機械設(shè)計畢業(yè)論文

機械設(shè)計畢業(yè)論文論文題目：機械加工工藝技術(shù)誤差分析與控制摘要：機械加工過程中的過量誤差會影響機械產(chǎn)品的性能。本文在分析機械加工工藝技術(shù)誤差來源的基礎(chǔ)上,確定了主要包括定位誤差、機床制造誤差和工具幾何誤差的誤差來源。分析了相應(yīng)的誤差控制方法,包括誤差補償法、直接減小誤差法和誤差分組法,并進行了比較。最終提出了三種誤差控制方法在不同機械加工中的應(yīng)用特征。本研究對實踐工作具有參考價值。關(guān)鍵詞：機械產(chǎn)品;加工工藝;誤差分析;誤差控制;精度機械加工工藝技術(shù)在一定程度上決定了機械產(chǎn)品的精確度和可靠性。近年來,隨著產(chǎn)品精細化發(fā)展趨勢的影響,人們對機械產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高。然而,在實際加工過程中,產(chǎn)品參數(shù)與設(shè)計規(guī)劃之間總是存在一定的誤差。如果誤差超出標準范圍,必然會影響產(chǎn)品的使用性能。因此,必須加強對機械加工工藝技術(shù)中誤差的分析,并在此基礎(chǔ)上探索提升工藝技術(shù)的措施,以確保產(chǎn)品質(zhì)量的最優(yōu)化。1、機械加工工藝在機械加工中,工藝人員根據(jù)加工設(shè)備條件、待加工產(chǎn)品數(shù)量以及工人加工素質(zhì)等實際情況,確定應(yīng)采用的工藝過程,并將相關(guān)加工內(nèi)容和要求制成工藝文件,即工藝規(guī)程。這些工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。由于各個工廠的實際生產(chǎn)情況和工藝流程各不相同,因此工藝規(guī)程具有較強的針對性。所謂機械加工工藝過程,是指通過機械加工改變毛坯的表面質(zhì)量、尺寸與形狀等,使其成為零件的過程。例如,一個普通零件的粗加工、精加工、裝配、檢驗、包裝等過程,構(gòu)成了一套完整的機械加工工藝過程。以上過程中所采用的技術(shù),稱為機械加工工藝技術(shù)。2、誤差來源在機械加工工藝過程中,會受到加工環(huán)境、人員操作以及機床自身等因素的影響,導(dǎo)致加工所得工件與設(shè)計尺寸之間存在較大差異,尤其是對于一些對緊密度要求較高的"高精尖"設(shè)備,如果誤差過大,將會失去利用價值,造成材料浪費和經(jīng)濟損失。因此,必須詳細分析機械加工工藝技術(shù)誤差來源,為誤差控制奠定基礎(chǔ)[1]。2.1、定位誤差在利用機床進行產(chǎn)品加工時,往往需要選擇該產(chǎn)品上的某一幾何要素作為定位基準。然而,受到人為操作或零件自身因素的影響,很容易導(dǎo)致基準定位不準確,為后期機械加工造成負面影響。通常來說,在機械加工階段所產(chǎn)生的定位誤差主要分為兩大類:定位參照誤差和基準不重合誤差。2.1.1、定位參照誤差使用數(shù)控機床進行機械加工時,工件是以計算機上的數(shù)字模型為基準,通過程序控制指令進行復(fù)制加工。然而,如果數(shù)字模型與待加工工件之間的定位參照存在明顯誤差,就會導(dǎo)致后期出現(xiàn)配合間隙,所加工出來的工件與模型之間存在較大差距,難以滿足實際使用需求,造成材料浪費。2.1.2、基準不重合誤差除了參照計算機數(shù)字模型進行工件加工外，還可利用已有的實際工件進行工件加工復(fù)制。在加工之前，需要將標準件與加工模板對齊，保證兩者之間的基準重合。然而，由于加工過程中會產(chǎn)生機床振動，導(dǎo)致兩者之間的基準出現(xiàn)偏差，如果不能及時進行基準調(diào)整，后期加工出來的工件往往會出現(xiàn)變形等問題。2.2、機床制造誤差根據(jù)機床制造誤差的產(chǎn)生來源，可將其分為三類：傳動鏈誤差、導(dǎo)軌誤差和主軸回轉(zhuǎn)誤差。2.2.1、傳動鏈誤差機床傳動鏈的傳動來自位于機床兩端的傳動滾筒引導(dǎo)。由于兩端滾筒存在一定的水平高度差，因此在相對運動階段就會產(chǎn)生傳動誤差。通常來說，這種傳動誤差并不會直接影響機床工件的加工精度。然而，由于機床自身裝配和結(jié)構(gòu)特點的制約，傳動鏈在運動過程中，還會使得機床其他構(gòu)件發(fā)生同步運動，有可能對機床工件的加工精度造成負面影響。2.2.2、導(dǎo)軌誤差機床導(dǎo)軌除了用于固定工件外，還能夠為工件基準位置的確定提供參考依據(jù)。然而，隨著機床使用年限的增長，導(dǎo)軌表面磨損、不均勻等問題也會逐漸突顯，如果仍以導(dǎo)軌作為衡量基準，必然會產(chǎn)生誤差。