時間：2023-03-22 17:44:52
序論：在您撰寫機械加工技術論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
（1）數控技術的概念
數控技術是在傳統機械加工技術的基礎上，采用數字控制技術來進一步提高機械加工的質量，并且結合傳統機械制造技術、計算機技術與網絡通信技術等進行機械加工運動。較傳統機械加工技術來說，其不但具有高準度與高效率，同時還具備柔性自動化等優點，國內現在對數控技術的應用主要是預先編制好程序，再通過控制程序來控制設備，一般采用計算機進行控制。
（2）數控加工技術的主要特點
數控加工技術可以簡便的改變相關工藝參數，因此在進行換批加工與研制新產品時非常方便。另外，像普通機床很難完成的加工復雜零件與零件曲面形狀等，利用數控加工技術都可以高質量量完成。數控加工技術采用模塊化標準工具，在換刀與安裝方面都節省了很多時間，同時對工具的標準化程度與管理水平都有較大的提高。
2數控技術在機械加工技術中的應用意義
（1）數控技術在機械加工技術中的應用
提高了機床的控制力近年來數控技術在機械加工技術中的應用，對機床控制力有了很大程度上的提高，進一步提高了機械加工的工作效率。采用數控技術來控制機床設備，充分發揮了機床設備的功能，同時使機床設備的操作更加簡單，通過在數控器上預先編制好機械加工的流程與操作方法，并由控制器依據相關數字信息來控制機床運行，不但保證了機械加工的質量，同時也使機床設備更具高效化。
（2）數控技術在機械加工技術中的應用
推動了汽車制造業的發展數控技術對進一步發展汽車制造業有很大的幫助，通過將數控技術應用到機械加工技術中以提高機械加工技術的有效，為進一步發展汽車制造業提供了技術保障，在汽車零件的加工中運用數控技術可有效提高生產率，同時強化了汽車進行機械加工的效果，使原本復雜的操作更加簡單，提高汽車零件加工生產的效率同時促使汽車制造業實現最大化收益。
3有效提高數控技術在機械加工技術中的應用效果
（1）重視對數控技術的應用
近些年來，數控技術雖已被廣泛應用到機械加工技術中，但是仍然有一部分企業內部對數控技術的應用缺乏足夠的重視。因此，要想進一步將數控技術融入到機械加工技術當中，首先就必須要讓企業的經營管理者充分認識到數控技術在機械加工技術中的重要意義，給予充分的重視。同時，積極組織數控技術相關知識的培訓，提高工作人員數控技術水平，結合數控技術的實際操作與理論知識，以便更好的發揮數控技術的優勢，提高機械加工的質量與效率。
（2）在機械加工過程中實現自動編程
一般在機械加工的過程中都是采用人工手動進行對生產制造圖樣與編寫零件加工程序單以及工藝過程進行確定，這樣不僅效率低且容易出現人為計算失誤。因此，應注重對數控技術有效性的應用，盡快實現自動編程，使用計算機來替代人工操作，不但可保證加工質量，同時提高機械加工制造的效率，實現人力與物力的合理化配置，為加工企業節約制造成本，進一步推動機械制造業的發展。
（3）合理改進并更新機械加工中的原有設備
在全球經濟發展的推動下，我國工業大力發展，數控技術被越來越普遍的應用到了機械加工技術中，而時代新形勢對機械加工的要求越來越高，因此，應當積極創新數控技術，大力倡導經濟型數控機床的發展，以保證數控機床的穩定性與高效性。同時，對機械加工中的原有設備應當進行合理改進，提升機械加工的技術水平，完善數控技術的應用，提高我國機械制造業的生產水平。
（4）實現數控技術的智能化與網絡化發展
通過相關文獻閱讀，我們可以清楚的看到，在歷史上機械加工技術發生過三次革命，而這三次革命，每一次都給人類的生產、生活帶來了翻天覆地的變化，影響著整個世界制造業的發展。第一，機械加工技術的第一次革命。18世紀初期，近代機械制造業就已經在歐美國家形成，并在19世紀中期逐漸實現了制造機械化，形成了一整套的機械加工技術。直至20世紀80年代，隨著電子技術與電力技術、制造技術的結合，促使了第一次制造革命的爆發。可以說在第一次革命中，產生了許多的全新加工方法，而這些加工方法又被人們稱之為特種加工。此時期的特種加工，是以減材加工為主要加工手段。