机械加工论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇机械加工论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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（二）导轨误差。导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也是造成导轨误差的重要因素。

（三）传动链误差。传动链的传动误差是指内联系的传动链中首末两端传动元件之间相对运动的误差。传动误差是由传动链中各组成环节的制造和装配误差，以及使用过程中的磨损所引起。

（四）刀具的几何误差。任何刀具在切削过程中，都不可避免要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨的刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地采用冷却液等，均能最大限度地减少刀具的尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。

（五）定位误差。一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们的实际尺寸(或位置)都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。

（六）工艺系统受力变形产生的误差。一是工件刚度。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。

二是刀具刚度。外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。

三是机床部件刚度。机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所做的功和接触变形功；第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零。

（七）工艺系统受热变形引起的误差。工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的50%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。

（八）调整误差。在机械加工的每一工序中，总要对工艺系统进行这样或那样的调整工作。由于调整不可能绝对地准确，因而产生调整误差。在工艺系统中，工件、刀具在机床上的互相位置精度，是通过调整机床、刀具、夹具或工件等来保证的。当机床、刀具、夹具和工件毛坯等的原始精度都达到工艺要求而又不考虑动态因素时，调整误差的影响，对加工精度起到决定性的作用。

（九）测量误差。零件在加工时或加工后进行测量时，由于测量方法、量具精度以及工件和主客观因素都直接影响测量精度。

二、提高机械加工精度的措施

（一）减少原始误差。提高零件加工所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形、刀具磨损、内应力引起的变形、测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机械加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施解决。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形;对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

（二）误差补偿法。对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

①误差补偿法：此法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。

②误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

（三）分化或均化原始误差。为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的方法。

①分化原始误差(分组)法：根据误差反映规律，将毛坯或上道工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1/n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

②均化原始误差：此法过程为通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

（四）转移原始误差。这种方法的实质就是将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。转移原始误差至非敏感方向。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有直接关系。若在加工过程中设法使其转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。转移原始误差至其他对加工精度无影响的方面。

三、结束语

在机械加工中，误差是不可避免的，只有对误差产生的原因进行详细的分析，才能采取相应的预防措施减少加工误差，提高机械加工精度。

[论文关键词]机械加工精度误差

[论文摘要]分析机械加工存在误差的主要原因，然后提出提高机械加工精度的措施。

参考文献：

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工艺系统的几何误差通常包括机床、刀具、夹具自身的几何误差以及在使用过程中的磨损和调整误差，其中机床、夹具、刀具的自身几何误差是加工之前就已经存在的，在加工过程中反馈到零件上。工件的加工通常是通过机床进行的，机床自身制造精度就决定了工件的加工精度。在实际生产中，对工件精度影响较大的有主轴回转造成的误差、导轨造成的误差以及机床传动链造成的误差等，其中主轴回转误差包括主轴的弯曲挠度、同轴度、轴承误差等；导轨误差包括导轨制造误差、导轨磨损、导轨安装误差；传动链误差是由传动链各个环节的制造和装配误差造成的。同样，刀具和夹具的误差也是由制造误差和安装误差造成的。

1.2工艺系统引起的误差对机械加工精度的影响

工艺系统引起的误差按照原理不同可以分受力变形和受热变形两种，前者是指工艺系统加工过程中受到重力、惯性力、切削力等因素的影响产生了变形，破坏了工件与切削刃之间的位置关系，从而造成了加工误差，这种误差通常通过提高接触刚度、工件刚度、机床刚度以及合理利用夹具来减少；后者是指工艺系统受到了外界热源的影响而产生了变形，影响了工件的加工精度，工艺系统发生热变形的原因有以下三种：（1）机床长时间运行成为热源，而机床结构复杂、散热不均匀使机床各个部位的温度不同，产生的变形也不同，最终导致了误差；（2）工件在加工过程中由于摩擦或其它外因作用变热，产生了加工误差；（3）刀具的热容量和体积都较小，使热量集中在切削部位，较高的温度对工件造成了影响。

1.3工件内应力对机械加工精度的影响

工件内应力是指工件的外载荷去除以后，工件内部仍残存的应力，主要由于金属内部组织的体积变化不均匀造成。具有内应力的工件是不稳定的，其内部组织会不断发生变化，直到内应力消失为止，在内应力变化过程中，工件的原有加工精度也会消失。工件的内应力主要是在热加工和冷加工中产生，如毛坯的铸造残余应力、冷校直中的内应力、切削中产生的内应力等。工件在经过加工过程中因为外界因素产生冷热不均匀，从而产生内应力，加工后不及时处理，内应力逐渐消失，就会使工件出现变形。在实际生产中通常通过合理设计零件结构、时效处理、合理安排工艺等手段消除内应力。

