提高機(jī)械加工精度的有效措施的探討

茅偉巍

【摘 要】機(jī)械加工重點(diǎn)在加工精度的有效控制，本文重點(diǎn)分析了影響機(jī)械加工精度的主要原因，從加工設(shè)備精度，誤差補(bǔ)償、分解，操作人員技能提升等角度提出了具體的構(gòu)建加工精度的有效措施。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械加工；精度；誤差補(bǔ)償；誤差分解；操作人員

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)加工裝備精確度的提高，裝備零件的加工都出現(xiàn)了普遍的提高，也是實(shí)現(xiàn)一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件制造實(shí)力的有效說(shuō)明，更好的機(jī)械加工工藝可以有效規(guī)避相關(guān)的加工誤差，實(shí)現(xiàn)表面粗糙度、尺寸公差，形狀公差等有效降低，更好提升加工零件的質(zhì)量和水平。然而影響加工精度的因素還是客觀存在的，筆者從事機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作多年，對(duì)影響加工精度的主要因素有著深刻的認(rèn)識(shí)。

1 影響加工精度的主要因素

1.1 加工熱余力因素

在機(jī)械加工過(guò)程中，車(chē)、銑、刨、磨等機(jī)械加工都是金屬之間的摩擦，產(chǎn)生切削，這種切削一定產(chǎn)生加工熱，這種加工熱將帶來(lái)一些問(wèn)題，零件在車(chē)床加工的時(shí)候?qū)⑹艿竭@種加工熱的影響，使得整個(gè)零件在加工之后，出現(xiàn)一種熱變形，造成最后的形狀公差出現(xiàn)超差的情況。同時(shí)這種加工熱也可能造成最終的加工表面粗糙度出現(xiàn)問(wèn)題，造成加工過(guò)程中刀具的磨損加劇，最終影響加工精度[1]。

1.2 力學(xué)因素

由于一般的機(jī)床在加工零件的時(shí)候，一般都是不同形式的夾具進(jìn)行固定，例如車(chē)床就裝夾零件之后就是形成一種懸臂梁，這種力學(xué)構(gòu)造將使得整個(gè)零件在加工過(guò)程中受力不均衡，在這種刀具外力的作用下，零件將出現(xiàn)一種彎曲，影響零件的同軸度。當(dāng)加工結(jié)束之后，零件將出現(xiàn)不同程度的形變，這種一來(lái)加工的誤差將出現(xiàn)更多的問(wèn)題。

1.3 振動(dòng)因素

機(jī)床的振動(dòng)是其造成零件加工表面粗糙度的主要原因，在機(jī)床的加工中這種振動(dòng)將直接造成加工零件出現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，因?yàn)檫@種振動(dòng)一方面造成刀具在零件上的加工受到的慣性不同，造成其零件表面加工的粗糙度出現(xiàn)問(wèn)題，另一方面這種加工是雙方面的，即刀具的磨損將出現(xiàn)很多的問(wèn)題，加劇了其磨損的進(jìn)程。

1.4 刀具角度因素

刀具的加工角度決定了其加工的精度零件的加工受力分布，尤其是主偏角是加工的主要因素，當(dāng)零件加工的主偏角接近直角之后，將有利于這種零件的加工，因?yàn)榱慵膭傂暂^差，需要這種接近直角的主偏角刀具的加工。

1.5 工序順序因素

工序是加工零件的順序，即先進(jìn)行粗加工出大致的形狀，然后在進(jìn)行相關(guān)尺寸的加工，最終進(jìn)行尺寸公差、形狀公差的進(jìn)入，這就是一般零件的加工順序。在不同的加工階段需要注意不同的問(wèn)題，粗加工形狀的時(shí)候，當(dāng)進(jìn)刀量給的過(guò)大，將直接造成刀具的快速磨損，不利于后期的加工。轉(zhuǎn)速過(guò)低也將造成精加工過(guò)程中，一般零件表面粗糙度出現(xiàn)超差的情況，在控制表面粗糙度的時(shí)候，還需要關(guān)注零件的加工冷卻液。因?yàn)槔鋮s液將直接降低加工表面的溫度，降低加工熱對(duì)零件造成的加工變形[2]。