并在傳統機械加工的基礎上進行的研發與改革，如：在變形加工方面增加了放電成型、電磁成型、激光三維成型等諸多新方法；而在接合加工方面增加了放電沖擊焊接、電子束焊接、激光焊接、等離子焊機等方法。第二，機械加工技術的第。至20世紀90年代，以減材加工為主要手段的機械加工技術早已無法滿足制造企業的生產加工需求，無法滿足市場經濟的發展。因此，以制造技術、材料技術、能源技術、微電子技術、信息技術相結合以及加工方法逆向思維的突破，促進了第二次制造革命的爆發。可以說第二次制造革命是在特種加工基礎上，選取固化液體材料，采用粘結、熔結、聚合等化學反映手段，制造其所需要的機械加工零件。其實質是一種增材加工方法。而該階段，也出現了許多先進的增材加工方法，如：化學法中的液態光敏樹脂選擇性固化、數字化噴射RP技術等，為機械加工技術的發展開啟了一展全新的大門。第三，機械加工技術的第三次革命。相較于前兩次的制造革命，第三次制造革命可以說是歷史發展的必然因素，也是機械加工技術發展的必然趨勢。第三次制造革命在本質上與前兩次制造革命不同，其并不是在外界環境的強制作用下形成的，因此說其是應運而生也未嘗不可。其主要是因為各種生物技術、生命科學、材料科學等學科在制造技術中的不斷融入而引發的革命，根本在于人們對產品的需求。
2現今我國的機械加工技術
現狀相較于西方發達國家，雖然我國的機械加工技術發展較晚，但是經過數十幾年的發展與研究儼然已經取得了十分驕人的成績。尤其是機械加工技術類型繁多，能夠滿足一些機械產品的加工需求，提高機械產品的加工精確度與質量。目前，我國現代機械加工技術類型主要包括：高速加工技術；超精密加工技術；數控加工技術；水噴射加工技術；超高能束加工技術；超自動化加工技術；快速成型技術；成型工藝技術；干式切削技術等。而從我國機械加工技術的整體發展趨勢來看，我們可以清楚的看到，目前我國的機械加工技術正走在高速、超高速，精密、超精密的發展方向。高速、超高速加工是一項系統工程，其是在高速主軸、高速加工機床結構、高速加工刀具、系統的不斷改進上發展而來的。同時，高速、超高速加工技術不僅可以用于加工普通的鋼、鐵、有色金屬材料，還可以加工高強度的合金鋼、纖維強化復合材料，擴大加工范圍的同時，也極大的提高了我國機械加工的生產效率，加工質量。目前，高速、超高速加工技術正在我國航天、航空、汽車、機床等制造行業中被廣泛應用。而精密、超精密加工技術則在我國尖端武器制造中占據著十分重要的地位，始終是我國機械加工技術發展的最主要方向。具體來講，精密、超精密加工技術，其在我國是一項內容十分廣泛的新技術，工藝實質在于提高機械加工的精確度，使表面質量達到極高的標準，并且在提高機電產品的使用性能、可靠性等方面都有著十分重要的作用。因此，精密、超精密加工技術也可謂是國際競爭中的核心技術之一。
3結束語
數控技術的應用,使得機械加工脫離了傳統以人工控制為主的加工時代,對生產力的提高具有重要作用。數控技術的應用對機械加工的變革性意義主要表現在以下幾方面:1)生產效率大幅提高。應用數控技術后,機械加工脫離人為控制,生產周期大大縮短,生產效率大幅提高,廢料率大幅降低;2)生產速度更快。數控技術對機械加工時間的控制非常精確,完全不受人為主觀控制,在機械加工速度上去除了人為干擾,加工速度得到迅速提高;3)產品外觀更美觀。機械加工的產品,外觀要求精美,數控技術將外觀要求輸入后,電子自動控制,外觀與模型幾乎無異;4)產品外形實現多樣化。通過制圖工具制作模型,產品形狀隨心所欲,經過數控技術加工都能成為現實;5)產品精度更標準。傳統人為控制的機械加工,產品在精度方面控制不夠精細。而數控技術的應用,精確控制完全自動化,可以完全避免人為誤差。產品加工精度更符合設計標準;6)生產控制自動化。這也是最直觀的表現。數控技術的最直接目的就是自動控制,是機械加工擺脫人力因素的唯一選擇。數控技術運用自身的數字化功能,可以有效控制機械加工的設備和過程,并采用數控設備、數控編控等技術使機械加工更加系統化。
2機械加工中數控技術的應用
2.1數控技術在機床加工中的應用
機械加工中,機床的應用比例很大。各種各樣的模具生產都是由機床來完成的。傳統的機床生產,模具的精度控制很難實現自動化,因此,生產出的模具合格率較低,材料利用率低。而數控化技術在機床上應用后,實現了機床全自動化機電一體制,這種機電一體化加工生產技術能保證產品的質量。