2.2.3、主軸回轉(zhuǎn)誤差導(dǎo)致主軸回轉(zhuǎn)誤差的因素較多，除了軸承自身磨損、老化外，還有在加工階段出現(xiàn)的同軸轉(zhuǎn)速誤差、主軸繞素誤差，以及回轉(zhuǎn)誤差等。由于主軸在機械加工中發(fā)揮主要作用，因此其一旦出現(xiàn)回轉(zhuǎn)誤差，將直接影響零件加工精度[2]。2.3、工具幾何誤差除了上述必要加工設(shè)備外，在進行機械加工時，還需應(yīng)用到各類輔助工具，如果工具選用不合理，或是工具本身存在一定問題，也有可能導(dǎo)致機械加工過程中出現(xiàn)誤差。以夾具為例，其主要作用是將被加工模板固定在機床上，其產(chǎn)生的幾何誤差主要體現(xiàn)在兩方面：一是夾具在長期使用過程中，出現(xiàn)磨損或松動，導(dǎo)致工件固定不穩(wěn)，那么后期加工就容易出現(xiàn)工件位移，造成加工誤差;二是夾具的加工位置出現(xiàn)偏差。以刀具為例，其作為一種易耗材料，在工件加工過程中必然會出現(xiàn)一定磨損。磨損到一定程度后，在預(yù)定的加工時間內(nèi)就難以取得預(yù)期的加工效果，使得工件尺寸、加工進度等都無法達到標準要求。除了刀具精度以外，刀具種類的選擇、刀具尺寸的選用等，也會成為影響機械加工工藝的重要因素。3、機械加工工藝技術(shù)誤差控制3.1、誤差補償法誤差雖然不可避免，但可通過人為參數(shù)修改和機械調(diào)整實現(xiàn)誤差補償，達到誤差控制的目的。實施該方法的前提條件是機械加工中的誤差可見，即在進行加工之前，相關(guān)設(shè)備管理人員能夠清晰了解造成工件加工誤差的直接原因，從而以此為出發(fā)點，有針對性地采用誤差補償措施。例如，在制作數(shù)控機床上的滾珠絲杠時，考慮到其后期會因頻繁操作出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致其螺距減小，因此在裝配時預(yù)加了一拉伸力，間接增長了其螺距，從而能夠有效避免上述問題。3.2、直接減小誤差法對于一些單獨工件，往往不適宜采取誤差補償法。對于這些一次性加工完成的工件來說，其誤差的產(chǎn)生主要來源于加工硬件的精度，例如章節(jié)2.3中提到的刀具誤差、夾具誤差等。因此對于此類問題，首先需分析影響工件誤差的決定性因素，隨后采取直接減小誤差法。直接減小誤差法的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下兩方面：首先，極大簡化了機械加工流程[3]。與其他幾類誤差處理方法相比，直接減小誤差法不需在后期進行設(shè)備調(diào)整和器具更換，因此極大提升了機械加工效率;其次，誤差處理效果好。直接減小誤差法的目的是從機械加工的源頭上進行誤差防控，從而避免后續(xù)加工過程中不可控因素的發(fā)生。3.3、誤差分組法在機械加工工藝過程中，有時會出現(xiàn)下列問題：雖然其中一個工序的工藝能力充足、加工精度穩(wěn)定，但在上一工序?qū)Π氤善返募庸r，由于精度太低，引起復(fù)映誤差或定位誤差過多，從而難以保證精度。若要求提供上一工序加工精度或毛坯精度，通常不是經(jīng)濟合理的做法。這時可采用誤差分組法，將半成品或毛坯尺寸按照誤差大小分成若干組，每組毛坯誤差就會相應(yīng)縮小[4]。爾后，調(diào)整工件與刀具的相對位置，或調(diào)整定位元件，以縮小整批工件尺寸分布范圍。誤差分組法的優(yōu)點在于能夠及時發(fā)現(xiàn)并修改誤差。在章節(jié)3.1和3.2的兩種誤差控制方法中，一旦在工件加工過程中出現(xiàn)明顯誤差，只能終止加工過程，影響整個工件的加工效率。誤差分組法可在加工過程中實現(xiàn)誤差分化，從而確保機械加工的持續(xù)性和經(jīng)濟性[5]。4、結(jié)語機械加工精確度是衡量一個國家工業(yè)技術(shù)水平的標尺之一。在我國工業(yè)發(fā)展由“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的過程中，保證機械加工工件的精確性和可靠性，已逐漸成為機械加工行業(yè)關(guān)注的焦點問題?？陀^來說，機械加工誤差是不可避免的，但只要將誤差控制在允許范圍內(nèi)，就不會對工件使用產(chǎn)生明顯影響。因此，需要不斷優(yōu)化機械加工工藝技術(shù)，做好加工階段的質(zhì)量檢測，為機械加工的精確度提供必要保證。參考文獻[1]李建.機械加工工藝技術(shù)的誤差原因與策略探討[J].中國科技信息,2014(17):134-135.[2]江敦清.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].黑龍江科技信息,2010(16)