◎趙海軍

引言：

煤礦機(jī)械零件在加工過程中極易受到多方不利影響而導(dǎo)致誤差形成，如此不僅會降低零件的整體加工質(zhì)量，更會對零件的性能造成不利影響。因此，為了保證煤礦機(jī)械設(shè)備可以正常、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，就必須要確保機(jī)械零件的質(zhì)量，零件的精度不但是零件本身是否與相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和要求相符的重要依據(jù)，還是機(jī)械零件加工的最基本之要求。鑒于此，相關(guān)人員需要全方位分析導(dǎo)致機(jī)械零件產(chǎn)生誤差的原因，及時(shí)采取有效解決措施，以確保零件的質(zhì)量，另外還應(yīng)不斷改進(jìn)煤礦機(jī)械零件加工工藝，提升零件加工精度，進(jìn)一步推動(dòng)我國煤礦機(jī)械零件加工水平的可持續(xù)發(fā)展。

作為最基礎(chǔ)的機(jī)械加工工藝，機(jī)械零部件加工是通過合理的加工工藝和加工技術(shù)對所加工對象的形狀、尺寸、效果等等予以改變，使產(chǎn)品可以達(dá)到相關(guān)工藝標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在機(jī)械零件加工期間，由于加工機(jī)械產(chǎn)熱以及力度作用，會致使工藝系統(tǒng)遭受一定程度的影響，進(jìn)而導(dǎo)致零件加工精度難以達(dá)標(biāo)，因此，應(yīng)當(dāng)及時(shí)對相關(guān)問題予以處理，以筑牢加工精度的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。近些年來，國內(nèi)的煤礦企業(yè)對行業(yè)內(nèi)部機(jī)械設(shè)備需求量以及相關(guān)要求愈來愈高。因?yàn)槊旱V機(jī)械加工的工作環(huán)境比較惡劣，這就要求其不僅需要具備過硬的質(zhì)量以及專業(yè)的性能，還應(yīng)當(dāng)具備較高的可靠性。然而在煤礦機(jī)械零部件加工的過程之中，誤差是無可避免的，其對零部件的質(zhì)量和性能造成不利影響，進(jìn)而對設(shè)備的可靠性也有一定的影響，所以，找出誤差的成因并及時(shí)采取有效的措施是相關(guān)工作人員保證零件質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

一、煤礦機(jī)械零部件加工工藝的要求與原則

（一）煤礦機(jī)械零部件加工工藝要求

在煤礦機(jī)械零部件加工過程中，必須始終堅(jiān)持“兩高一低”原則，即高質(zhì)量、高品質(zhì)和低成本原則。應(yīng)當(dāng)在確保加工質(zhì)量的前提下，盡可能地降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而增強(qiáng)煤礦產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。而最應(yīng)遵循的要求主要包括以下三點(diǎn)：其一，應(yīng)當(dāng)基于技術(shù)前提。煤礦生產(chǎn)的前提條件就是優(yōu)質(zhì)的加工技術(shù)。雖然當(dāng)下煤礦行業(yè)已經(jīng)得以一定程度的發(fā)展，然而煤礦生產(chǎn)的整體技術(shù)水平依然較為落后，因此，有關(guān)部門理當(dāng)以增強(qiáng)煤礦機(jī)械零部件加工技術(shù)為首要目標(biāo)。其二，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備。先進(jìn)的設(shè)備是煤礦機(jī)械零部件生產(chǎn)加工過程中最為關(guān)鍵的條件之一。所以，廣大同仁應(yīng)當(dāng)不斷拓寬視野，積極引進(jìn)西方發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)設(shè)備，助推我國煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展。其三，樹立優(yōu)良的機(jī)械加工理念。在煤礦機(jī)械零部件加工的過程之中，應(yīng)當(dāng)積極倡導(dǎo)加工機(jī)械化和自動(dòng)化的實(shí)行，引導(dǎo)有關(guān)人員樹立優(yōu)良的加工理念，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，給煤礦機(jī)械零部件加工事業(yè)寫下合理有效的生動(dòng)注腳。

