许范围内，就能确保零件的使用性能，进而控制生产成本。要想有效降低机械加工误差，就必须对各种有可能的影响因素进行全面分析，制订有效的控制对策，进而减少误差的产生，以提升机械零件加工的精准度。1 减少误差提高精度的意义加工精度是指零件加工完成后几何形状、尺寸以及位置等参数的具体值和理想参数值的一致性，一般零件加工精度，包括位置精度、形状精度以及尺寸精度几个部分。受到生产条件加工工艺、性能、操作人员等因素的影响，零件加工环节形状尺寸以及相互位置参数与理想参数之间会存在一定的差异。机械产品装配过程中零件的加工精度和表面质量是保证后续装配环节顺利进行的前提条件，加工误差也直接反映了零件加工的难度，与此同时，对相关操作人员的专业技能提出了更高的要求。零件加工环节不可避免地会出现误差，在实际加工环节只需要将误差控制在合理的范围内，就能保证机械设备的运行性能。因此，加工精度直接决定了后续机械产品的质量，切实提升机械设备加工精度是保证产品质量的重要措施1。2 机械加工误差原因2.1 定位与几何误差机械加工环节需要将多个不同的要素进行集中 148应用研究模具制造 2023年第11期性管理，不可避免地会使用到多种不同的设备、材料以及零部件，通过各种设备零件的组合为加工车床工具安置以及切削加工等环节提供服务。如果在实际生产环节，没有明确整体的生产任务以及具体的操作流程，很有可能会导致机械加工环节脱离预期的范围，使零件加工环节出现几何误差和定位误差。机械加工环节由于加工车床自身具备一定的特殊性，在投入运行时不可避免地会产生一定的误差问题，而且加工车床本身还具备高度的钢度，难以在短时间内满足规定精细化的运行需求。由于加工环节各个不同的子系统局部出现了加工误差，导致后续的加工环节很难顺利协调，进而影响到机械加工整体的精度。2.2 系统受力变形误差机械加工环节还需要重点关注各项指标的变化情况。在加工环节，如果系统运行时设备指标出现了变化，很有可能会影响零部件加工的精准度，进而产生误差。举例来说，在切削过程中，如果毛坯件的尺寸形状或者质地出现了变化，那么切削的深度也有可能会随之出现改变，毛胚件的切削力也会受到一定程度的影响。一旦出现这种情况，就有可能会导致整个工艺系统出现变形，最终获得的零部件与理想设计标准存在较大的差异。通常情况下，这种情况会发生在零部件表面的加工环节，主要是由于工件表面很容易出现受力变形的问题。切削加工是一种去料加工的环节，不可避免地会产生形变。此外，对铸造类、焊接类以及锻造类零部件来说，判断零部件是否符合要求、是否具备涂层帮助脱模、是否产生热应力产生变形等因素，都有可能会导致变形误差的产生2。2.3 温度变形误差随着机械加工行业的不断发展，机械加工环节由于系统运行中产生热量过大，引起的误差现象不断增长，根据系统运行过程中出现温度变形误差的状态以及原因进行全面分析，能够显著提升机械加工精度。机械加工环节，受到辐射热、摩擦热、切削热以及工作环境温度等各方面因素的影响，产生变形现象，就会导致刀具、工件的正确位置出现或多或少的破坏，导致背吃刀量、切削力以及切削运动出现改变，最终导致零部件加工完成后产生温度变形误差。2.4 刀具和夹具误差刀具是机械加工环节最常使用的工具之一，刀具的参数也会对零部件的加工误差产生一定程度的影响，不同类型的对象在加工环节需要使用不同的刀具。如果刀具的硬度比材料硬度低，那么在加工过程中就有可能会产生刀具变形或者断裂的现象。如果零部件加工环节选择的刀具强度和韧性与加工需求不匹配，在工作过程中可能就会产生极大的冲击力和震动，导致刀具断裂。零部件加工环节工件会与刀具直接接触，而且作为施加作用力的工具，使用完成后的刀具如果没有及时进行必要的维护和保养，与工件经常接触的位置很有可能会受到极大的摩擦和冲击，最终导致刀具变形。这样的刀具在投入使用时，就会产生较大的加工误差。另外，如果选择的刀具参数不符合要求或者维修不到位，都有可能会导致成批量的工件加工误差，严重时还有可能会导致某一个批次的零部件全部报废，最终产生较大的经济损失。机械设备加工环节，夹具是引导刀具和加装工件的重要装置，会直接接触工件定位基准，用于稳定工件的位置，进而减少加工误差的产生。由于夹具引起的加工误差主要包括加紧误差和定位误差，所谓的夹紧误差就是指对相对比较薄的工具进行加工时，由于使用的夹紧力过大，导致工件产生形变，进而出现误差。不论是刀具误差还是夹具误差，都有可能会对机床加工质量产生严重威胁，而企业也必然会面临较大的经济损失，所以必须对此引起重视。3 减少误差提升精度的措施3.1 原始误差控制就目前机械加工工艺技术的使用状况来看，虽然导致机械加工误差的因素非常多，但是大部分产生误差的原因都能提前防范。因此，为了能够从根本上降低机械加工误差，切实提升加工精确度，就应该结合不同误差产生的具体原因，进行全面分析，制订切实有效的控制对策，以此降低原始误差出现的概率，进而消除与之相关的安全隐患。