2提高机械加工精度的措施探讨

根据上文的分析，结合实践经验可以得知，提高机械加工的精度的工艺措施有四种，分别是直接减少误差法、误差补偿法、误差分组法、误差转移法。

2.1直接减少误差法

在查明工件产生误差的原因后，通过某种工艺措施对其减小或消除。如：采用“大主偏角反向切削法”进行细长轴的车削，可以较好的消除轴向切削力引起的弯曲变形，如果车床的顶尖采用弹簧顶尖，还可以有效的消除热变形造成的误差。综合而言，就是对某具体工件可能产生误差的各方面因素进行具体分析，针对此工件的加工精度要求，制定相应的工艺加工方案，从而达到控制工件误差，提高机械加工精度的目的。

2.2补偿误差法

所谓补偿误差就是通过人为的制造一种新的误差，来抵消工艺系统中的固有误差，从而达到控制误差的目的。此方法主要适用于原有误差无法通过工艺改良进行控制的情况，通过制造误差达到正负相抵消的目的。此方法的应用是建立在对机械加工误差全面了解，并完全掌握其成因的基础上进行的，否则盲目制造误差会进一步增加误差，达不到误差抵消的目的。

2.3误差分组法

在工件加工过程中，上道工序中的工件误差，会给本工序造成一定的影响，如：误差复映造成本工序的加工误差扩大、定位误差造成本工序的位置误差扩大。为了解决这个问题，在大批量加工工件时，可以采用误差分组法，即将上道工序加工后的零件按照误差大小分成N组，那么每组的误差范围就会缩小到原来的1/N，然后再各组的误差进行分别调整，从而达到减小误差，提高加工精度的目的。

2.4误差转移法

误差转移法是指通过某种措施将工艺系统中的几何误差、受力变形以及热变形等转移到误差非敏感的方向，使加工过程的误差对机械精度不会造成影响，从而达到提高机械加工精度的目的。机械加工误差通常是指其敏感方向的误差，如加工表面，只要将误差转移到非敏感方向，如加工表面的切线方向，机械加工的精度就会得到很大的提高。

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1.2刀具的几何误差刀具是进行零部件加工的最直接工具，刀具的误差也会直接影响到零件的整体精度，而制造一种零件的时候会选用固定的刀具尺寸，形状，组合，这些选择是基于制造合格的零件的要求的，然而刀具的选用过程中难免会出现一些不合格或者质量未达标的产品，每一个刀具的精度都会直接影响到整体的制造效果，几何误差会随着时间的推移逐渐的变大。还有就是夹具的几何上的误差，所谓的夹具就是让工件保持制造零件所需要的合理正确的位置，夹具的误差也会直接影响到工件的品质和精度。

1.3定位误差首先是基准不重合的误差。在设计之初就用某些特定的符号在零件的图上面确定所有位置的尺寸，称作设计基准。通过工序图来确认经过加工后的零件的表面的尺寸位置所遵循的标准为工序基准，通过机床对零件进行加工的时候要注意到通过以上几种方法进行基准定位，因为基准定位准确能够保证零部件的精度，但是基准出现误差的话，部件的精度也会受到影响。其次就是定位不准造成的一定程度上的误差，因为在实际的操控过程中夹具上的定位原件完全准确的可能性不太大，它们不可能按照基本尺寸制造，这里我们就会说道一个概念那就是公差范围内的变动，这种变动是一个范围值，在这个范围内的变动都是允许的，一旦超过这个变动就会产生我们常说的定位副制造不准确误差。

1.4工艺系统受力变形产生的误差首先是工件的刚度，刚度直接影响到部件的加工过程，因为刚度能够达到标准才能制造出合格的产品，但是如果刚度不合格的话就会造成加工过程中工件因为刚度过低而降低了精度或者被损坏。其次是刀具的刚度，进行加工的时候刀具需要对工件进行雕琢，刀具的刚度要高于工件的刚度且安装位置正确。第三是机床部件的刚度，一套完整的机床的组成结构是十分复杂的，零件众多，一般机床部件的刚度都是通过实验方法实现的。

1.5机床加工工艺系统受热变形引起的误差热量是影响机床加工工艺的另外一个因素，由于机床是处于运转状态，很容易产生热量，通过观察我们可以发现，因为热量造成的加工误差可能会占到总数误差的一般，整个机床，刀具和工件受到外界的很多热源的影响会升温，机床本身也会有一定的温度。

