机械装配工艺中定位误差的控制措施分析

引言

机械制造关键环节的机械装配，其装配精度与产品质量及性能直接相关，而影响机械装配精度的重要因素定位误差，若过大则会致使零部件装配位置出现偏差，进而引发产品尺寸超差、形状变形、位置偏移等问题，严重情况下甚至导致产品无法正常使用，所以深入研究机械装配工艺中定位误差控制措施极具重要意义。

二、机械装配工艺中定位误差产生的原因

在机械装配里，定位误差的产生同诸多因素密切相关，常见原因是基准不重合，就像零件设计以孔轴线作基准而装配却用外圆定位，因两者同轴度存在误差便容易产生定位误差进而影响装配精度；定位元件精度对定位误差影响甚是显著，像定位销制造精度不够、直径出现偏差，就会致使其与工件定位孔配合间隙不合宜，造成工件定位不准确，定位块平面度有误差、V 形块夹角存在误差等情况，同样会降低定位元件的定位精度从而引发定位误差；工件自身形状和尺寸误差也会造成定位误差，比如圆柱度、平面度误差会令工件定位面与定位元件无法良好接触，使得定位不稳定，工件尺寸公差超出范围，装配时会由于尺寸不匹配而导致定位不准；装配环境的温度、湿度也会产生影响，温度变化大的时候，工件和定位元件会因热胀冷缩改变尺寸，有可能导致定位不准确，湿度变化会影响工件表面特性，改变定位面间摩擦力，影响定位稳定性；此外，装配工人操作不规范同样会引起定位误差，安装工件时放置不准确，或者夹紧力不均匀、过大，可能使工件发生位移或者变形（像薄壁工件变形），改变定位位置。

三、机械装配工艺中定位误差的控制措施

3.1 合理选择定位基准

在机械装配工艺规划阶段依据产品设计要求与装配工艺特点合理选择定位基准，要尽量使定位基准与设计基准重合以减少基准不重合误差，若无法重合则需精准计算基准转换带来的误差并在装配过程中加以控制，选择定位基准时优先挑选精度高、稳定性好的表面，就像对于轴类零件选择外圆表面作为定位基准时优先选用磨削加工后的外圆，因其尺寸精度和形状精度高可提高定位准确性，同时还要保证定位基准在装配过程中不易变形以确保定位稳定性。

3.2 提高定位元件精度

定位误差控制关键在于定位元件精度，选择定位元件需依据装配精度要求选用精度高、制造质量好的定位元件，对于关键定位元件如定位销、定位块等要严格把控其制造精度，采用高精度加工设备与工艺确保尺寸精度、形状精度和位置精度符合要求，要定期检测与校准定位元件以便及时发现并修正磨损、变形等问题，当定位销因磨损致使直径变小、与定位孔配合间隙增大时需及时更换以保证定位精度，还可通过对定位元件进行淬火、镀硬铬等表面处理来提高其耐磨性与抗变形能力，达到延长使用寿命、稳定定位精度的效果。

3.3 控制工件制造精度

从源头把稳工件质量，严厉掌控工件制造精准度，减少因工件自身外形和尺码差错致使的定位差错。工件加工期间，采用先进加工技术和装置，提升工件尺码精准度、外形精准度和位置精准度。针对关键尺码和形位公差，制定严苛加工技术规范和质量查验标准，强化过程检测，及时发觉并改正加工差错。形状繁杂的工件，能够运用数控加工手段，确保加工精准度的一致性。加强对原材料质量的把控，选用质量稳固、性能优良的原材料，防止因原材料毛病影响工件加工精准度。

3.4 优化装配环境

营造适合装配的环境，降低环境因素给定位误差造成的影响。装配车间得配备空调系统，严格把控温度跟湿度。通常来讲，机械装配车间的温度适宜控制在 20^∘C 上下浮动 2^∘C ，湿度控制在 40% 到 60% ，确保工件与定位元件的尺寸稳定，减少热胀冷缩以及湿度变化带来的作用。装配车间要维持洁净，防止灰尘、油污这类杂质附着在工件定位面上，干扰定位精度。强化车间防尘、防油污的办法，比如设置空气净化设备、定时清洁装配工作台等。对装配环境的振动展开监测与管控，避免因外界振动对装配过程形成干扰，致使工件定位不稳。对于挨着大型机械设备或者交通要道的装配车间，可以采取隔振手段，像安装隔振垫、设置隔振沟之类。

3.5 规范装配操作流程

制定周全又规范装配操作流程，强化对装配工人培训，提升他们操作技能跟质量意识，降低因操作不对产生定位误差。在装配操作流程里，搞清楚工件定位、夹紧这些关键步骤操作办法跟要求，规定合适夹紧力大小和施加方式。经由培训，让装配工人熟练晓得操作流程跟窍门，严格按要求开展装配作业。在装配期间，引入质量检测步骤，对每一步装配成果予以检测，及时察觉并改正定位误差。装配工人完成工件定位以后，拿量具对工件位置进行测量，确认没错后再做下一步操作。搭建质量追溯系统，对于装配过程中冒出的定位误差问题，能够追溯到具体操作人员与操作环节，方便分析缘由、采取改进手段。

3.6 采用误差补偿技术

对于没法彻底消除干净的定位误差，能够用误差补偿办法提升装配精确程度。误差补偿办法分成硬件补偿跟软件补偿。硬件补偿是在装配期间，靠增添调整垫片、调整螺栓这类补偿部件，给定位误差做补偿。要是发现工件定位地方有偏差，靠增加或减少调整垫片的厚薄，调整工件位置，让定位误差变小。软件补偿就是借助计算机技术，构建定位误差数学模型，靠控制系统对定位流程做实时监测和调整。在自动化装配生产线上，运用传感器实时收集工件定位数据，送进计算机进行分析处理，依照误差模型算出补偿数量，再靠控制系统调整执行机构动作，达成对定位误差的实时补偿。

四、结论

在机械装配工艺里，产品质量与性能深受定位误差的重大影响。对于定位误差产生原因展开深入分析很有必要，通过合理选择定位基准、提高定位元件精度、控制工件制造精度、优化装配环境、规范装配操作流程以及采用误差补偿技术等诸多控制措施的施行，定位误差能够得到有效减小，进而机械装配精度得以提高，产品质量与性能也能获得保障。在实际生产当中，企业需依据自身产品所具有的特点以及所处的生产条件，对多种控制措施进行综合运用，以此建立起完善的定位误差控制体系，实现机械装配工艺水平的持续提升。

参考文献

[1]熊武斌,熊曜晨,龚慧峰,金鑫,李国举.机械装配过程中误差及补偿方法分析[J].中国机械,2024,(28):63-66.

[2]王相淋.机械装配工艺与关键技术探析[J].中国机械,2023,(25):32-35.

[3]张楠.机械加工工艺技术误差分析及对装配质量的影响[J].内燃机与配件,2021,(09):127-128.

[4]Ze-Hao Lai,Wenjin Tao,Ming C.Leu,Zhaozheng Yin.Smart augmented reality instructional system for mechanical assembly towards worker-centered intelligent manufacturing[J].Journal of Manufacturing Systems,2020,5569-81.

[5]穆晓凯.机械结构装配精度及接触性能预测与分析[D].大连理工大学,2019.