机械加工过程中质量技术的作用分析

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在机械加工精度中，零件在实际加工后的位置、形状以及几何尺寸参数与要求值符合的程度，这种实际值和理想值之间的差异称为加工误差。误差越大，机械加工精度就越低；误差越小 ，精度就越高，误差大小直接影响机械加工精度。因此，在机械加工过程中，机械ant精度被分成：形状精度、位置精度和尺寸精度。形状精度，是机械加工后 ，零件理想形状和实际形状的相似程度；尺寸精度，是机械零件加工后，理想尺寸和实际尺寸缝合的程度；位置精度，是机械零件加工后，理想位置和实际位置吻合的程度。在准确、传统的加工条件下，受机械加工过程影响，机械零件加工后的形状 、尺寸、位置和理想状态存在很大差别；在满足机械加工条件的基础上，为了减小误差，必须采用恰当的处理方法，从根本上增强机械加工效率和质量，降低加工成本，保障经济效益。

1机械加工精度在机械加工过程中，几何尺寸、尺寸以及互换位置构成了机械加工零件的重要参数，由于多方面因素对机械加工过程造成的影响，从而在加工产品中产生原始误差。在原始误差原因分析中，很大- 部分和机械加工本身结构有关，另-部分和机械切削过程有关。

根据原始误差不同的性质，机械产品工艺系统的几何误差可以分成：机床几何、加工方式原理、调整、夹具刀具制造、工件装夹以及工艺系统磨损误差等。另外，机械加工还受工艺系统外力变形、热变形以及工件残留预应力影响，导致不同程度的误差。

在机械加工过程中误差分类中，随机误差和系统误差的划分标准根据人们掌握程度进行具体划分；在这个过程中，系统误差是对机械产品误差大小以及方向的掌握，根据产品结构可以细划成：变质系统和常值系统误差两个子误差系统，常值误差的系数值在整个结构中始终不变，它主要包括夹具、机床、量具以及刀具的制造误差等相关内容。变质系统误差和常值系统误差不同的是，变质系统误差的方向、大小都是变化的；刀具正常磨损时，时间和磨损值成正比关系，它属于机械线性变质体系的系统误差，在热量影响下，刀具延长量和时间属于非线性的变值误差。对于暂时还没有掌握的机械产品误差规律，-般称为随机性误差，由于可以根据进行系统循环，具有很强的不确定性和突发性；因此，在机械产品研究分析中，必须注重随机误差，在研究和实践中努力获鳃械误差规律。

对于机械加工误差中的切削状态、静态以及动态误差中，切削状态和静态误差划分，主要根据机械状态误差产生的过程以及切削状态进行划分。静态误差，则是工艺体系中，不切削状态下产生的机械误差；相反，在工艺体系切削状态下产生的误差，-般称为切削状态误差，它包括了机械切削状态下的受热变形以及受力变形情况。

最后，动态误差则是机械工艺体系中，有振动的状态下产生的机械误差 。

2机械加工过程的几何误差2.1机械加工原理误差在机械加工过程中，类似于成形运动、刀刃轮廓加工所产生的误差，称为机械加工原理误差。在实际的机械加工过程中，只有工件和刀具的成形运动，才能进-步获鳃械加工层面，称为机械加工原理。为了保障机械零件表层精确度，在理论上，通常运用精确的成型运动以及最佳加工方案，保障质量技术。在实际机械加工过程中，由于不可能实现精确加工原理，让机械加工效率受到极大影响，很多时候甚至造成繁杂的机床构造以及刀具结构，从而给机床制造业造成了极大的影响。另外，在机床转动中，由于繁杂的机械结构环节，让加工误差不断增加。因此 ，为了保障机械加工精确度，必须尽量使用类似的加工方案以及原理，从根本上保障生产效率和经济性在齿轮陛机械加工中，-般存在两种不同形式的滚刀误差，-部分来源于制造困难，在阿基米德蜗杆以及法向蜗杆中，逐渐代替渐开线蜗杆造型原理误差。另-部分则是有限的刀刃数造成的影- 1O2-响：例如：齿轮滚齿加工的滚刀原理，在类似于原理误差的过程中，受制造影响，使用阿基米德蜗杆以及法向蜗杆逐步替换渐开线蜗杆。在切出的齿形中，由于刀刃有限，不可能出现光滑的渐开线，误差很小，与滚刀误差相比，基本上可以忽略不计。

