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机械设计毕业论文

时间：2022-06-26 10:53:16 设计我要投稿

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　　机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。下面，小编为大家分享机械设计毕业论文，希望对大家有所帮助!

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　　论文题目：机械加工工艺技术误差分析与控制

　　摘要：机械加工过程中过量的误差影响机械产品性能。在研究分析机械加工工艺技术误差来源的基础之上，确定了误差来源，主要包括定位误差、机床制造误差和工具几何误差;分析了相应的误差控制方法，包括误差补偿法、直接减小误差法和误差分组法，并加以比较;最终提出了三种误差控制方法在不同机械加工中的应用特征。对实践工作有参考价值。

　　关键词：机械产品;加工工艺;误差分析;误差控制;精度

　　机械加工工艺技术在一定程度上决定了机械产品的精确度和可靠性。近年来，受产品精细化发展趋势的影响，人们对机械产品质量的要求越来越高。然而在实际过程中，加工所得产品的参数与规划设计之间总是不可避免地存在一定误差，如果误差超过标准范围，必然会影响其使用性能。因此，必须加强机械加工工艺技术中的误差分析，并在此基础上探寻提升工艺技术的措施，从而确保产品质量最优化。

　　1、机械加工工艺

　　在机械加工中，工艺员根据加工设备条件、待加工产品数量，以及工人加工素质等实际情况，确定应采用的工艺过程，并把相关加工内容和要求制成工艺文件，这些工艺文件也称为工艺规程，是组织生产的重要技术文件。由于各个工厂的实际生产情况和工艺流程各不相同，因此工艺规程的针对性较强。

　　所谓机械加工工艺过程，是指通过机械加工改变毛坯的表面质量、尺寸与形状等，使其成为零件的过程。例如，一个普通零件的粗加工、精加工、装配、检验、包装等过程，为一套完整的机械加工工艺过程。以上过程中所采用的技术，称作机械加工工艺技术。

　　2、误差来源

　　在机械加工工艺过程中，会受到加工环境、人员操作以及车床自身等因素的影响，导致加工所得工件与设计尺寸之间存在较大差异，尤其是对于一些对紧密度要求较高的“高精尖”设备，如果误差过大，将会失去利用价值，造成材料浪费和经济损失。因此，必须详细分析机械加工工艺技术误差来源，为误差控制奠定基础[1]。

　　2.1、定位误差

　　在利用机床进行产品加工时，往往需要选择该产品上的某一几何要素作为定位基准。然而，受到人为操作或零件自身因素的影响，很容易导致基准定位不准确，为后期机械加工造成负面影响。通常来说，在机械加工阶段所产生的定位误差主要分为两大类：定位参照误差和基准不重合误差。

　　2.1.1、定位参照误差

　　使用数控机床进行机械加工时，工件是以计算机上的数字模型为基准，通过程序控制指令进行复制加工。然而，如果数字模型与待加工工件之间的定位参照存在明显误差，就会导致后期出现配合间隙，所加工出来的工件与模型之间存在较大差距，难以满足实际使用需求，造成材料浪费。

　　2.1.2、基准不重合误差

　　除了参照计算机数字模型进行工件加工外，还可利用已有的实际工件进行工件加工复制。在加工之前，需要将标准件与加工模板对齐，保证两者之间的基准重合。然而，由于加工过程中会产生机床振动，导致两者之间的基准出现偏差，如果不能及时进行基准调整，后期加工出来的工件往往会出现变形等问题。

　　2.2、机床制造误差

　　根据机床制造误差的产生来源，可将其分为三类：传动链误差、导轨误差和主轴回转误差。

　　2.2.1、传动链误差

　　机床传动链的传动来自位于机床两端的传动滚筒引导。由于两端滚筒存在一定的水平高度差，因此在相对运动阶段就会产生传动误差。通常来说，这种传动误差并不会直接影响机床工件的加工精度。然而，由于机床自身装配和结构特点的制约，传动链在运动过程中，还会使得机床其他构件发生同步运动，有可能对机床工件的加工精度造成负面影响。

　　2.2.2、导轨误差

　　机床导轨除了用于固定工件外，还能够为工件基准位置的确定提供参考依据。然而，随着机床使用年限的增长，导轨表面磨损、不均匀等问题也会逐渐突显，如果仍以导轨作为衡量基准，必然会产生误差。