1.6调整误差在机床的使用过程中一定要定期的进行维护以保证机床设备的正常运转。

2.提高机械加工质量和精度的方法

2.1对症下药，那些机床加工部件容易出现误差要认真对待，选用质量过硬的部件，比如夹具，刀具和一些其他的基本的工具的精度和刚度，控制好温度以免造成误差，在日常的维护工作当中要及时的发现误差，找到根本原因进行改正，精密的加工更是需要提升整个机床的精度以达到相应的要求。

2.2误差补偿发现误差之后通过人为制造出相应的误差进行补偿使得部件达到相应的标准。

2.3分化误差，出现一定程度上的误差之后需要把原始的误差进行分化，找出误差的反应出的基本情况及基本规律特征，也就是说把风险的统一调整划分，将误差类别想死的工件集中到一起，使得误差的影响分散到几个不同的部分，分化误差造成的影响。

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从二十世纪20年代开始，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机械加工制造中开始出现自动线，最早出现的是组合机床自动线。机械加工制造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等的综合自动线。

采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。

一、机械加工生产线的发展状况

在汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域，组合机床生产线仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产加工的关键装备，也是不可替代的主要加工设备。现针对组合机床生产线来说明一下国内机械加工生产线的发展情况。

现代组合机床生产线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。我国传统的组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，近年来随着数控技术、电子技术、计算机技术等的发展，组合机床的机械结构和控制系统也发生了翻天覆地的变化。

1.节拍时间进一步缩短。早期的生产线要实现短的节拍，往往要采用并列的双工位或设置双线的办法。现在主要是通过缩短基本时间和辅助时间来实现的。缩短基本时间的主要途径是采用新的刀具材料和新颖刀具，以通过提高切削速度和进给速度来缩短基本时间。缩短辅助时间主要是缩短包括工件输送、加工模块快速引进以及加工模块由快进转换为工进后至刀具切入工件所花的时间。目前，随行夹具高速输送装置常用的有电液比例阀控制的或摆线驱动的输送装置。

2.柔性化进展迅速。数控组合机床的出现，不仅完全改变了过去那种由继电器电路组成的组合机床的控制系统，而且也使组合机床机械结构乃至通用部件标准发生了或正在发生着巨大的变化。传统意义上的组合机床刚性自动线和生产线，也具有了一定的柔性。由数控加工模块组成的柔性组合机床和柔性自动线，可通过应用和改变数控程序来实现自动换刀、自动更换多轴箱和改变加工行程、工作循环、切削参数以及加工位置等，以适应变型品种的加工。

单坐标加工模块由数控滑台和主轴部件（或多轴箱，包括可换多轴箱）组成。双坐标加工模块由数控十字滑台和主轴部件组成，例如数控双坐标铣削模块。

多轴加工模块是又一种重要模块，主要用于加工箱体和盘类工件的柔性组合机床和柔性自动线。这类模块有多种不同的结构形式，但基本上可分为自动换箱式多轴加工模块、转塔式多轴加工模块和回转工作台式多轴加工模块。自动换箱式模块由于可在专门设置的多轴箱库中储存较多的多轴箱，故可用来加工较多不同品种的工件。而转塔式和回转工作台式多轴加工模块，由于在转塔头和回转工作台上允许装的多轴箱数量有限，所以这种加工模块只能实现有限品种的加工。

除上述各种CNC加工模块外，机器人和伺服驱动的夹具也是柔性组合机床和柔性自动线的重要部件。特别在柔性自动线上，目前已较普遍地采用龙门式空架机器人进行工件的自动上下料，用于工件的转位或翻转。为搬运不同的工件，可在自动线旁设置手爪库，以实现手爪的自动更换。夹具配备伺服驱动装置，以适应工件族内不同工件的自动夹紧。

3.加工精度日益提高。为了满足用户对工件加工精度的高要求，除了进一步提高主轴部件、镗杆、夹具（包括镗模）的精度，采用新的专用刀具，优化切削工艺过程，采用刀具尺寸测量控制系统和控制机床及工件的热变形等一系列措施外，目前，空心工具锥柄（HSK）和过程统计质量控制（SPC）的应用已成为自动线提高和监控加工精度的新的重要技术手段。空心工具锥柄是一种采用径向（锥面）和轴向（端面）双向定位的新颖工具，其优点是具有较高的抗弯刚度、扭转刚度和很高的重复精度。SPC是基于工序能力的用于监控工件加工质量的一种方法。目前，在自动线上这种质量保证系统愈来愈多地被用来对整个生产过程中的加工质量进行连续监控。

4.可靠性和利用率不断改善和提高。为提高加工过程的可靠性、利用率和工件的加工质量，采用过程监控，对其各组成设备的功能、加工过程和工件加工质量进行监控，以便快速识别故障、快速进行故障诊断和早期预报加工偏差，使操作人员和维修人员能及时地进行干预，以缩短设备调试周期、减少设备停机时间和避免加工质量偏差。