（二）煤礦機(jī)械零部件加工工藝原則

煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和煤礦機(jī)械零部件的加工工藝有著直接聯(lián)系。在整個(gè)的加工過程當(dāng)中，許多因素都關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)，甚至還將直接決定著煤礦的整體生產(chǎn)效率。鑒于此，相關(guān)人員在進(jìn)行煤礦機(jī)械零件設(shè)計(jì)的過程中，一方面必須對其大小、規(guī)格以及質(zhì)量認(rèn)真仔細(xì)地檢查。而另外一方面，必須以相關(guān)加工工藝規(guī)范為前提，積極有效地改進(jìn)煤礦機(jī)械零部件加工水平，以確保其加工精度，進(jìn)而有效增強(qiáng)煤礦機(jī)械零部件的整體利用率。在實(shí)際的煤礦機(jī)械零部件之加工期間，對相關(guān)加工工藝的要求是非常嚴(yán)苛的。其中主要包括以下三點(diǎn)：其一，確立目標(biāo)。通常情況下，煤礦機(jī)械零部件的加工工作是基于機(jī)械設(shè)置的全局要求上的。因此，只有當(dāng)所加工的零部件完全滿足煤礦機(jī)械的要求后，煤礦的生產(chǎn)效率才能得以有效保障。其二，保證質(zhì)量。在進(jìn)行加工環(huán)節(jié)之前，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)把原材料質(zhì)量這道關(guān)，其中包括原材料的耐熱性以及質(zhì)地等。煤礦機(jī)械零部件加工的首要先決條件就是要保證原材料的質(zhì)量。其三，確保毛坯質(zhì)量。零件毛坯的質(zhì)量在煤礦機(jī)械零部件的加工中尤為關(guān)鍵，選擇合適的零件毛坯可以有效推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

二、導(dǎo)致煤礦機(jī)械零部件加工出現(xiàn)誤差的原由

（一）工藝系統(tǒng)因受力導(dǎo)致變形

實(shí)際上，煤礦機(jī)械零部件在加工期間所產(chǎn)生的誤差主要是指零件加工工藝系統(tǒng)因受力變形以后所產(chǎn)生的誤差。因?yàn)楣に囅到y(tǒng)的剛度值是由工件的剛度、機(jī)床剛度以及刀具剛度而決定的，若想更好地研究分析工藝系統(tǒng)因?yàn)槭芰ψ冃嗡斐傻恼`差，相關(guān)人員就應(yīng)當(dāng)逐步分析研究工藝系統(tǒng)之中的每個(gè)環(huán)節(jié)的剛度。其一，刀具剛度。一般來說，外圓車刀具加工法線方位時(shí)所需剛度較高，不會發(fā)生比較明顯的變形現(xiàn)象，所以可以將其忽略，但是一些鏜直徑比較小的內(nèi)孔如果刀具上的刀桿剛度偏低的話，刀桿在受力以后會發(fā)生明顯的變形，進(jìn)而影響孔加工精度。其二，機(jī)床剛度。機(jī)械零件加工工序之中，機(jī)床整體具有復(fù)雜性，其是由眾多大小不一的零部件所組成的，機(jī)床的具體剛度當(dāng)前是通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)的形式來獲取的。其具體數(shù)值主要受到摩擦力作用的影響、接觸面變形的影響、各部件間的縫隙影響以及低剛度構(gòu)件的影響。其三，工件剛度。所需加工的煤礦機(jī)械零部件工件剛度一般情況下是比刀具與夾具的低，在實(shí)際的切削過程當(dāng)中，工件剛度過低的話容易產(chǎn)生形變，進(jìn)而產(chǎn)生誤差。

（二）機(jī)床制造誤差

在加工煤礦機(jī)械零部件的時(shí)候通常都會發(fā)生機(jī)床制造誤差。其主要是指機(jī)床本身存在的誤差，主要包括以下三個(gè)方面：其一，導(dǎo)軌誤差。作為運(yùn)行的基準(zhǔn)，導(dǎo)軌是機(jī)床用來確定機(jī)床內(nèi)部各部件間位置關(guān)系的基準(zhǔn)，機(jī)床的制造精度和其有著直接關(guān)系。而產(chǎn)生導(dǎo)軌誤差的主要原因有：制造時(shí)產(chǎn)生的誤差、安轉(zhuǎn)配置時(shí)產(chǎn)生的誤差以及長期磨損時(shí)產(chǎn)生的誤差。其二，主軸回轉(zhuǎn)誤差。即主軸的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線和計(jì)劃回轉(zhuǎn)軸線間的偏差，其是機(jī)床動(dòng)態(tài)性能評價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，另外也是導(dǎo)致加工誤差形成的重要因素。而導(dǎo)致機(jī)場出現(xiàn)主軸回傳誤差的因素有很多，其中最為常見的就是軸承間的同軸度誤差、軸承誤差、主軸繞度差以及裝置幾何誤差。其三，傳動(dòng)鏈誤差。即機(jī)床內(nèi)部的傳動(dòng)鏈?zhǔn)寄┨幍南嚓P(guān)傳動(dòng)元件在進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)期間所產(chǎn)生的誤差。造成這一誤差的主要原因是因?yàn)闄C(jī)床傳動(dòng)鏈在前期裝配的過程當(dāng)中會出現(xiàn)裝配誤差，此外，機(jī)床傳動(dòng)鏈在經(jīng)過長期使用后，會因?yàn)槟p而產(chǎn)生誤差現(xiàn)象。

