論機(jī)械零件加工精度的影響因素及應(yīng)對策略

摘 要：機(jī)械零件的質(zhì)量對于整個機(jī)械的質(zhì)量具有較高的影響，因此在零件加工的過程中，一定要加強(qiáng)對其精度的重視程度，衡量機(jī)械質(zhì)量的一個重要指標(biāo)就是對其零件加工精度的考察。機(jī)械零件加工過程中，會受到多方面因素的影響，其精度的控制是一項難度相對較大的技術(shù)。文章首先介紹了機(jī)械零件加工精度內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上對其各方面的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的探討，有針對性的提出了解決措施，希望對提高機(jī)械零件的加工精度起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械零件；加工精度；影響因素；應(yīng)對策略

前言

近年來我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對于各項機(jī)械的需求量大大增加，其中以小型和微型的機(jī)械需求量最大。這樣一來給機(jī)械零件的加工提出了更高的要求。機(jī)械零件加工過程中，其精度的控制是非常重要的，需要工作人員在機(jī)械需求基礎(chǔ)上進(jìn)行精細(xì)的量身定做，針對不同的需求，應(yīng)用不同的加工技術(shù)，從而保證每一個機(jī)械零件都在精度要求的范圍之內(nèi)。加工過程中應(yīng)注意到這一復(fù)雜繁瑣的過程，甚至每一個細(xì)節(jié)都會對加工精度產(chǎn)生一定程度上的影響。

1 機(jī)械零件加工精度簡介

在加工機(jī)械零件的過程中，其總體的精度主要受到三方面因素的影響，即形狀、位置及尺寸精度。這三方面限制條件在整個加工過程中是相互制約和影響的關(guān)系。位置的公差不可以小于形狀的公差，同時尺寸公差能夠決定位置公差的范圍。加工過程中所產(chǎn)生的誤差數(shù)值通常能夠充分代表加工的精度。加工零件的工作人員在進(jìn)行零件加工之前，通常會擁有設(shè)計者對零件尺寸的嚴(yán)格要求數(shù)值，而經(jīng)過加工之后的零件會同設(shè)計存在一定的偏差，這就是加工誤差，它是客觀存在的。同時，該誤差越大則說明加工精度越小。在進(jìn)行零件加工的過程中，一般需要經(jīng)歷不同的環(huán)節(jié)和步驟來完成，而每一個環(huán)節(jié)當(dāng)中都會或多或少存在一定的誤差，這些誤差綜合起來對加工精度的影響是非常大的，例如，裝夾環(huán)節(jié)當(dāng)中是很容易發(fā)生定位誤差的，這是該零件的定位基準(zhǔn)同設(shè)計基準(zhǔn)無法重合的原因造成的；夾緊誤差的存在是由于過大的夾緊力造成的等。這其中的每一個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的誤差會隨著加工流程的進(jìn)行而不斷積累，在最終的環(huán)節(jié)將嚴(yán)重影響零件的加工精度。現(xiàn)階段我國在研究機(jī)械零件加工精度的過程中主要采用了兩種手段，即單因素的分析法和統(tǒng)計分析法。其中前者是研究每一個環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的誤差對加工精度所產(chǎn)生的影響程度，而這一過程中需要忽略掉其他環(huán)節(jié)誤差影響。后者屬于抽樣調(diào)查，精度的分析是針對一批零件中的部分進(jìn)行的，努力將其中存在的各種誤差進(jìn)行充分的研究，值得注意的是這種方法在批量生產(chǎn)當(dāng)中具有較高的使用價值[1]。

2 影響因素

各個環(huán)節(jié)的加工手段都會對機(jī)械零件的加工精度產(chǎn)生影響，從而從根本上影響零件的質(zhì)量。以下從受力變形、熱變形和工藝系統(tǒng)幾何精度三個角度來分析加工精度的影響因素。

2.1 受力變形

加工機(jī)械零件時，工藝系統(tǒng)的變形現(xiàn)象時常發(fā)生，這是受到多種外力影響的結(jié)果，如夾緊力和重力等。在這種情況下，會改變加工毛坯所對應(yīng)的刀具位置，促使誤差的出現(xiàn)，這是影響加工精度的重要因素之一。變形的工藝系統(tǒng)在影響加工精度的基礎(chǔ)上，還會導(dǎo)致零件表面的質(zhì)量降低，生產(chǎn)效率也會嚴(yán)重減小。通常情況下，彈性變形是工藝系統(tǒng)最易發(fā)生的受力變形，因此加強(qiáng)該系統(tǒng)當(dāng)中彈性變形的抵抗能力，對提高加工精度具有重要作用[2]。