故障诊断技术中的基于知识的故障诊断技术，可对自动线运行中产生的所有故障进行诊断（而不是局限于诊断最常出现的故障），确定故障部位及其原因，这为迅速排除故障赢得了时间，从而显著地缩短自动线的调试时间和停机时间。

当前，自动线的控制技术已由集中控制方式转向分散控制方式。根据对这种新的控制模式的研究表明，采用分散控制系统要比采用集中控制系统可节省费用。这主要是由于分散控制系统可减少电缆敷设费用（采用总线系统）、减少电气保养维修费（由于提高了透明度）、省去控制柜台架（分散控制系统的控制柜直接设置在自动线的加工工位上）和无需设置集中冷却装置等。此外，这种分散控制系统由于总体配置简单，有利于加快自动线的投入运行，并由于一目了然的结构配置，在产生故障时很容易确定故障的部位。最后，分散控制系统的模块化和标准化也有利于降低成本和提高透明度。

二、机械加工生产线的发展趋势

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2特种加工技术的分类以及特点

特种加工技术大多数都是属于一种高科技技术，应用的科技也都是最前沿的，种类划分也十分复杂，每一种技术也都有自身独特的特点。下面，我们将具体介绍一下特种加工技术的分类，以及每种类别技术自身拥有的独特之处。

2.1特种加工技术的分类

由于我国高科技领域技术研究起步较晚，因此特种加工技术的应用时间也比较短，有很多特种加工技术还处在研制阶段，因此种类会比较少。目前我国机械工业中应用的特种加工技术，根据其工作原理主要可以分为以下四类：电气特种加工、机械特种加工、化学特种加工、热特种加工。其中电气特种加工技术，通常被称为电化学加工，它主要是利用金属在直流电场和电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成型加工的一种方法。主要适用于：磨削、成型、去毛刺、车削、抛光、复杂型腔、型面及型孔等加工范畴。机械特种加工，从名字上来看，就可以看出是采用机械进行制造，这种制造技术可以很大程度的缩短工作时间，减轻工作人员的工作难度。主要使用的范围是：切割、穿孔、研磨、去毛刺、蚀刻、磨削、拉削、镗削和套料等加工范畴。第三种类别的特种加工是化学特种加工，这种加工技术主要是运用一些化学试剂，然后把这些能够相互反映的化学试剂放在一起，从而产生制造产品需要的某种物质或借此反映来制作产品。例如，可以使用化学试剂进行除污、去锈、改变建材形状等。最后的特种工艺种类是热特种加工，这种工艺是利用温度，准确来说是超高温来对建材的形状进行修改，例如我们熟知的电焊就是这个原理。它主要适用于打孔、成型、磨削、车削、切割、开割、划线等加工范畴。

2.2特种加工技术的特点

特种加工技术对于现代工业的重要性不言而喻，那么是什么让特种加工技术变得这么重要呢？下面我们来对特种加工技术的特点进行分析。总体上来说，特种加工技术主要有四个方面的特点：施工时不一定非要接触、能够对零件进行精密加工、加工时能量易于控制、不需要考虑加工对象的机械能。具体来说就是，特种加工技术，加工范围不受材料物理、机械性能的限制，能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。同时，易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。还易获得良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小，各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。这是因为以上这些独有的特点才使得特种加工技术的发展如此迅速。

3特种加工对机械加工工艺的突破表现分析

特种加工技术在现实生活中的应用十分广泛，尤其是在机械加工方面的应用十分广泛。融合了特种加工工艺的机械加工技术继承了传统的施工工艺，同时还融合了最先进的施工技术，极大程度地提高了企业的生产能力，提高了企业的效益。下面我们来具体分析一下特种加工对机械加工工艺的突破表现。特种加工技术的一大优势就是可以运用一些特有物质，然后接触即可对材料进行加工，从而实现非接触加工技术。这种加工技术在施工时，工件不承受大的作用力，工具硬度可低于工件硬度，故可使刚性极低元件及弹性元件得以加工。特种加工技术不需要考虑施工工件的机械能，使得它避开了在传统加工中受到设备及工具等加工条件的限制，简化了复杂的加工过程，能够以简捷的工作形式完成各种复杂型腔、曲面、异型孔、微小孔和窄缝的加工，使特殊结构工件的结构工艺性得到根本的好转。最重要的优势是，特种加工技术可以实现技术的叠用，既可以在同一个施工原件上使用多种特种加工技术，从而简化工作步骤，提升了工作效率，同时，特种加工技术还具有高性价比，从而使得公司的生产成本大大降低，为企业带来更多的利益。

