導(dǎo)語：淺談機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工的誤差一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

[摘要]機(jī)械設(shè)計(jì)以及機(jī)械加工是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最重要的兩個(gè)階段。而誤差的控制與分析將直接影響這兩個(gè)階段成敗的關(guān)鍵因素。本文將主要從機(jī)械設(shè)計(jì)以及機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的誤差原因進(jìn)行分析，然后提出具體的誤差控制措施。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)械加工；誤差分析；控制

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制造業(yè)尤其是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展方向。而機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和機(jī)械設(shè)計(jì)以及機(jī)械加工有關(guān)。機(jī)械化以及自動(dòng)化趨勢(shì)不斷地向前推進(jìn)，如何不斷地提高機(jī)械產(chǎn)品的性能成為當(dāng)前企業(yè)面臨的突出問題，而機(jī)械產(chǎn)品的性能又由機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工中誤差的控制有關(guān)，機(jī)械加工中的誤差是和產(chǎn)品的質(zhì)量效率直接相聯(lián)系。因此本文將主要對(duì)誤差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，重點(diǎn)從影響機(jī)械產(chǎn)品加工質(zhì)量的機(jī)械設(shè)計(jì)以及機(jī)械加工兩個(gè)方面來具體地闡述，然后在不同的階段如何控制好誤差提高整體的加工質(zhì)量效率，為機(jī)械行業(yè)其他的產(chǎn)品加工的誤差控制提出寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1機(jī)械設(shè)計(jì)階段誤差因素分析以及控制

機(jī)械產(chǎn)品整個(gè)的加工工藝流程依據(jù)零件結(jié)構(gòu)以及特性的影響各不相同，但是主要有三種：機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、加工以及質(zhì)量檢查。俗話說萬事開頭難，因此在這個(gè)過程中要盡量地控制機(jī)械設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的誤差，并且要在合理的要求范圍內(nèi)來控制誤差，不能過分的減少誤差，對(duì)于某一些粗糙度要求較高的零件，如果過分的減少誤差將會(huì)起到反面的效果，因此對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)階段誤差的控制需要根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的性能以及產(chǎn)品在使用過程中所遵循的要求等來綜合的考量誤差，因此在這個(gè)過程中首先要分析在機(jī)械設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生誤差的原因。1.1材料的選擇問題。對(duì)于材料的選擇來說，材料的選擇屬于機(jī)械設(shè)計(jì)階段，尤其是在對(duì)產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的過程中，對(duì)于這個(gè)結(jié)構(gòu)需要選擇什么樣的材料，比如比較常見的材料有45號(hào)鋼，碳素結(jié)構(gòu)鋼以及Q460C等材料，這些對(duì)于在機(jī)械設(shè)計(jì)階段提高產(chǎn)品的整體強(qiáng)度性能十分的有必要，比如在應(yīng)用到汽車馬達(dá)上的一個(gè)小小的同步器錐環(huán)，由于起到了變速控制的作用，因此需要高強(qiáng)度以及受到?jīng)_擊的過程中可以將沖擊力盡量地減少，因此在這個(gè)設(shè)計(jì)初級(jí)階段就需要一個(gè)是考慮同步器錐環(huán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，另一個(gè)就是要選擇耐受性較強(qiáng)的材料，可以抵抗沖擊產(chǎn)生的能量，這樣就可以極大地減少設(shè)計(jì)過程中的誤差。1.2加工工藝的選擇。加工工藝是機(jī)械設(shè)計(jì)完整流程的綜合體現(xiàn)，在這個(gè)過程中產(chǎn)品是從毛坯件到成品整個(gè)的工藝流程設(shè)計(jì)階段。比如對(duì)于最常見的工程機(jī)械挖掘機(jī)的動(dòng)臂零件。由于挖掘機(jī)的動(dòng)臂并不是單純的某一個(gè)規(guī)則的形狀而是有一定折彎度以及有一些坡口，在這些地方很容易發(fā)生應(yīng)力集中等多種質(zhì)量問題，并且在設(shè)計(jì)過程中這個(gè)地方如果不好好地進(jìn)行設(shè)計(jì)就會(huì)產(chǎn)生一些潛在的誤差最終影響產(chǎn)品的加工質(zhì)量。因此需要在最初的下料階段就需要完整的注意這些特殊的結(jié)構(gòu)，盡可能地將尖角換成圓角這樣可以極大地減少應(yīng)力集中出現(xiàn)的問題，或者是壓型以及焊接工藝確定的過程中是選擇阻焊還是選擇點(diǎn)焊，是通過機(jī)器焊接還是通過人工點(diǎn)焊的方式，焊接的方式選擇什么樣的，是帶有一定的坡口的二氧化碳焊接還是焊絲焊接，這些都是在機(jī)械設(shè)計(jì)階段對(duì)工藝的選擇確定，如果不能合理有效地選擇就會(huì)產(chǎn)生誤差問題。1.3零件的可加工性問題。材料的選擇問題是影響機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。而材料的選擇和加工工藝的確定是密不可分的，需要考慮零件的可加工性，也就是編寫作業(yè)指導(dǎo)書，這個(gè)也是在機(jī)械設(shè)計(jì)階段來完成的。而還有在機(jī)械設(shè)計(jì)階段最不能忽視的問題就是產(chǎn)品的可加工性。這個(gè)是機(jī)械設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)要進(jìn)行研究分析的，如果這個(gè)階段不能有效分析，那么將會(huì)在后續(xù)的加工制造產(chǎn)生較多的質(zhì)量問題，產(chǎn)生很多的誤差問題，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)階段需要重點(diǎn)進(jìn)行分析。尤其是在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中要根據(jù)所加工零件的形狀，受力分析以及易發(fā)生質(zhì)量問題的地方，并且在設(shè)計(jì)的過程中要依據(jù)可加工性中不斷更改作業(yè)指導(dǎo)書，修改加工過程中的工藝，在這個(gè)過程中是十分的復(fù)雜的，需要依據(jù)實(shí)際情況來綜合的進(jìn)行考量。