2.2 熱變形

零件的加工過程中，各個環(huán)節(jié)會出現(xiàn)摩擦等現(xiàn)象，導(dǎo)致溫度上升，在熱力的作用下加工系統(tǒng)就會發(fā)生熱變形現(xiàn)象。一旦變形發(fā)生，會嚴(yán)重影響加工設(shè)備的刀具及零件等，從而導(dǎo)致加工精度的降低。對熱變形產(chǎn)生的熱源進(jìn)行分析，主要存在內(nèi)部熱源和外部熱源兩種。前者指的是加工設(shè)備刀具工作過程中所產(chǎn)生的摩擦熱和切削熱；后者指的是太陽光和輻射等外部溫度變化所產(chǎn)生的熱量。近年來我國的自動化加工技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，同時也促使熱變形對我國機(jī)械零件加工精度的影響越來越大。尤其是那些對精度要求較高的零件當(dāng)中，熱變形的影響更加嚴(yán)重。

3 工藝系統(tǒng)幾何精度

在進(jìn)行零件加工的過程中，需要夾具、刀具和機(jī)床等各個部件充分的進(jìn)行配合，從而形成一個連續(xù)運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，這就是工藝系統(tǒng)。該系統(tǒng)的計劃精度能夠從加工的原理、調(diào)整和刀具等誤差對加工精度產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。其中加工原理誤差造成的危害最大，因加工零件時不同形狀的刀具無法完全按照規(guī)定的路線運作，從而會產(chǎn)生一定的誤差。例如，直線插補(bǔ)功能是數(shù)控銑床唯一的功能，如果想要促使一段曲線在平面上進(jìn)行加工，只能運用多個較短的直線來形成進(jìn)近似要求的曲線[3]。

4 應(yīng)對策略

4.1 加工誤差的補(bǔ)償

該方法是以抵消原有誤差為出發(fā)點來制造一個人為的誤差，兩種誤差要具有相同的大小和相反的方向，從而達(dá)到相互抵消的目的來提高加工精度。在某些作業(yè)環(huán)境中，該補(bǔ)償值是固定的數(shù)值，應(yīng)用起來相對方便，而多數(shù)情況下該值是經(jīng)常變化的，因此會通過以下兩種方式來進(jìn)行補(bǔ)償。首先，進(jìn)行在線檢測。實時測量零件尺度，加強(qiáng)對刀具及各個設(shè)備位置的控制，促使零件始終在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行加工。其次，偶件自動配磨。以一個精度較高的零件作為基礎(chǔ)來制作其它零件，同樣對零件尺寸進(jìn)行實時測量并同基準(zhǔn)零件進(jìn)行對比。這種方法能夠有效促進(jìn)加工效率的提升[4]。

4.2 就地加工機(jī)械零件

這種方法以二次加工零件為目標(biāo)。當(dāng)首次加工無法促使零件達(dá)到一定的精度時，就會對其進(jìn)行二次加工，而二次加工最有效、直接的方法就是進(jìn)行就地加工，這樣做的目的是減少因環(huán)境的變化而導(dǎo)致零件誤差增加。而一些機(jī)械的產(chǎn)品，也可以先將各個零件進(jìn)行組裝，之后再進(jìn)行精加工，這樣就能夠從整體上來降低誤差[5]。

4.3 原始誤差的減小

這種方法是最直接進(jìn)行加工精度保護(hù)的手段，加工機(jī)械零件時，對誤差產(chǎn)生的原始原因進(jìn)行充分的調(diào)查和研究，從而有針對性的采取有效措施來對原始誤差進(jìn)行消除，達(dá)到最大程度促使誤差減小的目的。例如，在細(xì)長軸的加工過程中，該零件加工過程中非常容易產(chǎn)生變形及振動，在對此加以研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)加工過程中刀具的加工抗力會使該零件表面發(fā)生彎曲，要想有效的解決這一誤差，應(yīng)采用精粗加工交替進(jìn)行的方式，促使輔助支撐得以增加，從而促使刀具和進(jìn)給量的選擇更加合理。在這一方法下變形現(xiàn)象減少，切削的過程也更加穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

機(jī)械的質(zhì)量會受到機(jī)械零件質(zhì)量的嚴(yán)重影響，而機(jī)械零件的質(zhì)量又會受到其加工精度的影響。因此提高機(jī)械零件的加工精度勢在必行，這是促進(jìn)我國工業(yè)長期發(fā)展的基礎(chǔ)條件。因此應(yīng)及時對影響機(jī)械零件加工精度的原因進(jìn)行查找、分析和研究，并有針對性的采用相應(yīng)手段來減小誤差?，F(xiàn)階段我國應(yīng)用加工誤差的補(bǔ)償、就地加工機(jī)械零件和原始誤差的減小等方法有效提高了零件的加工精度。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧天凱.關(guān)于機(jī)械零件加工精度的影響因素及應(yīng)對策略探討[J].科技風(fēng)，2015，11：88.

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[3]張淑琴.影響機(jī)械零件加工精度的因素及其控制方法[J].同煤科技，2008，2：41-42.

[4]姚嘉鑫.淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，17：114.

[5]佟曉飛.機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施初探[J].黑龍江科技信息，2009，19：7.