　　2.2.3、主轴回转误差

　　导致主轴回转误差的因素较多，除了轴承自身磨损、老化外，还有在加工阶段出现的同轴转速误差、主轴绕素误差，以及回转误差等。由于主轴在机械加工中发挥主要作用，因此其一旦出现回转误差，将直接影响零件加工精度[2]。

　　2.3、工具几何误差

　　除了上述必要加工设备外，在进行机械加工时，还需应用到各类辅助工具，如果工具选用不合理，或是工具本身存在一定问题，也有可能导致机械加工过程中出现误差。以夹具为例，其主要作用是将被加工模板固定在机床上，其产生的几何误差主要体现在两方面：一是夹具在长期使用过程中，出现磨损或松动，导致工件固定不稳，那么后期加工就容易出现工件位移，造成加工误差;二是夹具的加工位置出现偏差。以刀具为例，其作为一种易耗材料，在工件加工过程中必然会出现一定磨损。磨损到一定程度后，在预定的加工时间内就难以取得预期的加工效果，使得工件尺寸、加工进度等都无法达到标准要求。除了刀具精度以外，刀具种类的选择、刀具尺寸的选用等，也会成为影响机械加工工艺的重要因素。

　　3、机械加工工艺技术误差控制

　　3.1、误差补偿法

　　误差虽然不可避免，但可通过人为参数修改和机械调整实现误差补偿，达到误差控制的目的。实施该方法的前提条件是机械加工中的误差可见，即在进行加工之前，相关设备管理人员能够清晰了解造成工件加工误差的直接原因，从而以此为出发点，有针对性地采用误差补偿措施。例如，在制作数控机床上的滚珠丝杠时，考虑到其后期会因频繁操作出现磨损，导致其螺距减小，因此在装配时预加了一拉伸力，间接增长了其螺距，从而能够有效避免上述问题。

　　3.2、直接减小误差法

　　对于一些单独工件，往往不适宜采取误差补偿法。对于这些一次性加工完成的工件来说，其误差的产生主要来源于加工硬件的精度，例如章节2.3中提到的刀具误差、夹具误差等。因此对于此类问题，首先需分析影响工件误差的决定性因素，随后采取直接减小误差法。直接减小误差法的应用优势主要体现在以下两方面：首先，极大简化了机械加工流程[3]。与其他几类误差处理方法相比，直接减小误差法不需在后期进行设备调整和器具更换，因此极大提升了机械加工效率;其次，误差处理效果好。直接减小误差法的目的是从机械加工的源头上进行误差防控，从而避免后续加工过程中不可控因素的发生。

　　3.3、误差分组法

　　在机械加工工艺过程中，有时会出现下列问题：虽然其中一个工序的工艺能力充足、加工精度稳定，但在上一工序对半成品的加工时，由于精度太低，引起复映误差或定位误差过多，从而难以保证精度。若要求提供上一工序加工精度或毛坯精度，通常不是经济合理的做法。这时可采用误差分组法，将半成品或毛坯尺寸按照误差大小分成若干组，每组毛坯误差就会相应缩小[4]。尔后，调整工件与刀具的相对位置，或调整定位元件，以缩小整批工件尺寸分布范围。误差分组法的优点在于能够及时发现并修改误差。在章节3.1和3.2的两种误差控制方法中，一旦在工件加工过程中出现明显误差，只能终止加工过程，影响整个工件的加工效率。误差分组法可在加工过程中实现误差分化，从而确保机械加工的持续性和经济性[5]。

　　4、结语

　　机械加工精确度是衡量一个国家工业技术水平的标尺之一。在我国工业发展由“中国制造”向“中国创造”转变的过程中，保证机械加工工件的精确性和可靠性，已逐渐成为机械加工行业关注的焦点问题。

　　客观来说，机械加工误差是不可避免的，但只要将误差控制在允许范围内，就不会对工件使用产生明显影响。因此，需要不断优化机械加工工艺技术，做好加工阶段的质量检测，为机械加工的精确度提供必要保证。

　　参考文献

　　[1]李建. 机械加工工艺技术的误差原因与策略探讨[J]. 中国科技信息, 2014(17): 134-135.

　　[2]江敦清. 浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J]. 黑龙江科技信息, 2010(16): 7.

　　[3]陈志. 机械加工工艺对零部件表面完整性的影响分析[J]. 化学工程与装备, 2011(12): 111-112.

　　[4]郭向东. 机械加工工艺对零件加工精度的影响[J]. 湖南农机,2013(7): 148-149.

　　[5]刘东凯. 机械加工工艺对零部件精度的影响[J]. 科技创新与应用, 2013(30): 106.

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