2.2數控技術在煤礦機械加工中的應用
煤礦機械具有特殊性,是專用的機械設備,由于其工作環境復雜多變,對安全系統要求較高,煤礦機械加工過程要求精細化程度高。而傳統機械加工很難實現其精度的要求。而且,煤礦機械更新換代較快,應用領域單一,所以生產加工量小,下料難。數控技術得到應用后,設備下料切割采用數控技術,改變了過去的工作模式,切割效率得到成倍提高,切割質量高,提高了材料的利用率,降低了設備的生產成本。同時,數控氣割機裝有自動可調的切縫補償裝置,它允許對構件的實際輪廓進行程序控制,好比數控機床上對銑刀的半徑補償一樣。這樣可以通過調切切縫的補償值來精確控制毛還件的加工余量。
2.3數控技術在工業生產中的應用
工業生產過程中,難免會有惡劣的工作環境存在,如高溫、高壓、操作空間狹小,操作高度過高等。這些危險的工作環境極大地增加了工作人員的工作危險性。而數控技術的應用后,工業生產上類似的惡劣環境完全編入數控程序,使工業生產危險性得到極大改善。在實際的生產過程當中,應用數控技術之后,生產過程可以由計算機系統全程控制。只要預先輸入各種生產程序和產品參數,則計算機系統便能夠依照指令實現真正意義上的無人自動化生產。即便是在生產過程當中出現了故障或者問題,系統會根據錯誤的等級來決定是否繼續進行生產,同時采用有關的保護性護理措施,并向管理者報警。除此之外,機械加式中數控技術的應用還有很多,如航空設備的生產、機器人系統的生產、汽車工業的生產、石油機械的生產、國家武器裝備的生產以及建筑機械、農業機械等領域,應用數控技術后,無一不推動了行業的快速良性發展。
3機械加工中數控技術的應用趨勢
隨著新的智能化技術的發展,機械加工中數控技術的發展同樣朝向智能化方向發展。主要表現在加工過程的自適應控制和工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算等;操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等。另外,隨著數字技術的不斷進步,機械加工也面臨著新的市場需求,特別是人們對精細化的要求也越來越高,于是高速度、高精加工技術成為必然的趨勢。
4結語
機械加工工藝相對于其他工藝來說要復雜的多，其本身就是一個復雜的加工過程。因此，在進行機械加工時，必須要有相關措施來規范工藝，否則會出現一系列的問題，而這種約束性的規范就稱為工藝規程。工藝規程的定義是技術人員在機械加工時對工藝產品進行規范制約，即技術人員根據工藝產品的形狀或規格等因素來制定一系列的工藝流程，然后將其制成相關技術文件，在加工過程中就以此文件為基礎進行操作，這也被稱為工藝規范。在機械加工中，工藝規范文件占了很重要的地位，其對機械加工起著指導性作用。工藝規程對整個機械加工來說非常重要，由于其具有指導性，因此在實際的操作中就應該以工藝規程為基礎而對實際的加工操作作出相應的調整。在調整過后，產品的相關位置、尺寸等因素也會有一些變化，但是不能違背工藝規程，以此形成一個生產環節，產品經過這個環節之后就會成為一個完整的工藝成品，這就是機械加工工藝的基本流程。
2加工工藝的誤差以及原因
（1）定位誤差及原因。在機械加工工藝中，加工中的定位誤差是比較常見的，其主要表現在兩個方面。第一，由于基準的重合不準確而導致的誤差；第二，由于定位副加工的準確度不高從而導致的定位誤差。由此看出，在加工機械零件時定位的準確性是非常重要的。機械加工必須要有準確的定位基準，且要使用正規的幾何要素。如果采用不正確的幾何要素來作為定位基準，則會出現相應的定位誤差，并且所選擇的定位基準必須要與設計基準相吻合，否則會出現基準不重合的現象，這就是導致基準不重合的主要原因。定位副主要是由兩方面組成，即夾具定位原件和工件定位面，引起定位副加工不準確的主要原因就是由于定位副制造或定位副間的配合不協調，使得其間隙發生變化而導致零件發生變化，從而使定位副加工的準確度受到影響。這種誤差一般在調整法加工中出現，若換成試切法加工會將此誤差的出現概率降低。
