機械設計畢業(yè)論文

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(shù)誤差分析與控制

　　摘 要：機械加工過(guò)程中過(guò)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(shù)誤差來(lái)源的基礎之上，確定了誤差來(lái)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(shí)踐工作有參考價(jià)值。

　　關(guān)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(shù)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(lái)，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(lái)越高。然而在實(shí)際過(guò)程中，加工所得產(chǎn)品的參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(guò)標準范圍，必然會(huì )影響其使用性能。因此，必須加強機械加工工藝技術(shù)中的誤差分析，并在此基礎上探尋提升工藝技術(shù)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，工藝員根據加工設備條件、待加工產(chǎn)品數量，以及工人加工素質(zhì)等實(shí)際情況，確定應采用的工藝過(guò)程，并把相關(guān)加工內容和要求制成工藝文件，這些工藝文件也稱(chēng)為工藝規程，是組織生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。由于各個(gè)工廠(chǎng)的實(shí)際生產(chǎn)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(guò)程，是指通過(guò)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(guò)程。例如，一個(gè)普通零件的粗加工、精加工、裝配、檢驗、包裝等過(guò)程，為一套完整的機械加工工藝過(guò)程。以上過(guò)程中所采用的技術(shù)，稱(chēng)作機械加工工藝技術(shù)。

　　2、誤差來(lái)源

　　在機械加工工藝過(guò)程中，會(huì )受到加工環(huán)境、人員操作以及車(chē)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(guò)大，將會(huì )失去利用價(jià)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(shù)誤差來(lái)源，為誤差控制奠定基礎[1]。

　　2.1、定位誤差

　　在利用機床進(jìn)行產(chǎn)品加工時(shí)，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(lái)說(shuō)，在機械加工階段所產(chǎn)生的定位誤差主要分為兩大類(lèi)：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(jìn)行機械加工時(shí)，工件是以計算機上的數字模型為基準，通過(guò)程序控制指令進(jìn)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(huì )導致后期出現配合間隙，所加工出來(lái)的工件與模型之間存在較大差距，難以滿(mǎn)足實(shí)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(jìn)行工件加工外，還可利用已有的實(shí)際工件進(jìn)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(guò)程中會(huì )產(chǎn)生機床振動(dòng)，導致兩者之間的基準出現偏差，如果不能及時(shí)進(jìn)行基準調整，后期加工出來(lái)的工件往往會(huì )出現變形等問(wèn)題。

　　2.2、機床制造誤差

　　根據機床制造誤差的產(chǎn)生來(lái)源，可將其分為三類(lèi)：傳動(dòng)鏈誤差、導軌誤差和主軸回轉誤差。

　　2.2.1、傳動(dòng)鏈誤差

　　機床傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)來(lái)自位于機床兩端的傳動(dòng)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(dòng)階段就會(huì )產(chǎn)生傳動(dòng)誤差。通常來(lái)說(shuō)，這種傳動(dòng)誤差并不會(huì )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(diǎn)的制約，傳動(dòng)鏈在運動(dòng)過(guò)程中，還會(huì )使得機床其他構件發(fā)生同步運動(dòng)，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。然而，隨著(zhù)機床使用年限的增長(cháng)，導軌表面磨損、不均勻等問(wèn)題也會(huì )逐漸突顯，如果仍以導軌作為衡量基準，必然會(huì )產(chǎn)生誤差。

　　2.2.3、主軸回轉誤差

　　導致主軸回轉誤差的因素較多，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，以及回轉誤差等。由于主軸在機械加工中發(fā)揮主要作用，因此其一旦出現回轉誤差，將直接影響零件加工精度[2]。

　　2.3、工具幾何誤差

　　除了上述必要加工設備外，在進(jìn)行機械加工時(shí)，還需應用到各類(lèi)輔助工具，如果工具選用不合理，或是工具本身存在一定問(wèn)題，也有可能導致機械加工過(guò)程中出現誤差。以?shī)A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在兩方面：一是夾具在長(cháng)期使用過(guò)程中，出現磨損或松動(dòng)，導致工件固定不穩，那么后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(guò)程中必然會(huì )出現一定磨損。磨損到一定程度后，在預定的加工時(shí)間內就難以取得預期的加工效果，使得工件尺寸、加工進(jìn)度等都無(wú)法達到標準要求。除了刀具精度以外，刀具種類(lèi)的選擇、刀具尺寸的選用等，也會(huì )成為影響機械加工工藝的重要因素。

　　3、機械加工工藝技術(shù)誤差控制

　　3.1、誤差補償法

　　誤差雖然不可避免，但可通過(guò)人為參數修改和機械調整實(shí)現誤差補償，達到誤差控制的目的。實(shí)施該方法的前提條件是機械加工中的誤差可見(jiàn)，即在進(jìn)行加工之前，相關(guān)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(diǎn)，有針對性地采用誤差補償措施。例如，在制作數控機床上的滾珠絲杠時(shí)，考慮到其后期會(huì )因頻繁操作出現磨損，導致其螺距減小，因此在裝配時(shí)預加了一拉伸力，間接增長(cháng)了其螺距，從而能夠有效避免上述問(wèn)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(lái)說(shuō)，其誤差的產(chǎn)生主要來(lái)源于加工硬件的精度，例如章節2.3中提到的刀具誤差、夾具誤差等。因此對于此類(lèi)問(wèn)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)勢主要體現在以下兩方面：首先，極大簡(jiǎn)化了機械加工流程[3]。與其他幾類(lèi)誤差處理方法相比，直接減小誤差法不需在后期進(jìn)行設備調整和器具更換，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(jìn)行誤差防控，從而避免后續加工過(guò)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(guò)程中，有時(shí)會(huì )出現下列問(wèn)題：雖然其中一個(gè)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(shí)，由于精度太低，引起復映誤差或定位誤差過(guò)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(shí)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(huì )相應縮小[4]。爾后，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布范圍。誤差分組法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠及時(shí)發(fā)現并修改誤差。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(guò)程中出現明顯誤差，只能終止加工過(guò)程，影響整個(gè)工件的加工效率。誤差分組法可在加工過(guò)程中實(shí)現誤差分化，從而確保機械加工的持續性和經(jīng)濟性[5]。

　　4、結語(yǔ)

　　機械加工精確度是衡量一個(gè)國家工業(yè)技術(shù)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”轉變的過(guò)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(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

　　客觀(guān)來(lái)說(shuō)，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，就不會(huì )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(shù)，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(shù)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(xué)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(chuàng )新與應用, 2013(30): 106.

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