2機(jī)械加工環(huán)節(jié)的誤差分析

對(duì)于在新形勢(shì)下，機(jī)械加工誤差主要關(guān)系到加工精度的控制問題，尤其是一些公差以及誤差的范圍的確定，我們都知道對(duì)于誤差來說有尺寸位置誤差也叫尺寸公差，還有形位公差是產(chǎn)品在形狀和位置上可能產(chǎn)生的一系列誤差，那么如何在機(jī)械加工環(huán)節(jié)進(jìn)行誤差的控制呢，需要根據(jù)特定的機(jī)械類零件來綜合的進(jìn)行考慮。本文將主要通過對(duì)于齒輪狀的機(jī)械類零件在機(jī)械加工中誤差的控制進(jìn)行重點(diǎn)分析，因?yàn)辇X輪在加工過程中對(duì)精度的要求是十分高的，并且在機(jī)械產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。因此在這個(gè)過程中需要重點(diǎn)的考慮。2.1機(jī)械加工中誤差種類分析，以齒輪類為例。2.1.1徑向跳動(dòng)誤差。徑向跳動(dòng)在機(jī)械齒輪加工中主要反映的是齒輪的幾何偏心，或者是在齒坯在安裝過程中產(chǎn)生的偏心情況。也是最難控制的誤差之一，需要考慮到齒輪的幾何偏心，對(duì)于其他的槽輪或者其他的一些需要控制徑向跳動(dòng)公差的機(jī)械加工零件需要考慮到各個(gè)因素產(chǎn)生的徑向跳動(dòng)誤差的各個(gè)因素，通過分析各個(gè)因素哪一個(gè)因素產(chǎn)生的影響最大，從而最終確定影響徑向跳動(dòng)誤差的因素，從而在加工過程中進(jìn)行重點(diǎn)的分析，盡可能地控制，并且實(shí)現(xiàn)一定性能的優(yōu)化。2.1.2滾齒端面跳動(dòng)誤差。端面跳動(dòng)誤差主要和公法線的長度有關(guān)，主要反映的是軸齒輪滾齒的運(yùn)動(dòng)偏心。它和徑向跳動(dòng)誤差是成對(duì)出現(xiàn)的，在控制徑向跳動(dòng)誤差的過程中還需要考慮端面跳動(dòng)誤差，需要將兩者保持在一定的精度范圍內(nèi)，這樣加工出來的軸齒輪滾齒才能更加的符合要求，目前對(duì)于滾齒的端面跳動(dòng)誤差的測(cè)量主要是講被測(cè)量的滾齒放在V型塊中，如圖1所示。端面上的基準(zhǔn)線由V型塊來進(jìn)行確定，并且在這個(gè)過程中需要綜合考慮齒輪加工的滾齒變化情況，需要不斷的調(diào)節(jié)測(cè)量的位置，從而可以更好地提高整體的加工效率。2.1.3粗糙度誤差。在前文中初步提到了粗糙度的控制問題，粗糙度并不是越小越好也不是越大越好，對(duì)于每一種機(jī)械類的產(chǎn)品都不同的粗糙度使用的范圍。對(duì)于哪些要求加工以及工作環(huán)境比較惡劣的情況下，如果粗糙度較小將會(huì)給產(chǎn)品的性能的實(shí)用性帶來一定的挑戰(zhàn)。而對(duì)于要求比較光滑的使用條件就需要盡可能地減少粗糙度，在粗糙度較小的情況下來進(jìn)行實(shí)際的加工生產(chǎn)，并且粗糙度的控制在機(jī)械加工中也是比較難以應(yīng)對(duì)的環(huán)節(jié)，需要考慮多種因素來調(diào)節(jié)以及控制粗糙度。2.1.4齒輪機(jī)械加工中齒形與齒向誤差。前文中提到了對(duì)于齒輪類產(chǎn)品的加工精度是十分嚴(yán)格的，嚴(yán)格在對(duì)于齒輪類型的零件需要考慮齒形以及齒向誤差，這是其他零件所不用考慮的，由于齒輪傳動(dòng)的效率很高，齒輪傳動(dòng)最主要的部位就是齒，依靠齒輪之間的嚙合來實(shí)現(xiàn)完整的傳動(dòng)過程。因此在機(jī)械加工過程中要考慮齒輪機(jī)械加工中的齒形以及齒向誤差。比如漸開線型的齒輪，漸開線齒形有著良好的傳動(dòng)效率。