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2现今我国的机械加工技术

现状相较于西方发达国家，虽然我国的机械加工技术发展较晚，但是经过数十几年的发展与研究俨然已经取得了十分骄人的成绩。尤其是机械加工技术类型繁多，能够满足一些机械产品的加工需求，提高机械产品的加工精确度与质量。目前，我国现代机械加工技术类型主要包括：高速加工技术；超精密加工技术；数控加工技术；水喷射加工技术；超高能束加工技术；超自动化加工技术；快速成型技术；成型工艺技术；干式切削技术等。而从我国机械加工技术的整体发展趋势来看，我们可以清楚的看到，目前我国的机械加工技术正走在高速、超高速，精密、超精密的发展方向。高速、超高速加工是一项系统工程，其是在高速主轴、高速加工机床结构、高速加工刀具、系统的不断改进上发展而来的。同时，高速、超高速加工技术不仅可以用于加工普通的钢、铁、有色金属材料，还可以加工高强度的合金钢、纤维强化复合材料，扩大加工范围的同时，也极大的提高了我国机械加工的生产效率，加工质量。目前，高速、超高速加工技术正在我国航天、航空、汽车、机床等制造行业中被广泛应用。而精密、超精密加工技术则在我国尖端武器制造中占据着十分重要的地位，始终是我国机械加工技术发展的最主要方向。具体来讲，精密、超精密加工技术，其在我国是一项内容十分广泛的新技术，工艺实质在于提高机械加工的精确度，使表面质量达到极高的标准，并且在提高机电产品的使用性能、可靠性等方面都有着十分重要的作用。因此，精密、超精密加工技术也可谓是国际竞争中的核心技术之一。

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2加工工艺的误差以及原因

（1）定位误差及原因。在机械加工工艺中，加工中的定位误差是比较常见的，其主要表现在两个方面。第一，由于基准的重合不准确而导致的误差；第二，由于定位副加工的准确度不高从而导致的定位误差。由此看出，在加工机械零件时定位的准确性是非常重要的。机械加工必须要有准确的定位基准，且要使用正规的几何要素。如果采用不正确的几何要素来作为定位基准，则会出现相应的定位误差，并且所选择的定位基准必须要与设计基准相吻合，否则会出现基准不重合的现象，这就是导致基准不重合的主要原因。定位副主要是由两方面组成，即夹具定位原件和工件定位面，引起定位副加工不准确的主要原因就是由于定位副制造或定位副间的配合不协调，使得其间隙发生变化而导致零件发生变化，从而使定位副加工的准确度受到影响。这种误差一般在调整法加工中出现，若换成试切法加工会将此误差的出现概率降低。

（2）制造误差及原因。在机械加工工艺误差中，由于机床生产的制造误差主要包括三方面，即导轨误差、传动链误差以及主轴回转误差。所谓导轨是指机床各部分零件位置的基准，机床之所以能运转，是因为有导轨的支撑。出现导轨误差的主要原因是由于在使用过程中出现局部磨损、安装的质量不过关等，从而造成了机床生产制造误差。出现传动链误差的主要原因是传动链在使用的过程中会出现不同程度的磨损，而磨损后的传动链在运转时就会产生一定的差距，这样就会导致传动链出现误差。主轴回转误差的产生原因是由于主轴的实际回转线与平均回转线不是一成不变的，两者之间会产生一系列的变动，其变动的量就是所谓的主轴回转误差，该误差的大小直接影响了加工产品的精细度。同时，产生主轴回转误差的原因还包括了同轴度误差以及轴承运转的磨损程度等因素。

（3）加工工具的误差及原因。对于机械加工的工具来说其主要有夹具和刀具，而夹具和刀具的使用误差对加工工艺来说也是比较严重的问题。使用夹具的主要作用是确定加工零件的具置，如果在夹具的使用过程中出现了误差，则会直接导致加工零件的定位出现偏差。出现刀具使用误差的主要原因是由于刀具在使用过程中会受到各种因素的影响从而出现不同程度的磨损，而将磨损后的刀具用于加工工艺中则会对产品的尺寸以及形状造成一定程度的影响。因此，加工工艺中刀具的误差是一个不容忽视的问题。

（4）工艺系统的误差及原因。在机械加工工艺中，出现工艺系统误差的主要原因是由于在加工过程中有一些硬度不高的零件会容易变形。而变形后的零件就会促使工艺系统误差的出现，并且在加工过程中，切削力的变化、材质不均匀等也会导致误差的出现从而对整个工艺系统造成影响。