（2）制造誤差及原因。在機械加工工藝誤差中，由于機床生產的制造誤差主要包括三方面，即導軌誤差、傳動鏈誤差以及主軸回轉誤差。所謂導軌是指機床各部分零件位置的基準，機床之所以能運轉，是因為有導軌的支撐。出現導軌誤差的主要原因是由于在使用過程中出現局部磨損、安裝的質量不過關等，從而造成了機床生產制造誤差。出現傳動鏈誤差的主要原因是傳動鏈在使用的過程中會出現不同程度的磨損，而磨損后的傳動鏈在運轉時就會產生一定的差距，這樣就會導致傳動鏈出現誤差。主軸回轉誤差的產生原因是由于主軸的實際回轉線與平均回轉線不是一成不變的，兩者之間會產生一系列的變動，其變動的量就是所謂的主軸回轉誤差，該誤差的大小直接影響了加工產品的精細度。同時，產生主軸回轉誤差的原因還包括了同軸度誤差以及軸承運轉的磨損程度等因素。
（3）加工工具的誤差及原因。對于機械加工的工具來說其主要有夾具和刀具，而夾具和刀具的使用誤差對加工工藝來說也是比較嚴重的問題。使用夾具的主要作用是確定加工零件的具置，如果在夾具的使用過程中出現了誤差，則會直接導致加工零件的定位出現偏差。出現刀具使用誤差的主要原因是由于刀具在使用過程中會受到各種因素的影響從而出現不同程度的磨損，而將磨損后的刀具用于加工工藝中則會對產品的尺寸以及形狀造成一定程度的影響。因此，加工工藝中刀具的誤差是一個不容忽視的問題。
（4）工藝系統的誤差及原因。在機械加工工藝中，出現工藝系統誤差的主要原因是由于在加工過程中有一些硬度不高的零件會容易變形。而變形后的零件就會促使工藝系統誤差的出現，并且在加工過程中，切削力的變化、材質不均勻等也會導致誤差的出現從而對整個工藝系統造成影響。
3如何降低加工工藝技術的誤差
（1）避免直接誤差。在機械加工的過程中并不是所有誤差都不能避免，一些誤差是可以被避免的。工程技術人員首先要高度重視在加工過程中所出現的誤差，并及時的處理這些誤差，從而避免這些誤差再次出現。例如，在磨削薄片零件的端面時，技術人員可以根據以往的經驗先將原件粘在平板上，然后準備一個磁力吸盤，并將兩個工件放于吸盤上，將零件端面磨平再取出。隨后在打磨另一個端面時就以此為基準進行，這樣打磨出來的薄片不容易變形。
（2）及時處理誤差。雖然在加工過程中有些誤差能夠避免，但是仍有一些誤差是必然的，若出現了不可避免的誤差，則工程技術人員應立即處理，從而降低因誤差帶來的損失。避免誤差的主要做法就是人為制造出新的誤差，并利用這種誤差來抵消原有的不可避免的誤差，這樣才能及時的避免誤差惡化。
（3）利用誤差分組法。在機械加工工藝中常用降低誤差的方法主要就是誤差分組法，其可以很大程度的降低誤差并且提高工藝的精確度。誤差分組法顧名思義就是進行分組，而分組依據是按原件的尺寸和誤差的大小進行。這樣分組之后會使得每組的準確度大幅度提高，然后在進行一定的調整，就可以很大程度的降低所有組的整體誤差，從而使工藝的誤差能夠大幅度的減少。
4結束語
（1）加工原理誤差。加工原理誤差是在實際的機械零件加工過程中，使用和理論加工方法類似的技術、刀具輪廓以及傳動比等使得產生的零件參數與理論有所偏差。這也是數控機床機械加工中最常出現的精度誤差原因。產生這種誤差的原因有兩種：a.實際的加工中使用類似的加工方法，在數控機床的實際操作中，為了使加工的流程看起來和理論相似，使用的加工方法和理論上有所差距，這必然會造成加工原理上的誤差。b.實際機械加工中使用的工具和理論模具不一樣，比如刀具輪廓的使用，理論上機械加工要求刀具應當具有很高精度的刀具曲面，但是實際操作中，機械加工的刀具不能達到理想的要求，一般會采用近似的刀具曲面，像弧線、直線等線性進行替代，這種情況就會造成刀具輪廓加工過程中帶來的加工理論誤差。（2）工藝系統誤差。a.機械零件受力點位置變化引起誤差。在機械加工工藝的生產中，工藝系統的切削著力點通常會伴隨著切削的位置進行變化，兩者之間位置的變化，使得加工零件受力點在不斷變化，在位置的交錯中，會造成一定的誤差。b.機械加工受力程度的變化引起誤差。在機械加工中，零件受力點在不斷變化過程中，點受到的切削程度也會不一樣，由于被加工的零件本身就存在材質、形狀和尺寸的不均勻情況，在加工的過程中就會形成不同受力點切削的力度不一，形成加工工藝中的誤差。
