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机械加工工艺技术的误差分析及策略探讨

2021-11-29于东义

中国金属通报 2021年12期
关键词:工艺技术工艺流程机械加工

于东义

(凤城市职业教育中心,辽宁 丹东 118100)

工业行业中机械加工工艺主要是指按照设计图纸,并采用机械加工的方法,改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等,使其成为零件的过程。机械加工工艺的每一个环节都会关系到零件的质量,若是某一工艺流程出现了问题,则会影响零件的使用性能,导致成为废品。因此为了保证零件的质量,需要采取有效的措施和方法,从根本上提高机械加工工艺技术,进而减少零件发生误差问题,全面优化机械加工工艺流程。

1 机械加工工艺技术的概述

从一般情况下看,机械加工工艺技术水平的高低会在很大程度上影响着机械加工的质量,在实际的机械加工过程中,除了要重视机械加工工艺技术的实施,更需要重视产品的规格和数量,也需要整合实际的工艺实施情况,在工业实施过程中配备好工艺设备和施工人才。在实际的机械加工工艺技术实施过程中,因为在不同的企业中可能对零件的制造有不同的要求,导致加工过程不可避免地存在一些误差,因此在机械加工工艺流程中,一定要有效引入科学合理的加工方法,且无论是零件的形状和规格,一定要满足工厂对零件的质量要求[1]。机械加工工艺流程中实施工艺技术,可能会存在着一些误差,而且出现误差的情况也是多种多样的,这些误差会影响到零件的质量。因此在机械加工工艺技术实施过程中,要分析各种误差发生的原因,并确定好各种误差的解决方法,而机械加工企业自身也需要不断创新机械加工工艺技术,提高工艺人员的技术水平,并制定出合理有效的工艺流程,来提高零件的加工质量。

2 机械加工工艺技术的常见误差

2.1 加工的定位误差

针对机械加工流程来说,机械加工存在偏差或是机械定位不准等都会引发定位误差,定位误差是机械加工工艺流程中最基础也是最常见的误差,所以针对定位误差必须要在围绕零件原材料的基础上,选择高精度的定位,才能有效避免定位误差的发生。就机械加工来说,准确的加工定位能够整体的提高机械加工的质量,避免因为定位误差而影响到最后加工的质量。但是如果说在机械加工过程中,设备误差或是数据误差早已存在,那么就表明机械加工的产品必然会出现质量方面的问题,因为有定位误差的存在而导致机械加工质量受到影响,则要直接处理定位问题,因此一定要提高定位元件和工艺装备精度和质量,比如采用试切法,通过观察和检测定位装置是否有移动或变形,就能够很好的规避定位误差问题。

2.2 机床的制造误差

在机械机床设备运行工作的过程中,会出现较为常见的一种误差,那就是制造误差。在一般情况下制造误差可以分为以下几种类型,分别是导轨误差、主轴误差以及传动链误差。其一的导轨误差,在机械机床运行的过程中,导轨主要起到了重要的作用,主要是用来定位机床各个部件的具体位置,而定位误差则是导轨误差[2];其二的主轴误差,则是由于机械设备在运转过程中,各种因素导致设备发生磨损,从而导致实际的运行数据和设计的运行数据不相符合,从而导致的机械产品发生的误差;其三的传动链误差,在机械加工工艺流程中,传动链主要为机床设备的运行提供了能量,也是机床设备得以运转的重要原因,如果设备的两边传动链出现了传输速度不一致的情况,则会加大设备的磨损,最终导致产品发生误差。

2.3 工具的几何误差

工具的几何误差主要是指在使用工具的过程中所产生的误差,主要分为以下两种。其一是夹具误差,合理科学的使用夹具能够准确定位零件的位置,但是大部分工作人员在实际加工流程中,很容易忽视夹具的正确使用方法,这样就导致设备和夹具之间出现了问题,如夹具有磨损或变形等现象出现,从而导致机械加工出现了误差;其二是刀具误差,刀具在长期使用的过程中必然会产生一定的磨损,如刀具半径、刀尖圆弧半径等发生变化,从而导致加工出来的零件规格有所不一致,这样一来刀具的差异性会导致最终生产出来的产品之间出现偏差,因此为了避免此种情况的发生,必须在使用刀具的过程中,严格规定刀具的尺寸,并定期检查刀具的使用情况,从根本上减少机械加工误差的发生。

2.4 产品的变形误差

针对机械加工工艺流程的制造环节来说,除了存在工具误差之外,还存在着零件自身性质的问题,由于零件自身强度不高,在实际加工过程中很容易发生变形的情况,这样一来不仅给机械加工工艺流程造成一定的影响,还会进一步影响到产品的质量[3]。以车削细长轴为例,在加工过程中,由于加工的零件强度普遍不高,很容易受到工件重力和切削力的影响,易出现变形的情况,也会更进一步的导致最后加工出来的产品发生变形的误差。因此就机械加工工艺的制造环节,要重视因为受力不均、零件材料及形状差异等而导致的产品变形问题,必须要引起警惕。

