機械設計畢業論文

機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械效能的最主要的因素。下面，小編為大家分享機械設計畢業論文，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品效能。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、機床製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，並加以比較;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徵。對實踐工作有參考價值。

　　關鍵詞：機械產品;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品的精確度和可靠性。近年來，受產品精細化發展趨勢的影響，人們對機械產品質量的要求越來越高。然而在實際過程中，加工所得產品的引數與規劃設計之間總是不可避免地存在一定誤差，如果誤差超過標準範圍，必然會影響其使用效能。因此，必須加強機械加工工藝技術中的誤差分析，並在此基礎上探尋提升工藝技術的措施，從而確保產品質量最優化。

　　1、機械加工工藝

在機械加工中，工藝員根據加工裝置條件、待加工產品數量，以及工人加工素質等實際情況，確定應採用的工藝過程，並把相關加工內容和要求製成工藝檔案，這些工藝檔案也稱為工藝規程，是組織生產的重要技術檔案。由於各個工廠的實際生產情況和工藝流程各不相同，因此工藝規程的針對性較強。

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。以上過程中所採用的技術，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，尤其是對於一些對緊密度要求較高的“高精尖”裝置，如果誤差過大，將會失去利用價值，造成材料浪費和經濟損失。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

在利用機床進行產品加工時，往往需要選擇該產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，為後期機械加工造成負面影響。通常來說，在機械加工階段所產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

使用數控機床進行機械加工時，工件是以計算機上的數字模型為基準，通過程式控制指令進行復制加工。然而，如果數字模型與待加工工件之間的定位參照存在明顯誤差，就會導致後期出現配合間隙，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複製。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，由於加工過程中會產生機床振動，導致兩者之間的基準出現偏差，如果不能及時進行基準調整，後期加工出來的工件往往會出現變形等問題。

2.2、機床製造誤差

根據機床製造誤差的產生來源，可將其分為三類：傳動鏈誤差、導軌誤差和主軸迴轉誤差。

2.2.1、傳動鏈誤差

機床傳動鏈的傳動來自位於機床兩端的傳動滾筒引導。由於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生傳動誤差。通常來說，這種傳動誤差並不會直接影響機床工件的加工精度。然而，由於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

機床導軌除了用於固定工件外，還能夠為工件基準位置的確定提供參考依據。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，必然會產生誤差。

2.2.3、主軸迴轉誤差

導致主軸迴轉誤差的因素較多，除了軸承自身磨損、老化外，還有在加工階段出現的同軸轉速誤差、主軸繞素誤差，以及迴轉誤差等。由於主軸在機械加工中發揮主要作用，因此其一旦出現迴轉誤差，將直接影響零件加工精度[2]。

2.3、工具幾何誤差

除了上述必要加工裝置外，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，其產生的幾何誤差主要體現在兩方面：一是夾具在長期使用過程中，出現磨損或鬆動，導致工件固定不穩，那麼後期加工就容易出現工件位移，造成加工誤差;二是夾具的加工位置出現偏差。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一定磨損。磨損到一定程度後，在預定的加工時間內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，但可通過人為引數修改和機械調整實現誤差補償，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，相關裝置管理人員能夠清晰瞭解造成工件加工誤差的直接原因，從而以此為出發點，有針對性地採用誤差補償措施。例如，在製作數控機床上的滾珠絲槓時，考慮到其後期會因頻繁操作出現磨損，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

對於一些單獨工件，往往不適宜採取誤差補償法。對於這些一次性加工完成的工件來說，其誤差的產生主要來源於加工硬體的精度，例如章節2.3中提到的刀具誤差、夾具誤差等。因此對於此類問題，首先需分析影響工件誤差的決定性因素，隨後採取直接減小誤差法。直接減小誤差法的應用優勢主要體現在以下兩方面：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後期進行裝置調整和器具更換，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，從而避免後續加工過程中不可控因素的.發生。

3.3、誤差分組法

在機械加工工藝過程中，有時會出現下列問題：雖然其中一個工序的工藝能力充足、加工精度穩定，但在上一工序對半成品的加工時，由於精度太低，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，通常不是經濟合理的做法。這時可採用誤差分組法，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]。爾後，調整工件與刀具的相對位置，或調整定位元件，以縮小整批工件尺寸分佈範圍。誤差分組法的優點在於能夠及時發現並修改誤差。在章節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誤差分化，從而確保機械加工的持續性和經濟性[5]。

　　4、結語

機械加工精確度是衡量一個國家工業技術水平的標尺之一。在我國工業發展由“中國製造”向“中國創造”轉變的過程中，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範圍內，就不會對工件使用產生明顯影響。因此，需要不斷優化機械加工工藝技術，做好加工階段的質量檢測，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]. 中國科技資訊, 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]. 黑龍江科技資訊, 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]. 科技創新與應用, 2013(30): 106.