（三）定位不準(zhǔn)確的原因

這一誤差主要是指在固定工件的過程中，因?yàn)槎ㄎ坏牟粶?zhǔn)確而產(chǎn)生的加工誤差。主要可分為定位副加工不正確和基準(zhǔn)不重合這兩種誤差現(xiàn)象。其中，定位副加工誤差主要是指定位副在加工的過程中存在的加工誤差以及各定位副間所存在的縫隙而致使工件最大位置發(fā)生的變動(dòng)值。這一誤差一般只會在實(shí)際的使用調(diào)整期間才會發(fā)生，并不會在正式的試切法加工時(shí)產(chǎn)生。而基準(zhǔn)不重疊誤差主要是指定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間情況不一致時(shí)而形成的定位誤差，即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)中的相對定位基準(zhǔn)于加工尺寸方面的最大變動(dòng)值。

（四）刀具幾何誤差

導(dǎo)致煤礦機(jī)械零部件在加工期間產(chǎn)生誤差的重要原因之一就是刀具存在著幾何誤差。即使煤礦機(jī)械零部件在加工期間所使用的刀具一般都擁有優(yōu)良的耐磨性能，然而在經(jīng)過長時(shí)間的加工作業(yè)之后，刀具無可避免的會受到一定程度的磨損，這也是導(dǎo)致刀具產(chǎn)生幾何誤差的直接原因，這些磨損會致使工件形狀及規(guī)格發(fā)生不同情況的變形。而導(dǎo)致刀具產(chǎn)生幾何誤差的主要因素有：刀具本身的材質(zhì)、大小以及刀具在進(jìn)行切削時(shí)所使用方法等等。除此之外，在加工煤礦機(jī)械零部件的過程之中，零部件所需精度值的高低也會導(dǎo)致刀具產(chǎn)生幾何誤差。而在加工剛性不足的一些煤礦機(jī)械零部件的過程之中，刀具在切削過程中也很容易致使工件局部發(fā)生變形，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)較大的加工誤差，而且，隨著刀具加工期間切削力度的變化，也會進(jìn)一步導(dǎo)致零部件誤差的增大。

三、控制煤礦機(jī)械零部件產(chǎn)生加工誤差的有效途徑

（一）進(jìn)一步完善煤礦機(jī)械加工工藝管理機(jī)制

完善煤礦企業(yè)內(nèi)部機(jī)械加工工藝管理機(jī)制是有效增強(qiáng)煤礦機(jī)械加工效率及精度的關(guān)鍵所在。煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身實(shí)際的機(jī)械加工水平以及真實(shí)的經(jīng)營現(xiàn)狀，積極引進(jìn)先進(jìn)的加工設(shè)備，同時(shí)，認(rèn)真仔細(xì)地做好不同零部件加工細(xì)節(jié)的記錄和總結(jié)工作，把先進(jìn)技術(shù)和自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化改進(jìn)相關(guān)加工工藝流程，以逐步形成更具完善性及科學(xué)性的煤礦機(jī)械加工工藝管理機(jī)制。煤礦機(jī)械加工企業(yè)還需要加大對加工工藝流程的相關(guān)監(jiān)管力度。在開展加工活動(dòng)之前，要先全方位嚴(yán)格的檢查相關(guān)加工設(shè)施設(shè)備，保證設(shè)施設(shè)備中的相關(guān)零部件的狀態(tài)，確保設(shè)施設(shè)備能夠正常運(yùn)作。有關(guān)管理者還應(yīng)當(dāng)重視對相關(guān)工作人員的管理及監(jiān)督工作，保證在實(shí)際的加工過程當(dāng)中，加工人員可以嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行加工工作，有效保障加工精度及整體加工質(zhì)量。