2數控機床機械加工精度提升的誤差補償技術
在現代科技的發展和應用中，保證機械加工的精度的方法有兩種，一是提高數控機床的質量，二是采用誤差補償技術，本文著重從誤差補償技術進行精度提升的研究。誤差補償一般又可以分為誤差預防和誤差補償技術，在誤差補償技術中常用的方法是誤差建模、誤差測量、誤差補償實施。（1）硬件靜態補償法。在機械加工精度控制中利用硬件靜態補償法是指通過添加外部硬件機構，在外力的作用下讓機床運用副位置產生與誤差方向相反的運動來減少加工中的誤差。在加工螺絲時由于加工機床絲杠之間存在誤差，通過螺距校正尺來進行絲杠之間的螺距，就屬于是靜態補償法。由于靜態補償法的局限性，只能在停止時進行數值或者是硬件的參數調整進行補償，在運動時不能進行實時的補償，這種硬件靜態補償法被使用的頻率相對較低，一般會和其他方法進行綜合使用。（2）靜態補償法和動態補償法綜合使用。上面已經給提到靜態補償法是在數控機床加工的靜止時，通過調整參數進行誤差補償，這種補償法可以對精度進行系統補償提高，不能在運動中進行隨機的誤差補償，通過和動態補償法的相結合可以實現加工精度的大大提高。動態補償是在加工的切削情況下，依據機床的工況、環境條件和空間位置的變化追蹤進行補償量亦或參數補償，通過運動的實時現狀進行反饋補償，例如在軸承的機床加工中，通過對熱量、幾何形狀、切削程度的監控進行及時的參數修改補償，是一種具有現實實際意義的誤差補償法，但對于數控機床的技術水平要求極高，投入的成本很大。（3）進給伺服系統補償法。伺服系統是驅動各加工坐標軸運動的傳動裝置。這種補償系統可以正反兩個方向運行，能夠根據加工軌跡的要求，進行實時的正向或者反向運動，其加工控制精度可以達到0.1微米，另外它的調速范圍寬、快速響應并無超調、低速大轉矩。在典型的數控機床進給系統中由步進電機構成的開環控制系統，步進電機的角位移或者線位移與脈沖數成正比，其轉速與脈沖頻率成正比，它將指令脈沖變成步進電機輸出軸的旋轉運動來控制機床加工；閉環進給位置伺服系統，它主要是采用直流伺服電動機或交流伺服電動機驅動，機床工作臺的實際位移可通過檢測裝置及時反饋給數控裝置中的比較器，以便于指令位移信號進行比較，兩者差距有作為伺服電機的控制信號，進而驅動工作臺消除位移誤差；半閉環進給位置伺服系統，該系統由位置控制單元和速度控制單元構成，光電脈沖編碼器發出的脈沖，一方面用作位置的反饋信號，另一方面用作測速信號。當點擊的負載變化時候，反饋脈沖信號的頻率將會隨著變化，在實際的機床加工中，通過控制伺服電機的轉速進行精度誤差的減小。（4）修改G代碼補償法。G代碼是編制機床加工程序的語言，G代碼中有刀具的補償功能，像G44、G43是刀具長度補償。G代碼的補償原理是通過對刀位信息的修改來補償誤差的范圍。這種補償也被廣泛用于數控機床的機械加工誤差補償，例如Hsu等人建立的五軸機床誤差補償模型，根據對模型對CAM軟件生成的初始刀位進行修改，用修改G代碼的方法完成數控機床機械加工誤差補償。這種補償方法需要G代碼的編程人員進行工件的幾何形狀確定，確定工藝過程和刀具軌跡，在進行實際的運行中，如果出現位置偏移就需要通過修改G代碼進行誤差補償，一般運用于比較簡單的加工零件，其形狀不復雜，主要是直線和圓弧組成的輪廓，數據的處理量不大，在遇到工作量大，復雜的零件時候，就需要通過計算機的G代碼控制進行修改，程序員通過計算機輔助進行編程。（5）坐標偏置補償法。坐標偏置補償法是利用數控系統的坐標原點偏移，參照位置等信號的反饋進行機床誤差的補償。在程序員進行操作時候，可以通過數控系統的直觀顯示進行零件加工的誤差校對，對于出現誤差的，可以通過操作數控系統對原點坐標進行重新設置，使其對出現的誤差進行補償，這種補償方法適用于三軸坐標的數控機床。這種補償法一般在使用側頭時候用的是固定側頭，同時還需要一定的軟件補償，保證地基的穩定。
3結束語
綜上所述，誤差補償法可以有效的提高數控機床機械加工精度，并能夠給數控機床帶來經濟效益。誤差補償可以有效的控制數控機床機械加工過程的零件精度，有助于提高機械加工工藝技術，能夠適應數控機械加工企業的高級精度、高級質量水平化發展方向。誤差補償法是在原有數控機床的基礎上，通過科學的技術和手段，來實現零件設計的理論值，目前誤差補償的技術已經被廣泛的應用和被相關學者所關注，并且在通過不斷完善和更新誤差補償技術，使其成為現代社會精密工程的主要技術。
