机械加工工艺技术误差分析与改进

机械加工工艺技术误差分析与改进

马吉庆 姚思睿

中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西省西安市 710089

摘要：机械加工工程技术是现代制造业的关键组成部分，但是传统机械加工存在能源消耗大、数字化和自动化程度低等问题。机械加工精度和效率直接影响到制造产品的质量和生产成本。通过分析机械加工工艺及其一般流程，详细阐述了机械加工工艺技术误差，并提出相应的误差改进措施及方法。研究结果可对提升机械加工工艺技术的水平提供一定理论和实践参考。

关键词：机械加工；工艺技术；误差分析；改进

引言

机械加工的首要任务是保证零件所要求的加工精度。随着制造业科技水平的不断发展，对机械产品的精度要求也越来越高，一般主要考虑零件加工时的尺寸精度、形状精度和位置精度。影响零件加工精度的因素有很多，考虑多维影响加工精度的指标因素至关重要。随着工业的快速发展，越来越多的机械加工设备被应用于工业生产中，在提升机械产品生产质量与效率、保障工业生产稳定性等方面发挥着重要作用。

1机械加工工艺及其一般流程

机械加工工艺指的是利用特定机械对车间的毛坯材料进行加工，进而改变其外形与结构，使其能够真正满足相关单位对于毛坯材料质量的基本要求，属于机械工业生产中的一项基础技术。在实际工作情境中，机械加工工艺的精良程度越高，零件的加工活动就会越顺利，其质量也更能够满足工程需要。机械加工是一项比较繁杂的系统工程，需要通过一系列步骤的实施才能实现，在加工完成之后，还存在一个专门的质检环节，对产品的质量进行检验，如果产品不能通过检验，则证明加工环节没有完成应有的任务目标。机械加工工艺的一般流程为：a.相关工作人员对本单位一年内的生产任务进行总结，在此基础上确定最基本的生产方向以及产品内容。b.对零件本身的生产细节图进行分析，确定最基本的工艺类型。c.按照确定的工艺类型选择恰当的备用毛坯，并在上述基础上拟定一条具体的工艺路线。d.对工序加工剩余进行精准计算，对其实际尺寸以及误差进行精确计算。e.确定各种工具设备的型号以及类型，主要包括测量工具、裁剪工具等。f.确定零件用量、工程强度、技术规范、检测方法等内容。g.完成工艺流程的文件总结。

2机械加工工艺技术误差

2.1机床误差

机床误差是机械加工工艺技术中最主要的误差来源之一。机床的几何形状和运动精度都会影响到机床加工的精度。例如，机床导轨的直线度、平行度和垂直度等方面的误差，会导致工件在加工时发生位置偏差，影响加工精度。此外，机床的运动精度也会影响加工精度，例如，机床的进给误差、回程误差等。机床误差主要包括几何误差和运动误差两种。

2.2切削力变化误差

切削力变化误差是由于切削过程中，加工过程中的各种因素对切削力的影响不同，使得切削力大小和方向的变化不可避免。这些因素包括工件材料性质、刀具材料和刀具几何形状、切削参数、润滑和冷却等。其中，切削参数是影响切削力变化的关键因素，包括切削速度、进给量和切削深度。在实际加工中，控制切削参数的变化范围，采取合适的刀具和切削液，能有效减小切削力变化误差的影响。

2.3夹具误差

夹具是机械加工工艺技术中不可或缺的工具，其作用是夹紧工件并使其固定在机床上进行加工。夹具误差是指夹具的设计、制造和使用过程中所存在的各种误差，这些误差会直接影响到工件的定位和固定效果，从而影响到加工精度。夹具误差的来源主要有夹具结构设计不合理、夹具制造精度不够高、夹具使用过程中磨损和变形等。

