摘要：众所周知，机械加工系统涵盖的环节很多，影响因素也较多，加工步骤较为复杂，其中某一方面出现误差都会影响到成品最终质量。为了践行“中国制造2025”的发展战略，同时也为了提升我国相关制造企业在国际上的竞争力，我们必须采取措施降低加工误差，进而提升产品的最终质量。本文正是基于这一出发点，对机械加工误差的产生原因进行了分析，并进一步就如何降低误差的策略进行了探讨，希望对业内同仁可以起到一定的参考和借鉴作用。
关键词：机械加工；误差原因；应对策略
引言
当今机械设备在工业生产当中占据了重要位置。众所周知，一个完整的机械设备是由众多零部件组合而成的，任何一个零部件出现了问题都会造成整机故障，甚至造成机械安全事故。同时，机械零部件和整机运行效能有着直接关系，这就需要确保机械加工精度和质量。在当今机械零部件加工过程中，由于受到了实际加工工艺的影响，导致机械加工中存在着一定误差，这对机械零件加工质量有着很大的影响，这就需要加强对机械加工精度的分析，注重生产工艺水平，确保机械加工质量符合实际标准。
1机械加工误差产生原因分析
1.1原始误差
一般地，在由机床、工件、刀具组成的加工工艺系统中，在加工零件的时候，都会产生一定量的加工误差，这些加工误差在各种工作条件下会反映出来。原始误差包括几种：定位误差、几何误差、测量误差、调整误差、热变形引起的加工精度误差等。还包括因原始误差受零件内应力的变形而产生的一定的加工精度误差。
1.2加工器具数值误差
加工器具误差受夹具磨损、刀具尺寸及构件加工参数等数据影响，在非特定构件生产环境下，刀具的选择通常要符合构件加工的规格标准，一旦在夹具与刀具的选用方面出现数据指数不一致问题，则可影响构件加工准确性，从而一方面易对刀具设备造成严重的二次磨损，另一方面零件加工的精确性也难以得到有效控制。例如对某一螺钉构件的加工，要考虑螺钉构件的结构密度、耐腐蚀性及结构韧性等数据，若刀具选择尺寸大于螺钉构件螺扣规格，则在加工方面可产生构件螺扣夹尺深度过高，无法正常与其余规格构件配套使用，因此造成的误差问题即为加工器具误差。
1.3工艺系统变形误差
机械加工操作是利用刀具和工具间的相对运动来实现切削减材操作的，所以加工过程中，刀具和工件必须要进行接触，但接触就会产生力，使得工艺系统出现微变形，进而就会对产品的加工精度造成影响。同时，伴随着加工进程的持续，如果工艺系统的散热处理不好，那么就会积累大量的热，这些积累的热量也会造成工件、夹具和刀具等出现热变形问题，进而造成产品出现加工误差。
1.4定位误差
由于基准不重合而产生定位误差。基准包括两种：设计基准、工艺基准。设计基准是在设计零件的过程中产生的，在绘制零件图时以及在标注零件图尺寸时，是确定零件上各个点、线、面位置的基准。工艺基准是确定零件加工工艺的基准。普遍来说，二者采用同一个基准。在零件加工时，若不按照已确定的几何元素作为基准，很容易造成定位误差。在加工过程中，用于定位工件的夹具，它是确定正确位置的。若定位元件存在一定的尺寸误差，或在可允许的尺寸范围内变化，会产生定位误差。若尺寸误差较大，会导致定位副失效，加工位置错误，严重影响工件加工精度。
2机械加工误差应对策略
2.1减少原始误差的产生
机械加工过程中的原始误差是客观存在的，无法从根本上进行消除，但可以通过一定的措施来降低原始误差。通过对原始误差产生原因的分析，可以采用有针对性的误差抑制措施，进而达到提升加工精度的目的。例如可以提升制造资源本身的精度水平，通过采用高精度的机床、刀具和夹具来达到降低原始误差的影响。又例如可以对加工过程中的误差进行实时监测，一旦发现误差超过规定的允许范围进行质量预警，然后通过误差补偿和消除措施来保障产品的加工精度。总之，造成工艺系统原始误差产生的因素是多方面的，只有针对具体因素形成相应的误差消减策略，才能切实达到改善加工精度的目的。
