機械設計畢業(yè)論文

　　機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產(chǎn)的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。下面，小編為大家分享機械設計畢業(yè)論文，希望對大家有所幫助!

　　論文題目：機械加工工藝技術誤差分析與控制

　　摘 要：機械加工過程中過量的誤差影響機械產(chǎn)品性能。在研究分析機械加工工藝技術誤差來源的基礎之上，確定了誤差來源，主要包括定位誤差、機床制造誤差和工具幾何誤差;分析了相應的誤差控制方法，包括誤差補償法、直接減小誤差法和誤差分組法，并加以比較;最終提出了三種誤差控制方法在不同機械加工中的應用特征。對實踐工作有參考價值。

　　關鍵詞：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，受產(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。然而在實際過程中，加工所得產(chǎn)品的參數(shù)與規(guī)劃設計之間總是不可避免地存在一定誤差，如果誤差超過標準范圍，必然會影響其使用性能。因此，必須加強機械加工工藝技術中的誤差分析，并在此基礎上探尋提升工藝技術的措施，從而確保產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)化。

　　1、機械加工工藝

　　在機械加工中，工藝員根據(jù)加工設備條件、待加工產(chǎn)品數(shù)量，以及工人加工素質(zhì)等實際情況，確定應采用的工藝過程，并把相關加工內(nèi)容和要求制成工藝文件，這些工藝文件也稱為工藝規(guī)程，是組織生產(chǎn)的重要技術文件。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)程的針對性較強。

　　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，為一套完整的機械加工工藝過程。以上過程中所采用的技術，稱作機械加工工藝技術。

　　2、誤差來源

　　在機械加工工藝過程中，會受到加工環(huán)境、人員操作以及車床自身等因素的影響，導致加工所得工件與設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誤差來源，為誤差控制奠定基礎[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。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構特點的制約，傳動鏈在運動過程中，還會使得機床其他構件發(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、導軌誤差

　　機床導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，導軌表面磨損、不均勻等問題也會逐漸突顯，如果仍以導軌作為衡量基準，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備外，在進行機械加工時，還需應用到各類輔助工具，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，在預定的加工時間內(nèi)就難以取得預期的加工效果，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，相關設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，導致其螺距減小，因此在裝配時預加了一拉伸力，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�時，由于精度太低，引起復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、結語

　　機械加工精確度是衡量一個國家工業(yè)技術水平的標尺之一。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)關注的焦點問題。

　　客觀來說，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，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): 7.

　　[3]陳志. 機械加工工藝對零部件表面完整性的影響分析[J]. 化學工程與裝備, 2011(12): 111-112.

　　[4]郭向東. 機械加工工藝對零件加工精度的影響[J]. 湖南農(nóng)機,2013(7): 148-149.

　　[5]劉東凱. 機械加工工藝對零部件精度的影響[J]. 科技創(chuàng)新與應用, 2013(30): 106.

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