刍议影响机械加工中产品质量因素及控制措施

2013-08-15金秀坤

河南科技 2013年10期

金秀坤

(广西玉柴机器股份有限公司，广西玉林 537005)

机械加工产品质量的好坏直接关系到产品的性能和操控度。而影响机械加工产品质量的因素包括零件的加工质量和产品装配时的质量。其中最为关键的原因是零部件的加工质量。然而，对产品零件的加工精度和几何误差的研究，成为最主要的部分。这就需要我们对机械的加工精度和机床的几何误差有所了解。

一机械加工产品零件的加工精度

所谓的加工精度就是工件加工后的实际几何参数(尺寸、形状、位置)达到设计的几何参数。也就是实际的尺寸要属于平均尺寸，不能有太大误差;实际的形状要符合绝对的真实形状，如圆、柱、平面、锥面等。而位置就是我们通常所说的平行或者垂直之类的要达到基本标准。这其中实际值和理想值之间的差距就形成了加工误差。

加工精度主要包括三方面：(1)尺寸精度。就是所加工的产品表面与要求的标准之间的误差在规定的范围之内。尺寸精度的合格也就是机械加工产品的实际尺寸达到了所期望的尺寸。(2)形状精度。几何形状精度是规范所加工产品的具体行状的。如是否符合圆或圆柱的标准。(3)位置的精度。实际产品必须达到期望基准的位置误差。比如，平行度、垂直度的标准。

一般情况下，在相同的条件下，成批量所生产出来的零件，在尺寸、形状、位置上都不会完全达到期望的基准值，多少都会有些误差。加工误差存在都是在所难免的，但只要误差在规定的范围内，就不影响产品的质量。

(一)加工精度误差的表现形式

影响加工精度的误差有很多原因。有些是由产品本身的结构状态决定的，这种误差一般无法改变。有些是在制作、切割过程中，由于操作的不精细或者是仪器的精密程度不够，造成的，这种误差通过调整可以改进。

1.按照所产生误差的性质分。(1)加工方法的原理误差。就是本身计算时候就不可避免的误差。(2)机床的几何误差。(3)调整误差。(4)模具的制造误差。(5)零件成型时候的装夹误差(6)零件的磨损误差。

2.加工产品时所受到外力的影响引起的误差。主要是由于物理作用而变形引起的，如挤压、碰撞等。

3.系统热变形而引起的误差。主要由于受化学作用引起变形的，如温度的提升，细小的零部件受热变形之类。

(二)机械加工方面的误差的分类

在机械加工中，多方面因素都会对工艺系统产生影响，造成各种误差。这些误差在所难免。但这些误差不会在很大程度上改变产品的性质和功能的。

1.系统误差和随机误差。人们能够完全掌握的误差称之为系统误差。一般将其分为常值误差和变值误差。最为典型的常值误差就是机床、刀具、量具等相关模具的制造误差。一般误差的大小和方向按规律呈线性变化的，称之为变值误差，偶尔会出现非线性的。随机误差就是没有被人们所掌握规律发展的，随意变化的误差。

2.动静态误差和切削误差。如果零部件在没有被切削的情况下所产生的误差称之为静态误差。主要与机床的几何精度和转动精度有关。而在切削状态下，由于受力而发生的变形或者是由于冷热不均变形而产生的误差就是切削误差。

加工精度对机械加工产品的质量影响很大，突出表现在各种误差上。如果能够有效的控制加工精度在尺寸、形状、位置上的误差，使其达到期望值的标准，那么机械加工产品的质量就会有很大的提高。

二机械加工中的几何误差

加工原理中产生的误差。由于生产中使用了近似的刀刃轮廓或者模具进行加工制作，就会产生这种误差。生产过程中，想要得到规定的固定产品，就必须形成准确的成形运动，这在机械加工中，被我们形象的称之为加工原理。在理论上，我们要求要达到完全准确的成形运动，来符合理想的加工原理。但在现实的加工制作之中，我们不可能达到绝对的精准，有时，我们采用近似的加工原理来做高精度的加工工艺，为了提高它们的生产效率，以及达到基本的经济利益，从而有所保障。

机床的几何误差分析。在我们但实际生产中，会发现机床的主轴转动的精度对加工精度会有很大影响。理论上的水平在现实中很难做到。因为受到各种条件的制约。主轴的回旋不可能会在瞬间停止为零，而就在这短暂的瞬间，所产生的误差就是我们无法估计的。