3如何降低加工工艺技术的误差

（1）避免直接误差。在机械加工的过程中并不是所有误差都不能避免，一些误差是可以被避免的。工程技术人员首先要高度重视在加工过程中所出现的误差，并及时的处理这些误差，从而避免这些误差再次出现。例如，在磨削薄片零件的端面时，技术人员可以根据以往的经验先将原件粘在平板上，然后准备一个磁力吸盘，并将两个工件放于吸盘上，将零件端面磨平再取出。随后在打磨另一个端面时就以此为基准进行，这样打磨出来的薄片不容易变形。

（2）及时处理误差。虽然在加工过程中有些误差能够避免，但是仍有一些误差是必然的，若出现了不可避免的误差，则工程技术人员应立即处理，从而降低因误差带来的损失。避免误差的主要做法就是人为制造出新的误差，并利用这种误差来抵消原有的不可避免的误差，这样才能及时的避免误差恶化。

（3）利用误差分组法。在机械加工工艺中常用降低误差的方法主要就是误差分组法，其可以很大程度的降低误差并且提高工艺的精确度。误差分组法顾名思义就是进行分组，而分组依据是按原件的尺寸和误差的大小进行。这样分组之后会使得每组的准确度大幅度提高，然后在进行一定的调整，就可以很大程度的降低所有组的整体误差，从而使工艺的误差能够大幅度的减少。

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1.2导轨误差机床中导轨的主要作用是承载工件和引导工件运动，它既是工件的运动基准，又是确定机床上主要部件之间相对位置的基准，其导向精度会直接影响加工工件的精度。导轨误差一般分为2种情况：①导轨在水平面内和垂直面内的直线度误差；②前、后导轨在垂直面内的平行度误差。导轨误差在机床镗孔和铣削平面时尤为明显，主要表现为镗孔的中心线与基准面不平行或所铣平面与基准面不平行，这对加工工件的使用性能造成了极大的影响。因此，提高机床导轨的导向精度是十分必要的。

1.3传动系统的误差机床内部的传动系统是整个机床的运动核心。机床在加工工件时，工件从形状规则的毛坯变成形状各异的产品的过程正是通过该系统内部一系列的传动元件，比如齿轮、蜗杆与丝杆等的紧密配合实现的。在机床加工车螺纹、滚齿等对工件与刀具之间的传动比有严格要求的工件时，如果传动系统的精度较低，则工件的表面精度就难以达到要求。具体表现为齿间距不均匀、齿高不均匀或齿顶不在同一直线上，这会严重影响工件的使用性能。如果发现传动系统的精度较低，则一定要及时修理、调整。

2刀具、夹具和量具误差

2.1刀具误差刀具是加工时机床上与工件直接接触的部件，直接影响着加工工件的精度。一般而言，在加工不同材质的工件时，选择对应的刀具即可满足加工的要求，但刀具在装夹时可能会出现一定误差，比如刀具的刀刃顶尖与主轴回转中心线不重合（主要在车端面时产生影响，端面中心可能会存在一段盲区）。此外，刀具具有一定的使用寿命，长时间使用后会出现磨损。因此，当发现加工后工件表面不光滑时，应及时更换刀具。

2.2夹具误差夹具是机床的重要组成部分之一，工件在机床中的定位和夹紧是靠夹具实现的。夹具的主要作用是夹紧工件并确定其在机床中的位置，进而可减少机床的加工误差。夹具误差主要表现为定位误差，指在进行某一道工序时，加工的工序基准与工件的定位基准不重合，比如钻孔中心相比于设计中心存在偏移现象。2.3量具误差量具是用来确定工件尺寸的工具，但有时采用量具测得的工件尺寸与实际尺寸不符，这是因为量具在长期使用后会出现磨损的现象。因此，在使用前，应查看所使用量具的零点是否可读零。

3加工工艺造成的误差

加工工艺造成的误差主要体现在加工过程中，主要指在整个工艺系统中，各个部位因机床运转产生的热量而出现了热变形。热变形在机床加工中是一种较为常见的现象，热变形对精度要求较低的加工工件的影响并不大，但在精密加工中，热变形会引起较大的误差，进而对工件产生巨大的影响。热变形主要包括机床热变形、刀具热变形和工件热变形。在机床加工中，刀具受热后会伸长，导致加工所得尺寸变小；工件热变形是指工件热膨胀导致加工时尺寸相比于变形前较大，进而导致加工所得尺寸变小。热变形的情况一般是因工艺方案不合理、主轴转速不合理或没有选择合适的冷却方案而引起的。