（二）合理運(yùn)用煤礦機(jī)械加工數(shù)控機(jī)床

隨著信息時(shí)代的來臨，我國的機(jī)械加工行業(yè)亦應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，科學(xué)合理地使用現(xiàn)代化信息技術(shù)。作為信息技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的基礎(chǔ)所在，數(shù)控機(jī)床更是當(dāng)下機(jī)械加工行業(yè)之中的現(xiàn)代化加工器械之一，現(xiàn)如今，機(jī)械加工行業(yè)應(yīng)當(dāng)明確數(shù)字化及信息化的發(fā)展方向及趨勢，采用數(shù)控機(jī)床能夠有效實(shí)現(xiàn)提升加工精度這一目標(biāo)，還能將其納入信息化數(shù)控機(jī)床的典型應(yīng)用案例之中，隨后還可采用一系列的配套加工工藝，以有效增強(qiáng)加工效率。

（三）降低原始誤差的出現(xiàn)

作為最直接有效的控制加工煤礦機(jī)械零部件出現(xiàn)誤差的舉措，減少原始誤差這一做法主要是針對一些比較突出且能夠由操作人員直觀可見并予以分析的誤差成因的相關(guān)誤差源，發(fā)現(xiàn)誤差之后及時(shí)采取相應(yīng)措施予以改進(jìn)優(yōu)化。提升加工夾具及機(jī)床的幾何精度，合理控制好工藝系統(tǒng)應(yīng)受熱受力所產(chǎn)生的形變，嚴(yán)格控制好刀具磨損和內(nèi)應(yīng)力所產(chǎn)生的形變都是減少原始誤差的最直接的舉措。在分析煤礦機(jī)械零部件加工誤差的過程當(dāng)中，應(yīng)著重分析誤差的類型及成因，進(jìn)而采取相對應(yīng)的解決措施，舉例而言，在加工精密度比較高的零部件時(shí)，應(yīng)當(dāng)適量增強(qiáng)所用夾具、刀具以及機(jī)床等的剛度與幾何精度。而在加工一些具備成形表面的零部件時(shí)，為了能夠有效降低加工表面誤差，應(yīng)當(dāng)降低刀具的裝配誤差以及幾何誤差，加強(qiáng)安裝技術(shù)水平，注重刀具形狀的選擇。

（四）將溫度變化于加工精度所產(chǎn)生影響降低

在實(shí)際的機(jī)械零部件加工過程當(dāng)中，溫度的控制非常關(guān)鍵，溫度過高或是過低都會嚴(yán)重影響到零部件的加工精度，所以，這就需要煤礦加工企業(yè)合理控制溫度。通過嚴(yán)把溫度控制這道關(guān)，以加強(qiáng)溫度測量的精確度，進(jìn)而確保機(jī)械零部件加工過程當(dāng)中零部件對于溫度的相關(guān)要求。除此之外，相關(guān)企業(yè)還能夠通過轉(zhuǎn)變溫度高低的方式來控制煤礦機(jī)械零部件加工的速度，同時(shí)，制定詳細(xì)的加工操作守則以及科學(xué)合理的溫度調(diào)節(jié)方案，來提升機(jī)械零部件加工精度，進(jìn)而最大程度達(dá)成對溫度的合理有效控制，保障煤礦企業(yè)機(jī)械零部件加工工作的穩(wěn)定、有序、高效運(yùn)作。

（五）合理設(shè)計(jì)機(jī)械零件加工精度

在進(jìn)行機(jī)械零件精度的設(shè)計(jì)期間，不僅要對配合種類的選擇、基準(zhǔn)值的選擇以及尺寸公差等級等進(jìn)行設(shè)計(jì)，還需要將表面粗糙度、幾何公差與零件尺寸之間的關(guān)系處理好，以確保零件的互換性，保障零件的具體裝配要求，這三者之間的關(guān)系相互聯(lián)系且相互制約，因此需要將它們之間的關(guān)系進(jìn)行合理處理，此外，關(guān)于零件精度的設(shè)計(jì)還要進(jìn)行零件檢驗(yàn)方案的思考，若不考慮檢驗(yàn)問題，將零件精度設(shè)計(jì)凌駕于檢驗(yàn)條件之上，對整體設(shè)計(jì)毫無用處。

（六）減小熱變形問題所帶來的影響

通常情況下，熱變形現(xiàn)象是由高溫引起的，在加工過程當(dāng)中，零件金屬表面易發(fā)生氧化反應(yīng)，進(jìn)而影響到零件金屬表皮質(zhì)量和精度水平。熱擠壓、熱末模煅、自由鍛以及熱軋全部都是熱變形加工，此種加工工序之中，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)充分利用隔熱手段，促使熱變形現(xiàn)象有效降低，讓溫度場趨于平衡[4]。舉例而言：生產(chǎn)部門可以通過增強(qiáng)零件成型質(zhì)量以及采取少無切削之加工技術(shù)、優(yōu)化幾何形狀來防止阻力的產(chǎn)生，還可通過將粗精加工分開進(jìn)行來強(qiáng)化零件精度，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