3机械加工工艺技术改进

3.1数字化转型和自动化技术引入

数字化转型和自动化技术的引入被认为是机械加工工程技术改进的重要战略，其关键目标是实现更高效、更智能的生产过程。数字化转型涉及将生产过程数字化，从数据的角度监控和管理加工工序。通过传感器和实时数据采集系统，工厂可以实时获取有关设备性能、工件状态和生产进度等信息，可以快速识别潜在问题并进行适时干预，减少了不必要的资源浪费。智能制造系统结合了物联网(IoT)和人工智能(AI)技术，使生产设备能够进行实时通信和自主决策。提高了生产灵活性和自适应性，有助于更好地满足市场需求。

3.2节能设备和工艺应用

节能设备和工艺在机械加工工程中的应用有助于提高生产效率、降低成本、减少环境负担和提高可持续性。主要包括以下措施:1)能效改进设备。采用能效改进设备，如高效电机、节能照明、变频器等，以减少设备在运行过程中的能源消耗。2)优化加工工艺。通过优化切削参数、刀具选择和切削路径，降低加工过程中的能源消耗，同时提高生产效率和产品质量。3)冷却系统优化。改进冷却系统的设计和操作，减少冷却液的使用和能源消耗，提高切削稳定性。

3.3强调制度的完善建设

机械加工企业应结合生产任务及实际投入使用的机械加工设备制定完善的管理制度，对机械设备、操作人员、操作规范提出科学、严格的制度建设要求，为各项工作提供明确的开展依据与考核标准。首先，应完善机械设备固定化制度，结合机械加工设备运行重点与需求明确相关安全管理与维修要求，将常态化监测与检查维修密切结合，以提升安全管理与维修的针对性与实效性。其次，要推行岗位制度固定化，明确不同岗位具体的工作职责及操作注意事项，加强对岗位操作人员技能水平的培训与考核，以提升机械加工设备操作的规范性，最大限度地减少人工错误操作对机械加工设备造成的损耗。

4精度误差补偿的核心技术

4.1误差建模

误差建模是指结合材料、工艺、设计等相关因素分析数控机床生产误差产生原因的过程，从而准确识别其中存在的误差因素，通过参数调整来减少误差干扰现象，可以分为综合模型和元素模型两种。综合模型需要考虑的因素包括位移变量、温度变量以及切削力变量。通常在建立综合模型的过程中，可以使用经验法和相关分析法两种方法。前者主要是根据加工要求或工件规格、材质来初步选择与之特征相符合的建模变量，随后根据设备和现场加工条件对变量进行二次优选；后者则是直接采用统计学分析的方式，借助相关系数，分析两个变量之间的相关程度，从而建立车床各个作业部件的运动模型，并分析整个加工流程中存在的误差因素。

4.2定位测量

定位测量是指以机床加工生产期间的每个独立环节为依据，分别对其方向和位置参数进行测量，从而精准识别其中的误差成分。在实际运用过程中，它的常用方法为确定项误差测量法。确定项误差测量法通常是采用现代化高精度测量仪器来测量工件规格、位置以及位姿等相关参数，以判定工件生产期间存在的误差范围，并对其偏差值进行适当的补偿调整。例如，在3D数控机床设备中，通常可以加载双频激光仪测量关键生产环节的误差数值，并配合电子水平仪设备监测工件的各项参数，从而全面采集机床加工生产期间的温度、位置偏差，进而有效提高测量效率。

结束语

在当前，我国的机械行业快速发展，机械加工工艺不断创新，但是在部分机械加工领域中的加工工艺落后，进而导致其零件加工质量以及零件加工成本受到严重影响。同时，随着时代的发展，一些新型工艺也在不断涌现，例如特种加工等，相关技术人员必须充分结合时代变化特征，对工艺技术流程进行针对性优化，只有这样才能提升工艺的应用质量，进而提升零件加工的精良程度。

参考文献

［1］肖德华．减少机械加工误差提高机械加工精度［J］．黑龙江造纸，2022(3):38－40．

［2］赵慧艳，鲁昌国，李传奇．Excel在机械加工误差分析教学实践中的应用［J］．机械工程与自动化，2022(1):117－119．

［3］唐永忠．机械加工误差的分析［J］．机械管理开发，2022(1):79－80．