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2.改进设计的问题尽管机械加工机床工具箱的设计十分重要，仍然存在着如下问题：一是工具箱的层次划分并不合理；二是工具箱的内部构造不符合生产的需要；三是工具箱的质量太大，难以满足柔性生产中的快速移动的要求。这些问题不仅导致生产效率降低，而且也有可能造成工人在使用当中发生安全事故，对人身安全带来一定的威胁，并且也不利于较为贵重的量具与刀具的保管。因此妥善的进行工具箱的再设计，并且与生产的实际情况紧密结合，有助于防范这些问题的出现。

二、机械加工机床工具箱的改进设计建议

1.改进设计方案进行机械加工机床工具箱改进设计的首要任务是明确这一改进设计的具体方案，其作为总体的指导思想，直接影响着工具箱的具体设计工作。基本看来，在当前强调柔性生产及考虑当前工具箱所存在问题的基础上，改进设计方案有必要关注如下一些方面：一是工具箱设计存在台面设计问题，这使得放置在台面上的各种工具很有可能被无意的碰落，因而改进设计必须关注工具箱的层次问题；二是层次改进设计的首要任务是确立台面的位置与高度，在这一基础上，进行分层次的划分，确保工具箱的不同层次的划分较为合理，所使用的各种工具在工具箱中得到合理的摆放；三是由于当前工具箱较重，不利于快速移动，因而要关注工具箱的四个脚的位置，有必要配备轮子等装置，以便于移动。

2.材料的选择与零件的配合就材料的选择而言，机械加工机床工具箱在生产中有着很重要的作用。一般在实际中工具箱的外门要使用45#钢，而工具箱的内部框架、箱盖以及层底等要采用Q235，就零件间的配合连接而言，箱底层和万向脚轮可以进行固定支撑之间的配合调整。这3个零件需要通过焊接的方式连接在一起，框架与箱底层、层板和框架之间、框架与层挡板之间也是采用焊接方式。在顶层板、内门、外门以及箱底层之间都需要留出一定的间隙，用作门的旋转和打开。

3.改进设计的内容一是抽屉及箱体均使用1.2mm冷轧钢板，经磷酸盐处理后，外加静电粉体烤漆，以达到防锈效果。箱体四周每隔25mm应镶有滑轨固定沟槽，以方便抽屉弹性调整变换的使用。为确保箱体结构坚固，底部应附有调整脚，可保护箱体，并改善因地面不平整而造成的晃动现象。二是旋开式连杆锁装置，一经上锁，抽屉即全部锁住。抽屉铝合金把手内部设有安全扣装置，未经人为操作，抽屉不会滑出掉落。可选用锁王系统，一支锁王钥匙可开启500组不同锁号的工具箱，管理方便。抽屉四周每隔19mm镶有一槽孔，并可配合槽隔板、横隔板作弹性间隔。抽屉使用3mm特殊滑轨设计，并配合轴承滑动、单轨抽屉开度90%，每屉荷重100kg，复轨抽屉100%全开，每屉荷重200kg。三是全宽式铝合金把手设计，并附有标示纸及PVC透明胶片。滑轨设有固定扣定位，以防搬运时掉落。抽屉把手外缘与箱体平整，不露出箱体外部，防撞、安全、美观。抽屉、把手与面板可分离的组合式设计，可微调抽屉面板间距，并可节省零件更换费用。四是背挂板精准方孔设计，可搭配各类挂钩，拆装调整容易，方便工具定位。使用宽幅转轮，移动更稳固、轻巧灵活，两只定向，两只万向附剎转轮，四轮平均荷重400kg。分类盒可单独或排列使用，方便收纳，适合小型零件、螺丝的分类储存。应用精控安全锁，确保坚固耐用，故障率低槽孔可配合隔板，可随意调整屉内空间。使用条纹胶垫可防止工具滑落，并保护漆面不受损。应用组合式分类盒，可单独或排列使用，方便收纳，适合小零件、螺丝的分类储存。隔板可与槽片组合应用，拥有更适当的空间配置。

4.改进设计的保障一是建议成立改进设计工作小组。工具箱的改进设计与信息技术的变化息息相关，工具箱改进策略的制定不宜限定于某项信息技术的规格与现状，而是应采用通透性设计，并建立不断检查修正的机制，以确保改进设计计划的可行性与时效性。因此，建议改进设计部门成立专门工作小组，研究制定各项改进作业标准。二是加强设计人员信息教育培训。工具箱改进设计过程涉及到车间管理人员、工具箱使用人员及信息化作业人员，为有效规划及管理，在工具箱改进设计工作的召集人应由主管负责人担任，而从事工具箱改进设计的人员不仅需要具备相当程度的工具使用与信息化素养，也必须不断吸取新知识，以掌握信息技术的发展。目前工具箱使用与改进人员通常缺乏信息及电脑背景，建议工具箱改进设计人员应配合时展趋势，加强信息教育，以应对电子化作业的发展趋势，充分学习与应用信息化技术来进行工具箱的重新设计。