作者:王少彬 單位:浙江省寧波市寧波大紅鷹學院
參考文獻
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關鍵詞:機械加工;精度;幾何形狀;工藝系統;誤差
一、機械加工精度
1、機械加工精度的含義及內容
加工精度是指零件經過加工后的尺寸、幾何形狀以及各表面相互位置等參數的實際值與理想值相符合的程度,而它們之間的偏離程度則稱為加工誤差。加工精度在數值上通過加工誤差的大小來表示。零件的幾何參數包括幾何形狀、尺寸和相互位置三個方面,故加工精度包括:(1)尺寸精度。尺寸精度用來限制加工表面與其基準間尺寸誤差不超過一定的范圍。(2)幾何形狀精度。幾何形狀精度用來限制加工表面宏觀幾何形狀誤差,如圓度、圓柱度、平面度、直線度等。(3)相互位置精度。相互位置精度用來限制加工表面與其基準間的相互位置誤差,如平行度、垂直度、同軸度、位置度零件各差來表示的要求和允許用專門的符明。
在相同中的各種因對準確和完足產品的工加工方法,的生產條件下所加工出來的一批零件,由于加工素的影響,其尺寸、形狀和表面相互位置不會絕全一致,總是存在一定的加工誤差。同時,從滿作要求的公差范圍的前提下,要采取合理的經濟以提高機械加工的生產率和經濟性。
2、影響加工精度的原始誤差
機械加工中,多方面的因素都對工藝系統產生影響,從而造成各種各樣的原始誤差。這些原始誤差,一部分與工藝系統本身的結構狀態有關,一部分與切削過程有關。按照這些誤差的性質可歸納為以下四個方面:(1)工藝系統的幾何誤差。工藝系統的幾何誤差包括加工方法的原理誤差,機床的幾何誤差、調整誤差,刀具和夾具的制造誤差,工件的裝夾誤差以及工藝系統磨損所引起的誤差。(2)工藝系統受力變形所引起的誤差。(3)工藝系統熱變形所引起的誤差。(4)工件的殘余應力引起的誤差。
3、機械加工誤差的分類
(1)系統誤差與隨機誤差。從誤差是否被人們掌握來分,誤差可分為系統誤差和隨機誤差(又稱偶然誤差)。凡是誤差的大小和方向均已被掌握的,則為系統誤差。系統誤差又分為常值系統誤差和變值系統誤差。常值系統誤差的數值是不變的。如機床、夾具、刀具和量具的制造誤差都是常值誤差。變值系統誤差是誤差的大小和方向按一定規律變化,可按線性變化,也可按非線性變化。如刀具在正常磨損時,其磨損值與時間成線性正比關系,它是線性變值系統誤差;而刀具受熱伸長,其伸長量和時間就是非線性變值系統誤差。凡是沒有被掌握誤差規律的,則為隨機誤差。
(2)靜態誤差、切削狀態誤差與動態誤差。從誤差是否與切削狀態有關來分,可分為靜態誤差與切削狀態誤差。工藝系統在不切削狀態下所出現的誤差,通常稱為靜態誤差,如機床的幾何精度和傳動精度等。工藝系統在切削狀態下所出現的誤差,通常稱為切削狀態誤差,如機房;在切削時的受力變形和受熱變形等。工藝系統在有振動的狀態下所出現的誤差,稱為動態誤差。
二、工藝系統的幾何誤差
1、加工原理誤差
加工原理誤差是由于采用了近似的成形運動或近似的刀刃輪廓進行加工所產生的誤差。通常,為了獲得規定的加工表面,刀具和工件之間必須實現準確的成形運動,機械加工中稱為加工原理。理論上應采用理想的加工原理和完全準確的成形運動以獲得精確的零件表面。但在實踐中,完全精確的加工原理常常很難實現,有時加工效率很低;有時會使機床或刀具的結構極為復雜,制造困難;有時由于結構環節多,造成機床傳動中的誤差增加,或使機床剛度和制造精度很難保證。因此,采用近似的加工原理以獲得較高的加工精度是保證加工質量和提高生產率以及經濟性的有效工藝措施。
例如,齒輪滾齒加工用的滾刀有兩種原理誤差,一是近似造型原理誤差,即由于制造上的困難,采用阿基米德基本蝸桿或法向直廓基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿;二是由于滾刀刀刃數有限,所切出的齒形實際上是一條折線而不是光滑的漸開線,但由此造成的齒形誤差遠比由滾刀制造和刃磨誤差引起的齒形誤差小得多,故忽略不計。又如模數銑刀成形銑削齒輪,模數相同而齒數不同的齒輪,齒形參數是不同的。理論上,同一模數,不同齒數的齒輪就要用相應的一把齒形刀具加工。實際上,為精簡刀具數量,常用一把模數銑刀加工某一齒數范圍的齒輪,也采用了近似刀刃輪廓。