2.2机床几何误差在主轴回转运动误差中，工件精度受主轴回转精度影响。在回转过程中，回转轴线基本上保持不变的状态，直到主轴回转速度为零。在实际工作中，由于主轴部件加工程序，各种误差以及主轴回转受外力和热量因素影响，让主轴空间位置逐渐处于变动状态 ，在轴线漂移的过程中，逐渐表现回转误差。回转误差在机械加工中，受外界因素影响，表现为 ：轴向窜动、径向跳动以及角度摆动三种情况；在主轴回转过程中，由于三种情况相互作用，导致共同作用的主轴回转误差。

在主轴回转误差中，主轴颈、轴承误差、间隙和其他零件不吻合、径向刚度不等或者主轴系统热变形，都是机械主轴回转误差的重要因素。在滑动轴承中，由于主轴轴颈、承孔对主轴精度的影响，在机床类型不同的工作中，影响主轴运动的误差不同。

譬如，在采用滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时，切削力 F的作用方向可认为大体上时不变的，见右图，在切削力 F的作用下，主轴颈以不同的部位和轴承内径的某-固定部位相接触 ，此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大；在镗床上镗孑L时，由于切削力 F的作用方向随着主轴的回转而回转，在切削力 F的作用下，主轴总是以其轴颈某-固定部位与轴承内表面的不同部位接触，因此，轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大，而主轴颈圆度误差的影响则不大。图中的8d表示径向跳动量。

d -aJ b)采 用滑动轴承时主轴的径 向圆跳动3强化加工精度的方法3.1减小原始误差，进行误差补偿减小原始误差作为保障机械加工质量技术最直接的方法，减小原始误差的方法主要有：降低刀具磨损程度，增强机床以及机械工具精度，有效控制刀具、机床、工件受热或者受力造成的加工误差。

为了从根本上保障精度，首先必须将原始误差进行正确分析，根据原始误差类别，找出合理的解决方式，有效减小原始误差，在增强机床刚度、几何精度的过程中，形成良好的成形零件。

对于机械工艺系统误差，最科学的方法是使用误差补偿的方法进行施工。误差补偿作为最科学的误差范围，在弥补原始误差的过程中，保障加工精度。

3.2分化、转移原始误差分化原始误差，根据机械误差呈现的规律，将各个工件进行精确测量，通过分析测量结果进行恰当分组；根据不同的大小分组，让工件尺寸缩短 ，再根据误差范围进行道具位置调整，直到工件位置明确后，在最大程度上减省工件尺寸。

当原始误差主要反映加工误差时，根据机械误差敏感方向和误工 业技 术 2013年第l9期 I科技创新与应用采矿深井地压灾害控制技术探析刘荣国(陕煤化工集团铜川矿业公司玉华煤矿，陕西 铜川 727015)摘 要：笔者以研究我国深井地压对开采工作的影响为基础，通过介绍矿井的地质条件与地压特征，详细分析了引发深井地压灾害发生的主要原因，从而试图探索出-套行之有效的地压灾害控制技术方案，以便最终促进我国深井开采事业的可持续发展。

关键词：深井；地压 灾害；控制技术在全球范围内，中国属于采矿大国，且正处于单纯开采 、利用资源的初级工业化阶段。自上世纪八十年代以来，随着市场对矿产品需求的日益扩大，部分矿井管理人员以经济效益为追求 目标 ，而逐渐忽视对矿井地压环境的监控与管理，最终导致我国深井的开采环境急剧下降，且引发矿井安全隐患的不断爆发。

1深井地压影响现状相关数据显示，近年来，我国部分矿山不断发生地表塌陷、突水、冒顶等重大地压灾害，且该类矿山事故面临着难以抑制、无法消除的境地。笔者经调查发现，我国矿区深井所频繁爆发的地质灾害事故，给矿山本身、矿区人民，乃至我国采矿事业带来了十分严重的经济、生命损失，对整个社会造成了不良影响，深度阻碍了我国矿山企业与国民经济的全面、降、可持续发展 ，例如，今年我国深井地压灾害发生率与 20世纪初期美国地压灾害发生率相似 [1。除此之外，我国深井地压灾害主要表现为：滑坡、涌水、岩爆等，而影响矿山深井地压状况的因素还涉及到：矿工素质、开采技术、安全管理方案等，这就表明，为了降低深井地压灾害的影响范围，相关部门需建立- 个较为安全的矿山。