2 改進(jìn)加工精度的具體措施

2.1 提升設(shè)備加工精度

現(xiàn)代的機(jī)械加工主要是依靠相關(guān)的機(jī)床進(jìn)行分步驟的開(kāi)展加工，影響加工精度主要還是在這些機(jī)床加工環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)中的加工精度的提升主要還是依靠提升裝備加工水平，例如國(guó)內(nèi)的數(shù)控機(jī)床和德國(guó)的西門(mén)子就存在嚴(yán)重的差異，德國(guó)的西門(mén)子機(jī)床在軸承等標(biāo)準(zhǔn)件上有著更多的精度，使得他們的機(jī)床在使用的過(guò)程中更加具有穩(wěn)定性，加工精度更高。因此提高加工裝備的加工精度是實(shí)現(xiàn)加工精度提升的基礎(chǔ)和前提，沒(méi)有精確度較高的機(jī)床，加工精度的提高就無(wú)從談起。例如，薄壁零件慎用一般的裝夾方法，因?yàn)檫@種裝夾將直接造成其變形[2]。因?yàn)檫@種過(guò)輕的薄壁零件將在裝夾過(guò)程中更加容易產(chǎn)生振動(dòng)，因此需要在條件允許的情況下，采用軸向裝夾方法，改變其受力結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了裝備的加工精度。

2.2 誤差進(jìn)行補(bǔ)償

當(dāng)加工設(shè)備一旦確定之后，不是所有的設(shè)備精度都是很高的，經(jīng)過(guò)使用一段時(shí)間之后，其加工精度也在不段降低，這個(gè)的機(jī)床還是需要使用，就需要操作人員進(jìn)行誤差的有效補(bǔ)償。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的抵消，換句話說(shuō)，這種補(bǔ)償方式就是針對(duì)機(jī)床的原始誤差，制造出對(duì)應(yīng)的誤差，實(shí)現(xiàn)與原始誤差之間的抵消，例如在數(shù)控車(chē)床的加工過(guò)程中，由于一些金屬零件的硬度較高，在加工幾個(gè)零件之后，可能就出現(xiàn)超差的現(xiàn)象，這種誤差出現(xiàn)主要是因?yàn)榈毒吣p造成的，我們沒(méi)有必要將刀具卸下來(lái)，這數(shù)控系統(tǒng)控制界面中存在一個(gè)刀具誤差，可以對(duì)其進(jìn)行有效設(shè)置，實(shí)現(xiàn)刀具在原有的坐標(biāo)系中進(jìn)行X、Z軸的補(bǔ)償移動(dòng)，這就是一種誤差補(bǔ)償。

2.3 誤差分解

在加工零件的過(guò)程一般都需要多個(gè)工藝流程，我們?cè)谶M(jìn)行在每一次的加工過(guò)程都會(huì)有不同的誤差，這種誤差就是需要可能通過(guò)不同的加工工藝步驟進(jìn)行有效分解，這樣可以實(shí)現(xiàn)每一個(gè)加工工藝的誤差都不出現(xiàn)超差的情況。這種方式也可以進(jìn)一步提高加工最終的零件精度，實(shí)現(xiàn)加工誤差的降低[3]。

2.4 操作者素養(yǎng)

機(jī)械加工過(guò)程主要依靠機(jī)械設(shè)備進(jìn)行，但是操作人員的素養(yǎng)也是決定加工精度的最為本質(zhì)的因素。不斷提高加工人員的操作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)操作人員多學(xué)習(xí)、多探討加工不同零件的基本操作技巧，實(shí)現(xiàn)加工素養(yǎng)的有效提升，這也是提高加工精度的有效手段。

3 結(jié)語(yǔ)

加工精度的控制需要分析其產(chǎn)生的主要原因，針對(duì)不同的原因進(jìn)行對(duì)癥改進(jìn)，加工精度的主要控制方式很多，也存在一定的相互聯(lián)系性，需要不斷拓展操作人員的創(chuàng)造性，有效構(gòu)建精度控制的模式。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉紅麗，李志永，等.MESO-SCALE級(jí)電解微細(xì)加工技術(shù)研究進(jìn)展[C]. 2011 Second ETP/IITA Conference on Telecommunication and Information（TEIN 2011）2011，04：169-170.

[2]申曉龍，任成高，胡佳英，等.快走絲多次切割加工模具表面質(zhì)量的試驗(yàn)研究[C].2011 International Conference on Aerospace Engineering and Information Technology（AEIT 2011），2011，05：159-160.

[3]速曉明.精密車(chē)床主軸自動(dòng)化加工生產(chǎn)線核心技術(shù)研究[C].發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，助推新能源裝備制造——2014年第四屆全國(guó)地方機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)暨新能源裝備制造發(fā)展論壇，2014，06：152-153.