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1.1深孔加工难度较大

在深孔加工过程中,大多数情况下,都是处于一种半封闭或者全封闭的工况条件下,深孔加工难度主要体现在以下几个方面:①加工操作人员不能直接确定走刀的实际情况与刀具切削的过程和效果;②由于深孔深度与直径比例相关较大,导致深孔加工过程中的金属屑很难排出去,容易造成深孔堵塞,进而影响深孔正常加工与深孔加工质量;③由于加工工具长度有限、自身性能较低,加上深孔加工过程中容易出现孔偏、角偏、抖动等现象,导致深孔的质量难以保障;④由于深孔加工环境长期处于半封闭或者全封闭的状态下,导致加工环境温度较高,影响加工工具性能[2]。

1.2深孔加工的排屑方法

在深孔加工过程中,主要有两种排屑方法,一种是内排屑方法,冷却液从加工工具的钻杆、孔等外壁进入,当工具经过加工切削区域时,将切屑带出,切屑从工具的钻杆、孔等排出;另一种是外排屑方法,却冷却液从加工切削区域进入加工工具的钻杆、孔等部位,然后从加工工具的钻杆、孔等外壁排出。

1.3深孔加工工具的运动方式

在机械加工过程中,通常会给出多种加工工具的动行方式,例如工件固定的情况下刀具旋转进给方式、工件转动情况下刀具旋转进给方式等,然而由于受到深孔加工环境限制,通常很少采用工件固定的情况下,刀具旋转进给方式[3]。

2机械加工过程中的深孔加工的技术研究

2.1深孔加工的工艺路线设计与选择

在机械加工过程中,工艺路线是加工的主要思路,起着指导性作用,深孔加工也是如此。深孔加工的工艺路线设计与选择主要从以下几个方面入手:①全面考虑深孔加工的方式与加工工具的适用性,针对加工工具的性能,结合加工材料的性质,选择合适的加工工艺方法;②在深孔加工过程中,需要对加工过程进行分段进行,一般情况下可以分为四个环节,即初始情况下的精加工与半精加工、后期的精加工与光整加工,在进行深孔工艺设计时,根据实际加工情况,选择最佳设计技术方法,进而有效提高深孔加工质量与效率;③在深孔加工工艺路线设计时,应结合深孔加工方式、加工工具设备以及深孔结构特征等因素进行全面分析,然后确定深孔加工的工艺路线。④对深孔加工余量的有效控制,深孔加工余量与其他加工余量有着很大的差异,在深孔加工过程中,由于加工刀具与加工刀具的角度余量各不相同,当加工刀具的角度偏大时,余量较大,所以,对深孔加工余量的有效控制,可以有效提高深孔加工的质量[4]。

2.2深孔加工刀具的选择

在机械加工过程中,由于不同的机械要求,对深孔表面加工的要求也不相同,因此,根据加工要求选择合适的加工刀具是十分必要的。在深孔加工中可能应用的加工刀具有以下几种:①麻花钻,在机构加工过程中广泛应用,主要应用在深孔加工初期的粗加工阶段;②内排屑钻头,钻头与钻杆之间用螺丝钉连接,在加工过程中,高压切削液从钻头、钻杆的外壁流入,进行切削时,所产生的切屑从钻杆的中心排出;③外排屑深孔钻,其工作原理是高压油进入到外排屑深孔钻杆孔,然后流入到切削区域,带动碎屑排出。其缺点是偏离角度较大,容易影响深孔加工质量;④扁钻,与其他加工工具相比,扁钻结构比较简单,容易操作,适用于硬度较高的铸件加工,在现代自动化机械加工中广泛应用。

2.3深孔加工的排屑处理

由于深孔加工处于半封闭或者全封闭的工况下,空间较为封闭,导致切屑很难排出到深孔外部,而切屑的长期积累,会严重影响到深孔加工的质量与过程,因此,深孔加工的排屑处理是深孔加工的重要问题与工艺指标。在深孔加工过程中,由于深孔深度较大,排屑途径较长,再加上深孔加工处于半封闭或者全封闭状态下,导致加工产生切削热量难以散发出去。所在以深孔加工时应充分考虑切屑的冷却与排屑问题。例如内排屑深孔钻工艺,具有冷却与排屑的功能,能够完成直径范围6到80毫米之间的深孔加工。在内排屑深孔钻加工过程中,钻杆起到切屑排出的作用,避免切屑与深孔壁产生摩擦,大大提高了深孔质量与精度。除此之外,内排屑深孔钻工艺还具有易实现、等优势,可以有效确保钻杆的稳定性。