1、62农机使用与维修2023年第8 期机械加工工艺技术误差分析与改进田冰（新乡职业技术学院，河南新乡4 5 3 0 0 0）摘要：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技术中的误差来源，详细阐述了误差分析的方法和步骤，主要包括误差检测、误差识别、误差分析和误差控制等，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；误差分析；机床误差；切削参数优化中图分类号:S220.6;TH161Abstract:The accuracy and efficiency of machining directly
2、affects the quality of manufactured products and productioncosts.This paper analyzes the sources of errors in machining process technology,and then elaborates the methods andsteps of error analysis,mainly including error detection,error identification,error analysis and error control,and men-tions t
3、he corresponding error improvement measures and methods.The research of this paper can provide some theoreti-cal and practical reference for improving the level of machining process technology.Keywords:machining;error analysis;machine tool error;cutting parameter optimization0引言近年来，随着制造业的不断发展和技术进步，机
4、械加工工艺技术在制造业中扮演着越来越重要的角色。机械加工工艺技术的精度和效率直接影响到制造产品的质量和生产成本，因此，对机械加工工艺技术的质量和效率进行提升已成为制造业不可或缺的任务之一 1-3 然而,在实际生产中,由于各种因素的影响,机械加工工艺技术存在误差，如加工尺寸偏差、表面质量不良等。误差不仅会影响产品的质量，还会增加生产成本 4-5 ,因此，如何减小误差，提高机械加工工艺技术的质量和效率，成为制造业中一个关键的问题。1误差来源机械加工工艺技术中的误差来源非常复杂，包括机床误差、夹具误差、工件变形误差、切削力变化误差等。1.1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 6
5、 。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，机床导轨的直线作者简介：田冰（1 9 8 5 一），男，河南新乡人，本科，实验师，研究方向为数控加工。文献标识码：AError Analysis and Improvement of Machining Process TechnologyTIAN Bing(Xinxiang Vocational and Technical College,Xinxiang 453000,China)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
6、床误差主要包括几何误差和运动误差两种 7 。1.2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。1.3工件变形误差工件变形误差是指在机械加工工艺过程中,由于切削力和加工温度等因素的影响，工件产生不同程度的变形,进而影响加工精度的误差。工件变形误差表现如表1 所示。1.4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
7、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doi:10.14031/ki.njwx.2023.08.0192023年第8 期刀具和切削液，能有效减小切削力变化误差的影响。误差来源夹具误差工件变形误差对材料进行适当的预处理，加工时控制切削力和切削温度，选择合适的切削工艺等刀具磨损定期检查和更换刀具，选择合适的切削条件和切削参数环境误差加强车间管理，保持车间干净整洁，控制车间温度、湿度、噪声等环境因素
8、操作误差农机使用与维修表1 工件变形误差来源及相应控制措施控制措施夹具的设计和制造需要尽可能减小夹具误差，夹具的定位和固定需要严格控制培训和管理操作人员，制定合理的操作规程和操作流程，严格执行操作规程63数等方法来确定误差分布的数学模型。2机械加工误差分析的方法2.1.3误差预测法误差分析是通过测量和计算误差值来分析机误差预测法是机械加工误差分析的一种重要械加工误差的大小和分布情况。常见的误差分析方法。通过建立数学模型，利用计算机模拟等方法方法包括定量分析法和定性分析法。来预测机械加工过程中可能出现的误差大小和分2.1定量分析法布情况，以便及时调整加工工艺参数，减小误差。2.1.1误差分解法常