2.2优化加工、电子测量工艺
优化加工工艺能够减少机械加工过程误差，对提高零部件加工精度有着重要推动作用。所以要充分研究机械加工工艺的创新与完善工作。一方面可以引入更加先进的生产机床，将老化机床、破旧机床替换，确保电子测定仪的精度，从而提高机械零部件的加工精度。由于老化机床在长时间使用中零部件磨损较为严重，所以会大大降低机械加工精度，减少加工中的误差。所以如果发现零部件磨损严重或振动大就需要考虑机床以及零部件更换，在通过电气仪器测定后决定所需更换的零部件。同时也要注重加工机床和测量仪器的养护和保养工作，延长机床的使用寿命，提高机械加工的经济效益；另一方面，需要对加工工艺和加工技术进行创新，需要生产商不断加强机械生产技术、提出精度更高的测量仪器，从而保证机械加工精度。
2.3受热变形与内应力缓解方法
统一系统虽然只是影响因素之一，但是也是不可忽视的一部分，需要生产人员高度重视。由于受热变形问题会直接影响加工精度，特备是在高精度零部件加工当中，受热变形造成的质量不达标数量高达一半以上，受热变形结构见图1。机床、刀具、工件受热作用会不断升温产生误差。这就需要重点考虑机械加工的散热量。通过电子仪器测量可知，如果传入热量和散热量相等时，就会达到热平衡，这样即可减少受热变形问题，例如可以在不影响机械加工位置设置导热铜管，提高散热面积提高散热性能，从而达到热平衡的目标，提高机械加工精度。对于内应力来说，除了上述的受热变形应力外，也包括加工内应力，其中包括夹具固定标准、道具切割轨迹、电子测量精度等，这就需要事先最好加工试验工作，确保夹具、道具负荷、测量精度达到生产要求后再批量生产，同时也要保证工件刚度符合标准，减少切削过程中的内应力，道具刚性也要满足工件加工要求。
图1受热变形
2.4灵活选择误差管理分组
传统工艺的机械构件生产根据零件使用规格及种类的不同，设备加工的强度及压力数据控制均有较大差别，通常构件的生产加工需要经过预处理、压缩处理及打磨切削处理三个阶段，预处理阶段构件误差通常较低，不会超过 1 个误差基数，而在压缩处理过程中，受机械设备加工分组管理影响，数据误差的基准值相对较高，尤其在后续的打磨切削过程中误差值将随压力值的增加而不断增加，此时要灵活选用误差管理分组，将已出现
严重误差的零件产品进行筛选，按照零件使用等级与数据分析管理等级科学配置误差管理方案，以此将不符合零件使用生产规格的构件筛除在机械生产模组之外，一方面可以提高实际生产效率，另一方面对控制生产误差有一定的实际帮助。
结语
总而言之，在机械加工工艺中难免会出现很多误差，而这些误差也会影响机械加工工艺的精准度。因此，在未来机械加工工艺过程中必须严格控制这些误差的出现，由于这些误差是多种多样的，因此无论是从控制方法，还是各种机械的使用质量的方面都要加强控制，延长机械产品的使用，从而能够保证机械加工工艺和技术能够健康持久，稳定发展。
参考文献：
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［2］王曹宇．机械加工误差分析与工艺改进［J］．南方农机，2017，48（2）：40．
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论文作者:靳欢
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
标签：误差论文; 加工论文; 精度论文; 机械加工论文; 构件论文; 基准论文; 刀具论文; 《基层建设》2019年第1期论文;