在实践中，机床主轴的回转精度对产品的加工精度有着决定作用，主轴的回转精度这时担当了很大的重任。主轴的回转精度就是主轴的实际回转轴线与平均回转轴线的漂移差距。在理论上，主轴在回转之时，回转轴线是固定不变的，也就是在主轴回转的时刻，轴线的速度为零。但在实际的生产中，由于惯性的作用，原本加工转动的主轴轴线不可能突然停止。并且会存在一些误差导致主轴在每一个瞬间回转时，轴线会处于被动的移动状态，造成轴线的漂移，从而造成了回转的误差。再者，从实践分析，主轴轴颈会存在一定的误差额，还有轴承的误差，以及轴承之间的间距差，尤其是主轴系统的径向会不等刚度和热变形的影响主轴回转的误差。不同的机型，误差会有所不同，尤其是老化的，作业年份较久的机床，可能出现误差的几率更大。

三机械加工产品质量的控制

产品的质量决定着企业能否发展，机械加工产品的质量尤其重要，因为不仅关系到自身的发展，更关系到社会的发展，经济的进步。因此，需要严格控制机械加工产品的质量。经过上述分析，对机械加工产品质量的控制，主要取决于生产部门，尤其对于操作者、设备、方法。

机械加工产品质量的诊断，通过诊断，把机械加工产品的质量控制在一定的范围之内。产品质量可能受很多因素影响，会呈现波动性，可能是产品间的波动，也可能是单个产品的波动，而这些波动，会导致产品质量随时间和环境的变化而改变。总的来说，机械加工产品的质量变异都是有可能的。因为机械加工产品在很复杂的情形下生产出来的，所以，不论是操作员、设备、原材料，还是加工方法和条件或许检测条件都是决定产品质量的重要因素。并且这些因素之间相互作用，每一步都可能决定着产品质量的变异。从实际来看，加工对象会表现在偶然性的误差和系统性的两种。但无论什么误差，都是能够被检测出来的。所以，加强质量诊断可以保证产品的质量，也能监控整个加工过程，及时发现问题，及时处理。从而提高产品质量的合格率。

(一)机械加工产品质量控制的三方面

1.对生产环境和加工条件的控制。主要是提高操作者的素质和技术水平，要求各部门都要提供合格的生产加工条件。对每一道工序有要全面的控制，都要在误差范围之内。从而达到产品质量需要的标准。

2.机械加工中的关键工序要特别控制。相对来说，产品的质量是否合格，关键取决于重点工序中制作是否到位。如果制作到位的话，产品的质量不会有什么大的改变。从实践来说，每个工序都设监督控制点，会严重的浪费资源，加大企业的开支。所以关键工序的监督控制很重要，不能马虎大意，只有把握好关键工序的质量问题，才能使产品的质量得以保证。并且，应该时刻了解关键工序的发展趋势，做好有效的措施，予以防备。

3.加强计量测试条件和严格控制不良产品。产品质量的达标与否，与计量测试有很大的关联。因此，必须严格控制。还要，设立专门的机构予以检验产品的质量问题。同时，要对已经成型的不良产品加强控制，有质量部门负责，决定是否销毁或者拆掉重做。

经过简单的分析，我们知道，应从哪些方面下手整治质量问题。我们应该提高技术含量，把误差降到最低。不断的提高从业人员的素质与专业水平，加强制作设备的精密程度，对加工产品的工作环境和条件加以改善。

(二)机械加工产品质量控制的具体措施

1.提高操作人员的专业素养和技术水平。操作者是很重要的因素，只有每个操作者的技能水平、质量意识上去了，才能保证生产出合格的产品。操作者的技术水平和专业素养越高，生产出来产品的合格率也会越高。加强操作人员的技能是重中之重。

2.提高科技含量，用科技武装设备。要想生产出来精密的合格的产品，没有高科技做后盾，是很不现实的。实际操作中，机床的几何误差等都严重影响着产品的质量。只有合格的、标准的、精密的机床、模具才能更准确的生产出合格的产品。所以，要想是产品的质量有所保障，必须提高科技含量，提高设备的精密度，控制原始误差的大小。(1)提高机床的几何精度，保障了机床的精度，也就减小了主轴回转的误差。同时有关机床的传动链误差、导轨误差都会相应减小。(2)保证作业刀具的精度，以便减小刀具带来的误差。此外，还要选择好的刀具材料，减小刀具的磨损程度。(3)提高夹具的精密程度。减小夹具的误差带来的不良影响。(4)制作过程中，时刻注意外在的条件。比如，温度的提升，可能会让细小的零部件受热变形。

3.选择合适的设计基准和定位基准，减小机械加工的定位误差。通过对元件精密度的定位，减小定位不准却造成的定位误差。

4.采用误差转移法把合理的误差转移。将工艺系统误差、受热变形误差、受力变形误差都可以合理的转移。此外，还可以用误差补偿法补偿加工误差。