2深井地压灾害发生的原因2.1矿井的地质条件矿井的地质条件是诱发矿山深井地压灾害发生的主要原因。我国矿山分布特点表明，矿田内所暴露的地层多以古生代泥盆为主，岩石深井多为二迭灰岩、石炭、页岩、泥灰岩、灰岩、砂页岩等。此外 ，在我国矿区深井内部，断裂与褶皱呈西北方向紧密分布 ，且断裂主要呈纵向断裂，褶皱主要呈大背斜，这便导致我国部分采矿深井不断发生地压灾害目，例如，我国丹池地区的某-矿区，其深井岩溶发育特点为：地下以溶孔、溶蚀缝隙为主，地表以溶洞、溶槽为主，致使其岩溶的发育直接受到了当地地质构造、地层岩性、地下水位的影响，导致今年当地频频发生大规模的地压灾害，造成了较为严重的经济、生命损失。

2.2矿体的地压特征对我国矿山深井地压形式造成影响的元素包括：矿井开采方法与当地自然条件，其中，①矿井开采方法是指：空区处理技术、岩层支护、开采顺序、巷道布置、时间效应等；② 自然条件是指：地应力、地下水、温度、开采深度、地质构造、岩体性质、倾角等。除此之外，在我国矿山深井所处位置，较为频繁出现的冒顶形式有 ：上硬下软型，及随采随冒型；下硬上软型，及漏顶或是空区滑动型；空区冲击型；整体型，及局部冒顶或是草帽”滑落型；分层型，及层状冒落型。

3地压灾害控制技术的应用3.1完善回采顺序随着我国矿井开发技术的进步与创新 ，为了进-步促进深井开采规模的扩大化，以及开采工作的高水平化与高效化 ，相关部门需在降低开采成本的同时，完善围护开采工作得以顺利进行的安全条件引。同时，笔者建议在相对复杂的矿床开发领域，我国应积极采用完善回采顺序法，及全面运用棋盘式”的深井回采顺序，及时处理顶板崩落采空区或是填充采空区，从而使得深井所受地压力能够完全释放。此外，在控制地压层面，相关人员还需着重以下方面：①科学确定深井结构参数、断面形状，运用成熟的深井回采顺序，充分利用免压的性能来控制地压、加固岩体、填充空区等 ；②逐步将 GPS(全球定位系统)、RS(遥感技术)、GIS(地理信息采集技术)，运用到预测、评价矿区深井地压环境工作中。

3.2采用安全检测技术对于我国部分硬岩矿山，笔者建议采用防治技术与综合预报技术，该类技术以微震监测技术与以声发射技术为主，以监测位移与监测应力为辅，同时，防治技术与综合预报技术能够保证多种检测技术的相互印证、同步实施。此外，由于岩爆类型包括：矿柱岩突然破坏型与岩表岩石破裂型，因此，针对我国矿区深井所频繁面临的岩爆灾害 ，笔者建议相关部门应结合矿井的实际地压情况，科学运用声发射法、钻屑法 、水份法、岩移法、应力法等。

3.3实现检测手段多样化为降低地压灾害带来的影响与冲击，我国的矿井开采企业应逐步实现检测手段的多样化，具体方法为：①移水准测量井下岩，及在深井巷道处设定标准的水准测试点，并以主斜道为起点，运用支导线测出其他点的下沉总量，以便预测、分析岩层移动情况；②测量巷道收敛，及在深井巷道的周围、顶板间、围岩两侧，布置位移测点，并安排工作人员定期测量测点的收敛值，从而总结出围岩的应力变化规律 ；③测量围岩位移，及在围岩表面、顶底板、边壁处，设置位移观测点，以便计算裂缝变化周期，同时，运用红外线测量仪 ，监测围岩所设两点之间的位移变化微量，运用滑尺标记顶底板的相对活动位移方向，此外，使用水泥浆浇筑法，固定裂缝两侧的玻璃片，以便观察该裂缝的变化规律。

4结束语综上所述，在开采深井的过程中，全面应用地压灾害控制技术，并大规模全面治理矿体内部潜在的安全问题，不仅有助于稳定地表，控制深井地压灾害的发生，还有助于为预警、监控矿井地压灾害提供较为可靠的实践经验与技术思路 ，从而提升我国相关部门对矿井开采的水平。