2.5 温度变化误差

切削加工时,整个工艺系统由于受到切削热、摩擦热及外界辐射热等因素的影响,通常发生复杂的变形,也就是我们称之的工艺系统的热变形,由于热变形会导致工件与切削刃之间调好的相对位置发生改变,运动及传动的准确度都发生改变,产生了加工误差。

3 机械加工工艺技术的误差控制策略

3.1 降低误差的发生概率

机械加工中,机械加工工艺技术所直接导致的误差称为直接误差,要有效的避免这种直接误差,就需要在机械加工的前期准备环节,就充分做好预防措施,尽可能减少误差的发生。与此同时,在实施机械加工工艺技术的过程中,要全面熟悉机械加工工艺流程,并及时的改善和修补机械加工流程中出现的细小误差,并对还未出现的潜在误差进行有效的预防,如零件在热处理的过程中,很容易受到外力或温度因素的影响,由于局部内应力发生改变,导致零件在加工过程中发生局部变形,这时在实施工艺技术之前,就需要先考虑到这一问题,对零件加工质量进行预判,防止其在加工过程中变形[4]。在实施机械加工工艺技术时,除了要预防误差,更需要考虑到加工零件在实际加工中出现的问题,选择合适的工艺或装备去处理零件,尽可能的消除零件在加工中存在的问题因素,做到防微杜渐,从根本上减少加工误差的发生率。

3.2 积极应用误差补偿法

工艺技术误差除了能够采用预防误差法来减少其发生的概率,还可以采用误差补偿法来降低,通过误差补偿方式和误差填补方式,全面分析机械加工误差发生的原因,并适当性的采用合适的材料进行补偿和填补,从而从根本上降低加工零件的误差。误差补偿法主要是针对在原始误差的基础上,制造和干预出一些新误差,在原始误差和新误差的相互影响下,来抵消原始误差。比如在数控机床零件制造过程中,因为刀具发生了过度磨损后,零件会出现圆柱度误差,如在加工圆柱面的程序中强制加上一条加工锥体的指令,就能消除圆柱度误差,这样一来就很好的补偿了原始误差,降低了误差对机械加工造成的影响。

3.3 适当采用误差分组法

在实际的机械加工工艺流程中,因为存在太多的影响因素,导致生产零件的质量难以保障。因此为了提高机械加工工艺技术的精确度和完善度,可以在机械加工工艺流程中采用误差分组法来进行有效的控制。误差分组法,就是科学合理的对零件的原材料进行分类,然后按照误差值的关系,对靠近误差值的材料进行分组处理,这样一来每组零件原材料的误差就能够有所减小,并在加工过程中有效调整工具和零件相对应的位置,这样一来让实施的机械加工工艺变得更加具有针对性,也就是说针对哪个零件就采取何种工艺技术,这样能够有效控制误差,并通过整理定位和调整尺寸,能够缩小工艺误差发生的范围[5]。例如,需要加工球墨铸铁、铸造黄铜、45钢、40铬这四种材料的工件,根据误差值的关系,我们把球墨铸铁与铸造黄铜分为一组,45钢与40铬分为一组,这种误差分组法,相比于减小误差几率和误差补偿法来说,在操作过程中会更加的简单和方便,并有效解决了工艺生产的成本,为了机械工业企业带来了一定的效益。

3.4 有效减少温度的变形

在机械加工过程中,由于工艺系统的热变形,导致加工过程中零件产生误差。因为在加工过程中,金属的变形和摩擦使刀具和工件温度升高,工件产生热变形,进而会导致误差。因此为了有效控制加工温升的情况,能达到降温的效果,可以降低切削速度;提高刀具的锋利程度;控制环境温度;对机床发热较大的部件,采取足够的冷却措施或采取隔离热源的方法;在工艺措施方面,可以让机床空运转一段时间后,当其达到或接近热平衡时再调整机床;改善切削液的品质或对切削液进行降温,如增加切削液的运行距离,增加管道的散热面积从而达到散发热量的目的。

3.5 全面优化人员素质

在机械加工工艺流程中,控制好工艺技术误差的最后措施就是提高人员的专业素质,如今我国大部分工业机械企业中,相关的工作人员多存在专业素质参差不齐的情况,因此导致其无法很好的去把控机械操作生产流程,工作人员的专业能力缺乏和专业知识匮乏,导致了其在机械加工工艺流程中存在很大的问题[6]。所以说,工业机械企业必须要提高工作人员的专业知识和综合素养,定期组织工作人员参与培训,并对其工作能力和专业技能进行有效的考核,保证每一位工作人员在工艺流程过程中都能够具备良好的素养,如要求机床操作者必须有爱岗敬业职业精神,认真细致的工作作风,技术精湛的专业特长,为机械加工创造出更好的条件。

4 结语

总的来说,当前我国经济的迅速发展,为工业行业的机械加工领域带来了全面的发展挑战和机遇,为了让机械加工工艺向机械化的方面迅速发展,对机械加工工艺流程也是提出了更高的要求,需要构建全面的机械加工工艺体系来改善误差控制策略,这样才能促进机械加工行业更持续、更长远的发展。

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