举例来说，在机械加工之前，相关工作人员需要对使用的各种工具、机床等进行全面检查，确保其刚度、尺寸以及相对位置等参数均符合机械加工的要求，避免由于工具刚度不达标、机床部件制造误差等问题引起加工误差现象的产生3。3.2 变形误差控制机械加工环节产生的误差问题非常多，引起误差的原因也有所不同，其中大部分的误差问题都是由于零件机床或者加工工具出现变形引起的，所以相关工作人员针对机械加工误差进行控制时，就需要对相关变形问题进行高度关注，结合机械加工的实际状况，149应用研究模具制造 2023年第11期采取切实有效的防范策略，进而减少由于变形引起的加工误差问题，从根本上提升机械加工的质量。首先，在解决加工零件热变形这一问题时，相关工作人员可以根据热处理操作规范的相关要求，有效降低热变形问题产生的概率。举例来说，机械零件加工环节如果出现了变形现象，工作人员可以对已经出现典型的零件进行淬火，完成淬火工作后，立即停止回火。使用这样的方式就能使淬火后的零件中存在的奥氏体逐步转化为马氏体，使零件膨大，这样就能保证其恢复原有的状态；其次，解决装夹变形问题时，工作人员可以严格按照机械零件自身的特点，选择合适的工装或者可以为零件专门设计出专用的工具，以此提升工件的固定效果。在正式开始加工之前，相关工作人员还需要及时查看零件的固定状况，一旦发现固定位置出现不稳定或者位置偏差，立即对其进行调整，避免零件在加工环节出现位移，有效减少误差现象的产生；最后，解决机械加工温度变形问题。为了避免零部件在高温环境下，出现膨胀变形的现象，工作人员在实际加工环节需要对零部件进行冷却处理。一般来说，工作人员采取的冷却方式大多为使用冷却液，使用这种材料可以利用自身的比热容，将零件表面存在的热量快速吸收，在极短的时间内降低零件表面的温度，这样就能有效控制机械零件加工误差的产生，而且可以根据不同类型的零件选择合适的冷却液。3.3 加强对工具的管控零部件加工环节不可避免地会产生部分误差，在实际施工环节对有可能的影响因素进行精准控制，能够减少误差现象的产生。一般来说，最有可能会引起加工误差的因素就是刀具磨损。为了能够有效减少加工环节误差现象的产生，就应该对刀具进行科学管控，一方面应尽量选择具备良好耐磨强度的刀具，另一方面，在日常工作中还需要加强刀具的保养和维护，严格按照刀具的操作标准，尽量减少加工环节对刀具产生的磨损。另外，如今科技水平不断提升，机械加工环节越来越多的新型材料和技术应用到其中，使加工环节对刀具的需求也在不断增长。为了能够有效提升机械加工精度，刀具使用完成后需要及时进行磨损补偿，在这一阶段可以使用数控程序，对加工过程中产生的损耗进行自动补偿，以提升刀具的使用寿命。3.4 优化机械加工工艺技术系统机械加工工艺系统是由机床、夹具、刀具以及工件组成的统一整体，随着社会的追溯发展，市场竞争越来越激烈，机械加工企业也开始引进先进的工艺技术到实际生产环节。第一，全闭环控制进给伺服系统就获得了非常广泛的应用，这一系统主要是应用在工作台位置的检测系统，能够对机械加工的实际状况进行全方位、多角度、全过程的检测，这样就能有效减少驱动和传统环节产生的误差和间隙。在机械加工环节，这一系统的应用具备更高标准的控制精度，能够灵活地应用到大型机械加工环节；第二，半闭环控制进给伺服系统。与全闭环控制进给伺服系统有所不同，其主要的测量点是从丝杠端或者驱动电机，引出利用间接检测的方式判断工作台的位移量，其整体的构造非常简单，应用更加便捷，而且具备良好的精准度，所以在机械加工企业也获得了非常广泛的应用；第三，反馈补偿系统。在现代化信息技术的飞速发展背景下，反馈补偿系统也获得了人们的广泛关注，将其应用在机械加工环节能够灵活地将系统的输出信息以反送的方式传递到输入端，然后再将输出信息和输入信息所存在的偏差进行分析和判断，利用相应的工作结构探寻合适的控制规律，进而准确消除系统运行中存在的耦合关系，确保机械设备加工成果能够与预期的设计标准相一致。随着国民经济水平的稳步增长，结合机械设备加工环节产生误差的具体原因，利用对症下药的方式选择相应的工艺技术，系统能够从根本上解决相关问题。总而言之，在机械设备加工环节，要想有效解决加工误差问题，相关企业就必须正确树立以身作则的意识，不论是信息调研还是加工工作的开展，都必须对加工误差产生的原因和规律进行深入分析和研究，将多种不同的误差因素进行有效归纳和总结，最终找到更具有针对性的误差控制对策，以保证机械零件加工精准度，为企业带来更大的经济效益，同时促进机械加工行业的可持续发展。参 考 文 献1陆俊杰.机械制造的加工误差问题与解决方法研究J.现代职业教育,2020,(47):1181192茅伟巍.机械加工工艺技术 与误差探讨J.内燃机与配件,2020,(18):1081093康德.机械加工工艺技术的误差原因及控制策略J.技术与市场,2020,27(10):112113第一作者简介：吴艳青，男，1985年8月生，汉族，山西天镇人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：机械制造工艺。（收稿日期：2023-07-19）DMM 150