另外還有齒向誤差，齒向誤差主要是和齒輪寬度的選擇有關(guān)系，對(duì)于處在一定范圍內(nèi)的齒寬，也就相對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一定范圍的齒向誤差，這一誤差是不可能消除的，需要根據(jù)具體的條件下，將齒向誤差控制在一定的范圍內(nèi)，從而可以有效控制齒向誤差。2.2機(jī)械加工過程中誤差的控制分析。前文中重點(diǎn)分析了機(jī)械加工中存在的誤差種類，重點(diǎn)是以一種比較特殊的機(jī)械零件，齒輪類型的零件作為根本的出發(fā)點(diǎn)，在這個(gè)過程中如何進(jìn)行誤差的控制呢。依然是以齒輪類型的零件加工中誤差的控制來進(jìn)行實(shí)際的研究。2.2.1徑向跳動(dòng)與端面跳動(dòng)誤差的控。軸齒輪滾齒加工過程中產(chǎn)生幾何偏心的原因是兩個(gè)孔與徑向跳臺(tái)之間不能進(jìn)行安裝上的重合。因此采用全新的徑向檢測(cè)裝置，通過傳感器的實(shí)時(shí)的控制誤差達(dá)到兩個(gè)孔與徑向跳臺(tái)之間進(jìn)行安裝上的重合，如圖2所示。具體的原理是：當(dāng)齒輪的滾齒被送到測(cè)量工位的基座上的時(shí)候，由傳感器固定架來實(shí)時(shí)的將零件與測(cè)量臺(tái)以及下方的定位孔之間的垂直方向監(jiān)測(cè)是否在一條線上，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)基座的位置，將三者固定在一條線上，從而保證精度，另外回轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度也會(huì)通過傳感器來進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳遞信息，從而保證回轉(zhuǎn)精度控制在要求的范圍內(nèi)。從而控制徑向跳動(dòng)誤差。2.2.2粗糙度公差的控制。對(duì)于粗糙度公差的控制主要依靠磨削來進(jìn)行控制，對(duì)于要求比較高的，粗糙度要求比較大的就需要依靠砂輪進(jìn)行研磨，在這個(gè)過程中要用粗糙度測(cè)量儀進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，在滿足粗糙度要求的一定范圍內(nèi)，要綜合考慮粗糙度對(duì)于零件使用壽命的影響，并且在這個(gè)過程中需要綜合的進(jìn)行考慮，直到完整地將粗糙度控制在合理的要求范圍內(nèi)。2.2.3齒形與齒向誤差的控制。對(duì)于齒形以及齒向誤差的控制主要是在加工滾齒的過程中采用合適的方法來控制齒形以及齒向誤差。軸齒輪滾齒的齒形主要是工作部分的齒形，進(jìn)行齒形確定的方法主要是輪廓線方法，在機(jī)械原理中應(yīng)用理想的齒形輪廓線方法可以描繪出應(yīng)用軸齒輪滾齒齒形的具體形狀，通過輪廓線方法來最終加工出所需要的齒形，從而最終可以將齒形以及齒向誤差控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。

3結(jié)語

綜上所述，本文主要從在機(jī)械設(shè)計(jì)階段以及機(jī)械加工兩個(gè)大的方面的誤差因素以及誤差控制上來綜合的敘述，重點(diǎn)分析了機(jī)械加工中誤差的種類以及各個(gè)種類產(chǎn)生的原因，然后重點(diǎn)對(duì)齒輪型零件的誤差控制進(jìn)行研究分析，從而也為其他機(jī)械零件在機(jī)械設(shè)計(jì)到機(jī)械加工過程中誤差的控制提供新的方法。

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作者:崔穎 劉華 李蒙軍 王彪 單位:東方汽輪機(jī)有限公司