9、见的误差预测模型有经验模型和理论模型两种。误差分解法是机械加工误差分析的一种常用经验模型是基于实验数据和经验公式建立的方法，通过将机械加工误差分解为各个因素的误模型,通常适用于一些简单的工艺和材料加工过差，对误差来源进行定量分析。具体而言，误差分程,如车削、铣削等。常见的经验模型包括切削力解法可以分为以下几个步骤：确定误差来源一确定模型、表面粗糙度模型、加工精度模型等。误差量测方法一分解误差一分析误差一改进措施。理论模型是基于机械加工过程的物理原理建误差分解法可以帮助设计人员深人了解机械立的模型,通常适用于一些较为复杂的工艺和材料加工过程中的误差来源和机制，有助于确定加工精加工过程，如电火花加
10、工、激光加工等。常见的理度的关键因素和改进方向。该方法不仅适用于单论模型包括有限元模型、计算流体力学模型、分子个工件的误差分析，也适用于批量加工中的加工精动力学模型等。度统计和控制。误差预测法可以有效提高机械加工的精度和2.1.2统计分析法效率，降低生产成本，提高产品质量。但需要注意统计分析法是一种对机械加工误差进行分析的是,误差预测模型的建立需要充分考虑加工过程的常用方法，其基于概率论和数理统计理论，通过中各种因素的影响,避免模型建立时忽略了一些重收集大量的实验数据进行分析，以了解机械加工误要的因素，导致预测结果不准确。同时，在实际加差的分布情况和特性。工过程中,还需要根据误差预测结果进行相
11、应的调统计分析法的核心是对数据进行统计处理，利整，以达到更好的加工效果。用平均值、标准差、方差等统计指标来描述误差分2.2定性分析法布情况。例如，在对同一工件进行多次加工时，通2.2.1直观比较法过对加工尺寸的测量数据进行统计处理，可以计算直观比较法是一种直接、快捷的机械加工误差出平均值和标准差，从而了解加工误差的分布情况分析方法，通常用于初步判断机械加工误差的类型和大小。和程度。这种方法需要将加工件与设计图或标准同时，统计分析法还可以利用数学模型来描述件进行比较，从而确定误差的大小和分布情况，误差分布的特性。例如，正态分布、均匀分布等数直观比较法可以通过肉眼观察、测量工具测量学模型可以用来描
12、述误差分布的形状和特点。在等方式进行。例如，可以通过光学投影仪、卡尺等实际应用中，可以通过拟合数据和计算概率密度函测量工具来测量加工件的大小和形状，再与设计图64或标准件进行比较，从而判断误差的大小和类型。这种方法通常用于对单个零件进行检测和分析。直观比较法的优点是直观、快捷、简便，可以在较短时间内对机械加工误差进行初步分析。缺点是精度较低,无法对误差的来源和影响因素进行深入分析，只能作为其他分析方法的补充和验证手段。因此，在进行机械加工误差分析时，建议采用多种方法相结合的方式进行，以提高分析的准确性和全面性。2.2.2光学分析法光学分析法是机械加工误差分析中常用的一种方法。通过显微镜、投影仪
13、等光学仪器观察加工件表面的形貌、尺寸和形状等特征，可以对机械加工误差进行分析和检测。例如，通过显微镜观察工件表面的颗粒分布、磨痕、裂纹等特征，可以判断刀具磨损程度、切削参数是否合适等因素对工件加工质量的影响。投影仪则可以将工件表面的轮廓、几何形状等特征投射到屏幕上，便于对加工误差进行测量和分析。机械加工误差类型机床误差1）选用高精度、高刚性的机床；2)定期进行机床维护和保养;3）合理设置切削参数;4)采用补偿技术刀具误差1）定期进行刀具维护和更换；2）合理设置切削参数；3）采用补偿技术夹具误差1)选用高精度、高质量的夹具；2）合理设计夹具结构；3)采用补偿技术工件变形误差1）选用合适的加工工艺
14、；2）优化切削参数3)采用补偿技术切削力变化误差1)选用高质量的刀具和机床；2）优化切削参数；3）采用补偿技术农机使用与维修光学分析法具有高精度、高分辨率、非接触等优点,能对微小的加工误差进行检测和分析，是机械加工误差分析中不可或缺的方法之一。2.2.3测量分析法测量分析法是机械加工误差分析的常用方法之一，可通过使用测量工具对加工件的尺寸、形状和位置等参数进行测量，并将测量结果与设计图或标准件进行比较，来确定机械加工误差的类型和程度。常用的测量工具包括千分尺、游标卡尺、高度规、环形量具、投影仪等。这些测量工具可以对加工件的直线度、圆度、平面度、垂直度、同轴度、位置误差等进行测量和分析。通过测量
15、分析法可以快速准确地检测出机械加工过程中存在的误差，并进行及时的调整和修正，以提高加工精度和质量。3机械加工误差改进措施针对不同类型的机械加工误差，有不同的改进措施，常见的改进措施如表2 所示。表2 机械加工误差改进措施改进措施2023年第8 期参考文献：4结论1肖肖德华.减少机械加工误差提高机械加工精度 J.黑本文对机械加工工艺技术的误差分析与改进龙江造纸,2 0 2 2,5 0(3):3 8 4 0.2赵慧艳，鲁昌国，李传奇.Excel在机械加工误差分析进行了探讨，主要得出以下结论：教学实践中的应用 J.机械工程与自动化,2 0 2 2（1）：1)基于机械加工工艺技术中的误差来源，分析11
16、7 119.误差分解法、统计分析法、误差预测法、直观比较法3唐永忠.机械加工误差的分析 J.机械管理开发，和测量分析法在机械加工中的应用特点。2022,37(1):79 80.2）提出机械加工误差改进措施，主要提升机床4宋小芹.网络任务调度条件下机械加工误差精准提取精度、优化刀具选择、调整工艺参数和优化加工工J.机械设计与制造,2 0 2 1(1 2):1 8 3-1 8 6.5张传勇，张媛，刘海川.浅谈机械加工误差产生原因及艺等，可以有效减小误差并提高加工精度和效率。控制措施 J.中国设备工程,2 0 2 1（2 1)：1 5 9-1 6 0.通过对机械加工工艺技术误差的分析与改进，6王志广.机械加工误差的分析J.农业装备技术，可以提高产品的质量和精度，满足市场对高品质产2021,47(3):62-63.品的需求，对于提升机械加工工艺技术的水平具有7朱兰芬.机械加工误差与防范措施分析 J.造纸装备一定的理论和实践意义。及材料,2 0 2 1,5 0(5):7 1 -7 3.(05)