（七）采用現(xiàn)代實(shí)時(shí)誤差控制技術(shù)

所謂誤差補(bǔ)償就是人為地制造出一種新的誤差，通過移動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)副使刀具和工件在機(jī)床空間誤差的逆方向上產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，以此抵消原來工藝系統(tǒng)中固有的原始誤差，達(dá)到減少加工誤差，提高零件加工精度的目的。這個(gè)新的誤差即為補(bǔ)償值，補(bǔ)償值的獲取主要有兩種方式：通過模型仿真預(yù)測或在線檢測側(cè)。模型仿真包括數(shù)控加工中心的空間誤差模型和零件切削誤差模型。數(shù)控加工中心的空間誤差模型是指在加工空間里刀具相對工件的總誤差與加工中心各組件運(yùn)動(dòng)誤差隨刀具位置的函數(shù)，把數(shù)控加工中心的切消削運(yùn)動(dòng)看作空間兩組剛體的運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)理論和齊次坐標(biāo)變換技術(shù)建立多軸數(shù)控加工中心空間誤差的通用模型，把功加工中心刀具相對工件的終端誤差表示為各個(gè)誤差源和刀具位置的函數(shù)。零件切消削誤差模型是通過切削試驗(yàn)結(jié)合軟件建模分析實(shí)現(xiàn)的。首先通過多組切削試驗(yàn)建立某種金屬的切消削力模型，再通過向仿真模型添加初始應(yīng)力場、對節(jié)點(diǎn)施加切削力、控制走刀路徑對切削過程進(jìn)行仿真分析，預(yù)測零件的誤差變形。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床當(dāng)中，一般是通過機(jī)床內(nèi)置的軟件對零件加工整個(gè)過程當(dāng)中的所有環(huán)節(jié)內(nèi)的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉與分析，進(jìn)而能夠更好的實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)誤差控制。這一技術(shù)的具體操作就是采集零件加工中每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的誤差數(shù)據(jù)，然后按照誤差大小以及方向通過補(bǔ)償裝置搭建一個(gè)和該誤差大小一致、方向相反的誤差值來達(dá)到誤差之實(shí)時(shí)補(bǔ)償機(jī)制。由此可知，誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償機(jī)制的精度與補(bǔ)償裝置的性能有直接關(guān)系?？偠灾?，在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用實(shí)時(shí)誤差控制技術(shù)能夠有效提升工作效率，也是大勢所趨。

（八）加強(qiáng)相關(guān)人才的引進(jìn)及培養(yǎng)

煤礦機(jī)械加工企業(yè)若想快速提升其機(jī)械加工的效率及精度，則必須重視相關(guān)人才的引進(jìn)及培養(yǎng)工作。一方面，需要加大專業(yè)技術(shù)人才的引進(jìn)力度，大力開展社會招聘及校園招聘活動(dòng)，擇優(yōu)選擇專業(yè)技能及綜合素質(zhì)過硬的優(yōu)秀人才加入進(jìn)行業(yè)中來，給煤礦機(jī)械零部件制造行業(yè)注入進(jìn)更多新鮮的血液。而另一方面，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于企業(yè)內(nèi)部相關(guān)操作人員的技能培訓(xùn)力度，積極組織員工進(jìn)行專業(yè)知識學(xué)習(xí)，另外，聘請具備精湛專業(yè)技能以及豐富工作經(jīng)驗(yàn)的前輩老師來對相關(guān)員工開展針對性的技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)，以有效強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部相關(guān)操作人員的整體綜合能力。

結(jié)語：由上文內(nèi)容可知，隨著全球煤礦機(jī)械零件加工技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)加工水平也得以顯著提升。技術(shù)作為煤礦效益的關(guān)鍵前提，即使現(xiàn)在煤礦行業(yè)的發(fā)展比較迅速，但是煤礦行業(yè)的機(jī)械零部件加工水平發(fā)展還比較緩慢。所以，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)以及進(jìn)入先進(jìn)設(shè)備，重視機(jī)械加工水平的提升，增強(qiáng)科技創(chuàng)新能力，推動(dòng)煤礦機(jī)械制造行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，全面提升煤礦行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高生產(chǎn)質(zhì)量。