2、機床的幾何誤差
(1)主軸回轉運動誤差的概念。機床主軸的回轉精度,對工件的加工精度有直接影響。所謂主軸的回轉精度是指主軸的實際回轉軸線相對其平均回轉軸線的漂移。
瞬時速度為零。實際上,由于主軸部件在加工、裝配過程中的各種誤差和回轉時的受力、受熱等因素,使主軸在每一瞬時回轉軸心線的空間位置處于變動狀態,造成軸線漂移,也就是存在著回轉誤差。超級秘書網
主軸的回轉誤差可分為三種基本情況:軸向竄動——瞬時回轉軸線沿平均回轉軸線方向的軸向運動,如圖l(a)所示。徑向跳動——瞬時回轉軸線始終平行于平均回轉軸線方向的徑向運動,如圖l(b)所示。角度擺動——瞬時回轉軸線與平均回轉軸線成一傾斜角度,交點位置固定不變的。
(a)軸向竄動;(b)徑向跳動;(c)角度擺動動,如圖1(c)所示。角度擺動主要影響工件的形狀精度,車外圓時,會產生錐形;鏜孔時,將使孔呈橢圓形。實際上,主軸工作時,其回轉運動誤差常常是以上三種基本形式的合成運動造成的。
(2)主軸回轉運動誤差的影響因素。影響主軸回轉精度的主要因素是主軸軸頸的誤差、軸承的誤差、軸承的間隙、與軸承配合零件的誤差及主軸系統的徑向不等剛度和熱變形等。主軸采用滑動軸承時,主軸軸頸和軸承孔的圓度誤差和波度對主軸回轉精度有直接影響,但對不同類型的機床其影響的因素也各不相同。
參考文獻:
[1]鄭渝.機械結構損傷檢測方法研究[D];太原理工大學;2004年
為了提升零件的精密度，提高機械零件加工的效果和質量，人們將先進的生產設備和科學技術應用到機械設備中，從而保障機械設備的運行達到預期的使用效果。其中應用數控加工技術編程技術可以優化機械零部件的加工工藝，有利于研究分析與刀具設備相關的工藝信息，有利于人們用相關軟件編程程序對復雜的機械零部件加工處理的時候對整個機械加工程序優化處理，保障其質量。
1.1刀具的選擇
在進行零部件加工時，數控銑削加工工藝發揮著十分重要的作用，因為它會影響機械零部件的加工成本，影響整個機械加工的質量。作為數控銑削加工工藝的主要設備，刀具的選擇就十分的重要。目前常用的刀具包括錐度銑刀、刀銑刀、以及圓角立銑等，不同的刀具在不同的應用過程中有著不同的使用效果，所以在選擇刀具的時候，必須有一定的原則。首先，在選擇刀具類型時應該考察其被加工型面形狀。再次，選取刀具時應采用從小到大的原則并考慮型面曲率的大小。最后，盡可能選擇圓角銑刀進行粗加工。
1.1.1考慮被加工型面形狀
為了保障被加工面的加工質量，在加工機械零部件時，有時也會對凹形進行精細加工處理，一般情況下，處理工具是球頭刀。然而，在加工凸形面時，人們一般都是用平端立銑刀作為加工工具。但是也有用圓角立銑刀工具進行加工的情況，就是如果人們明確要求凸形面的加工質量。
1.1.2考慮從小到大的原則
在進行機械零部件加工處理時，不能只使用一把刀具，因為機械型腔存在許多不同的曲面類型。為了順利完成整個機械加工處理過程，就必須在處理時采用從小到大的原則。這樣可以在對機械零件進行加工時有效避免明顯的質量問題，還可以提升機械零件的加工效益。
1.1.3考慮型面曲率的大小
為了保障機械零件的加工的精度，在進行機械零件精加工時，就應該用半徑較小的刀具進行處理，尤其在進行拐角加工時，施工人員選擇刀具時是根據型面曲率大小進行選擇，并且必須嚴格按照規范要求進行控制。
1.1.4考慮圓角銑刀進行粗加工
一方面，選用圓角銑刀進行粗加工，相比平端立銑刀留下較為均勻的精加工余量，而相比球頭刀有更好的切削條件。另一方面，在切削過程中，圓角銑刀可以在工件與刀刃接觸的90度以內的范圍的切削變化比較連續。
1.2刀具的切入與切出
