复杂零件钳工加工精度控制措施研究

引言：

尽善尽美不容瑕疵，零件加工中的精度是具体操作技术方法能力的映射，亦是流程合理以及管控细化水平的客观体现。钳工，处于具体制造加工链中最接近最终产品的节点，因其人为因素的影响及加工过程的不完善常是导致零件加工精度波动因素中最主要的来源，进一步发现具体钳工加工流程中各类误差来源、产生原因以及变化趋势，是目前改善制造水平的现实需求。本文着眼于具体细节、具体路径和具体人为影响的相互关系逻辑，研究各角度下的协同管控方法，以达到对复杂结构件加工环节的改善。

1. 复杂零件钳工加工精度控制研究概述

制造复杂零件的钳工精度是一个制造系统内部各种因素耦合作用的结果，无法像单步骤控制那样操作，它依赖材料应力、夹具支撑、装夹细节等各个步骤要素共同作用。高精度制造要求把工艺、执行、误差反馈统一于一个动态闭环，方能保证制造高精度复杂零件的稳定性[1]。

2. 复杂零件钳工加工精度控制中存在的突出问题

2.1 加工过程中的误差来源

机床切削力偏差主要因素是工作装夹不稳、工件变化、量具的选择不当、工作操作的方法不对、加工工件的形状复杂，定位基准不确定，故产生误差的概率相对较高。由于钳工操作过程的非自动化决定了操作者的习惯性的动作和主观的操作会导致加工误差的出现 [2]。加工精度不恒稳，缺乏统一规范的操作流程，缺乏量化的手段控制。

2.2 工艺流程中制约精度提升的关键难点

工序布局设计没有以精度为目标的整体设计思路，加工过程中的误差积累没有得到分析并消除，工序间没有实现尺寸的传递，定位、夹紧方式没有结合工件自身的结构，后序加工没有消除前序加工误差的影响，关键工序没有进行误差补偿，这严重影响了整个加工性能[3]。

3. 复杂零件钳工加工精度控制措施研究

3.1 工艺方案中定位装夹精度的控制方法

定位装夹精度的掌控是保障精度的基础环节。针对复杂零件，摒弃粗放式“一夹到底”，应根据零件的形状尺寸、载荷路径、变形趋势，制定多级、多基准定位方案。定位面应有明确功能区分，避免基准转移叠加误差。夹持定位要具有可调节性和自适应能力，限定定位自由度，避免因装夹方式不一致而引起的细微位移。高精度定位，不能凭借视觉经验，而应该利用量具与基准块进行刚性检验 [4]。必要时，也可以冗余定位、反复定位试验，寻找装夹误差沿空间三维的分布规律，来优化夹具布置和装夹方案。

3.2 尺寸传递过程中的误差补偿技术

尺寸传递的过程中包含误差，其在尺寸传递过程中存在动态累积，并且其发生的来源不能完全消除，因此还需要设计一套能够实现对尺寸传递过程中误差的识别、分析并主动修正的补偿系统。对尺寸链进行拆解，将基准尺寸设置为误差分析的支点，逐步建立各支点的误差影响因子矩阵。在工艺流程中设计测量点，将实际测量数据和理论数据进行比对，选取误差数值并进行局部误差修正 [5]。误差补偿的方式并不完全通过机械加工纠正，而是可以使用误差修正控制加工过程中的工作速度、热变化量并进行位移微调。在应用过程中，注重补偿策略方向性及针对性，在尺寸链不同位置处的误差响应并不一致，不能采用同一种标准对待误差补偿。

3.3 操作环节中人为因素对加工精度的干预控制

人的因素是最难以量化和避免的因素，仅仅通过经验肯定无法长久维持，要从制度层面与行为模式层面实施控制。首先建立一套工作流程标准化控制，细化每个步骤的控制边界以及关键操作的控制点，通过录制、打分差异性分析监控异常行为模式。其次对工人的加工行为进行必要的参数级数据采集，例如力的大小、时间的长短、切削误差量、轨迹误差值等，用数据代替主观感知。人的错误存在于很多重复的环节中，通过指导工人明白其自身操作行为对产品的影响，加以一些操作辅助工具（比如扭矩辅助装置、角度辅助装置），可以缩减工人的错误概率 [6]。在培训方面建立针对具体工件的误差控制训练，让工人拥有判断与矫正的能力而不仅仅是对操作结果的一种服从。

结束语：

对于复杂结构零部件钳工作业过程的精度管理不应当等同于对加工精度要求的精细化修正，而是一种以系统认知实践为导向的过程，从工艺设计过程的约束挖掘到生产过程中的干预控制，将影响到加工结果的每一个方面都进行分解才是建立一套有效、可靠和可重复实施的加工精度保证的系统。未来提升的方式是更多基于数据反馈的修正及多因变量协同的优化，是对以往加工中的人类经验超越和向人类工效学的回归。

参考文献：

[1] 马钰斐 . 数字化制造技术在钳工加工中的创新应用研究 [J].Mechanic

al&ElectronicControlEngineering,2025,7(6).

[2] 刘道吉 . 数字化制造技术在钳工加工中的创新应用研究 [J]. 内燃机与

配件 ,2024(5):46-48.

[3] 李桢柏 . 钳工加工工序创新发展概述 [J]. 现代工业经济和信息

化 ,2023,13(2):259-260.

[4] 于淼 . 提高钳工孔加工质量的工艺 [J]. 机械制造 ,2023,61(4):65-67.

[5] 华 攀 锋 . 金 属 模 具 材 料 的 钳 工 精 细 化 加 工 过 程 [J]. 模 具 制

造 ,2024,24(12):143-145.

[6] 代建生 . 钳工精密钻孔加工技术研究 [J]. 中国机械 ,2024(17).