由于機械加工型腔十分復雜，所以在機械加工數控銑削中，為了完成機械零部件的加工，需要經常更換不同的刀具。在精加工過程中，加工表面質量的差異往往受到切出和切入時的切削方式的變化的影響。因此，應該加強對刀具切出切入方式的選擇。在粗加工過程中，每次加工完成后留下的余量的幾何形狀不會相同，如果在下次盡進刀時選擇不正確的切入方式，就非常容易造成裁刀事故。CAM軟件提供的切入切出方式包括圓弧切入切出工件、刀具以斜線切入工件、刀具通過預加工工藝孔切入工件、以螺旋軌跡下降方式刀具切入工件以及刀具垂直切入切出工。切削方式最常用的，最簡單的方式便是刀具垂直切入切出，可用于機械型腔側壁的精加工以及從工件外部切入的凸模類工件的精加工和粗加工。凹模粗加工最常用的下刀方式是將預加工工藝孔切入工件；較軟材料的粗加工常用刀具以螺旋線或斜線切入工件；由于可以消除接刀痕，所以圓弧的切入切出工件常用于曲面的精加工。在進行粗加工過程中，如果是單項走刀方式，一般將一個加工操作開始時的切入方式作為CAD/CAM系統提供的切入方式，但是并不是每一次加工時都采用這種方式。而這主要導致了工件和刀具的損壞，解決方式一是減少加工步距，二是采用雙向走刀方式或走刀方式進行加工。
1.3切削方式和走刀方式的確定
加工時工件相對于刀具的運動方式就是切削方式，在加工工程中，刀具軌跡的分布形式即是走刀方式。機械零部件的加工效率與加工質量受到切削方式和走刀方式的影響。在保障加工精度的前提下，為了使刀具受力平穩，盡可能地縮短切削時間。在機械加工中，經常使用的走刀方式包括往復走刀、單向走刀和環切走刀三種形式。單項走刀方式切削效率較低，因為切削方式在加工中保持不變，這樣可以使順銑或逆銑一致，但加了空走刀和提刀。為了保證切削過程穩定和刀具均勻受力，在粗加工過程中，切削量較大，所以選用單項走刀方式。在加工過程中，進行逆銑和順銑交替加工，質量較差，因為在加工過程中，進行不提刀地連續切削。一般情況下，選用往復走刀的情況是半精加工和表面質量要求不高的精加工，而在粗加工時，不宜采用，因為加工時的切削量太大。加工過程的平穩性、加工表面質量和刀具耐用度銑削方式受到銑削方式。在進行圓周銑削時，選用順銑或逆銑，則是根據表面質量的要求和加工余量的大小。在實踐時，一般為了減少機床的震動，進行粗加工時余量較大，選用逆銑加工方式較好。而在進行精加工時，選擇順銑加工方式，以達到表面粗糙和精度的要求。
2CAXA制造工程師方面的機械數控加工編程技術
曲面實體相結合的CAD/CAM一體化軟件即是CAXA制造工程師。CAXA制造工程師功能強大，應用廣泛，效率高，代碼質量好，是國產AD/CAM數控加工編程軟件。CAXA制造工程師支持批處理功能和軌跡參數化，可直接設定實體、曲面模型，支持高速切削，可以大幅度提高加工質量和加工效率。CAXA制造工程師在高效數控加工過程中，具有通用后置處理；多軸的數控加工功能；支持高速加工；支持多軸加工；典型的加工仿真與代碼驗證；參數化軌跡編輯處理；加工工藝控制等。具有靈活的特征實體造型、強大的曲面實體復合造型、完美的曲面實體組合功能、NURBS自由曲面造型等功能。CAXA制造工程師的數控加工具體步驟是：
1）根據工件圖紙，造型工件；
2）數控加工方案設計；
3）根據被加工工件工藝要求、形狀、精度要求選擇加工參數和加工方法；
4）軌跡生成與仿真加工；
5）后置處理生成G代碼。工程師可以利用CAXA制造師自動編程系統進行各種造型設計，選取合適的設定數控加工工藝參數和加工方法，進行仿真加工，生成刀具軌跡，生成加工代碼，解決了復雜零件不能用手工編程、手工編程耗時的問題，大大提高編程加工和編程問題。
3宏編程技術方面的機械數控加工編程技術
宏編程是可以使用變量進行算術運算（+、-、*、/）、邏輯運算（AND、OR、NOT）和函數（SIN、COS等）混合運算與高級語言相像的程序編寫形式。在宏程序形式中，用于編制許多復雜的零件加工的程序，一般提供判斷、循環、子程序調用的分支和方法。在利用宏程序技術進行零部件加工不但可以加工復雜形狀的機械零部件，而且還可以格式化普遍加工，大大縮短編程時間。比如本零件中的橢圓短半軸、長半軸值發生變化，只要更改A、B值就行。但是進行宏程序編寫時難度很大，因為編程人員不僅需要知道關于基本機械工藝數控編程的知識，還需要知道深厚的計算機語言知識和數學建模知識。
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