機械加工工藝對零件加工精度的影響及對策

劉璐

摘 要：機械零件加工精度越高，零件在機械中發(fā)揮的作用優(yōu)勢就越大，機械功能發(fā)揮就越穩(wěn)定。在實際中，零件加工質(zhì)量經(jīng)常會受到機械加工工藝的影響，可能是因為加工工藝中的溫度不符合要求，也有可能是受力方面與實際要求不符，這些影響雖然造成的誤差也不大，但零件就是無法與機械相匹配。所以相關(guān)人員還是要對機械加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，使影響零件加工進(jìn)度的因素都被規(guī)避掉，能進(jìn)一步提高零件與機械應(yīng)用部分的契合度。

關(guān)鍵詞：加工工藝；零件；加工精度

中圖分類號：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

零件加工精度作為零件質(zhì)量的影響因素之一，對其加工工藝進(jìn)行不斷優(yōu)化調(diào)整是十分有必要的，除去加工設(shè)備精度影響外，相關(guān)人員不僅要將影響因素找出來，還要找到解決措施。該文主要針對機械加工工藝對零件加工精度的影響進(jìn)行分析。

1 機械加工工藝影響零件加工精度的因素

1.1 溫度因素

金屬零件本身都是有熔點的，零件加工的環(huán)境溫度如果超過熔點，零件很容易變形，精度自然會與設(shè)計要求不一致。這種熱變形主要表現(xiàn)在3個方面，其一是機床結(jié)構(gòu)發(fā)生的熱變形，加工零件的機床結(jié)構(gòu)本身在合適的溫度下，配合最好，既不會產(chǎn)生過多的摩擦力也不會對零件本身造成影響。但如果機床結(jié)構(gòu)長期運行，摩擦生熱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)本身溫度上升或外界給予機床的溫度本來就高，很容易使各部分結(jié)構(gòu)無法磨合在一起，在這樣的條件下，繼續(xù)加工零件，零件的外形和尺寸可能都會出現(xiàn)小偏差，這就對精度造成了影響。其二是工件發(fā)生的熱變形，工件指的是零件，零件在加工的過程中，在剪切之前，零件本身的尺寸和設(shè)計要求總是不一樣的，超過設(shè)計尺寸的零件溫度上就不會和正常零件保持一致，在這種情況下，尺寸不同的2種零件之間是存在溫度差的，會直接超過工件的承受極限。其三是刀具熱變形，零件的尺寸以及外形要和設(shè)計圖紙保持一致，需要在加工的過程中對原材料進(jìn)行切割，用的工具就是金屬刀具，金屬刀具與金屬原材料直接接觸不斷摩擦的過程中，兩者接觸時間過長，熱量會很大，當(dāng)其超過刀具的承受極限時，金屬刀具就會發(fā)生變形。

1.2 受力因素

受力變形是針對機械加工工藝系統(tǒng)而言，機械加工工藝系統(tǒng)屬于零件加工的主體系統(tǒng)，在零件加工前，零件外形模子和尺寸參數(shù)等都會被記錄到工藝系統(tǒng)中，工藝系統(tǒng)中的各個構(gòu)件也會按照加工要求布置在合適的位置上，當(dāng)工藝系統(tǒng)受到來各種壓力后，這些構(gòu)件和參數(shù)等都會發(fā)生小偏差，這樣加工出來的零件也不會保持高精度。這些壓力來自于構(gòu)件本身，也來自于構(gòu)件直接接觸的零件反作用力，以及兩者之間的摩擦力。在壓力作用下，再加上系統(tǒng)運行時間過長，構(gòu)件保持位置有效的情況會越來越差，尤其是重要部位的構(gòu)件，位置發(fā)生變化后直接影響零件的精確度。受力變形雖然和構(gòu)件位移有關(guān)，但也和零件本身質(zhì)量和強度有關(guān)，如果零件抗應(yīng)力和壓力的作用效果好，構(gòu)件壓力和位移對其產(chǎn)生的影響也會減少。而對于系統(tǒng)運行造成的受力變形，還要減輕系統(tǒng)的運行荷載，以減少系統(tǒng)運行過強帶來的影響。

1.3 內(nèi)在因素

幾何精度誤差以及機械構(gòu)件安裝質(zhì)量不規(guī)范，都是機械加工工藝的內(nèi)在影響因素。這些內(nèi)在因素如果不消除，溫度以及受力變形因素即使消除，零件還是照樣有誤差。加工工藝中的機床幾何精度誤差是由主軸回轉(zhuǎn)造成的，回轉(zhuǎn)的方向不同，作用力度不同，零件誤差的作用范圍和影響力度都會有差異。至于安裝因素，是指機床、刀具等的位置和松弛度與實際要求不符。這會導(dǎo)致安裝不合格的機床結(jié)構(gòu)之間以及機床與零件之間的摩擦力變大，最終導(dǎo)致機床或刀具等本身質(zhì)量受損，在發(fā)揮功能時作用效果也會下降。

2 零件加工精度影響因素的解決措施

2.1 提高機械加工工藝系統(tǒng)設(shè)備的精確度

機械加工工藝系統(tǒng)設(shè)備精確度能得到保證，本身也很健全完善，加工工藝運行過程中效果不會下降。零件加工工藝是在設(shè)備中進(jìn)行，所以設(shè)備算是為工藝提供應(yīng)用平臺和環(huán)境，設(shè)備要時刻處于最優(yōu)狀態(tài)，加工工藝在發(fā)揮上才不會因為設(shè)備原因產(chǎn)生影響。相關(guān)人員還要加強對零件加工設(shè)備的研究，使機械加工工藝系統(tǒng)設(shè)備的精確度和完善度都得到提高，可以參考國外先進(jìn)的加工設(shè)備構(gòu)造等。

2.2 對零件加工中的外力進(jìn)行控制

無論是系統(tǒng)運行產(chǎn)生的外力，還是構(gòu)件本身對零件產(chǎn)生的擠壓力和摩擦力，對零件來說，都屬于外力，將這些外力產(chǎn)生的干擾控制住，零件加工精度還是能得到保證的。但這些外力是不能被完全消除的，只能最大限度地降低。首先要保證構(gòu)件松弛有度，構(gòu)件過緊，本身就會產(chǎn)生極大的擠壓力，與零件之間的摩擦力也會在運轉(zhuǎn)接觸中越來越大。構(gòu)件過松，構(gòu)件的位置發(fā)生變化，零件的模型發(fā)生變化，零件本身尺寸等也會發(fā)生變化，所以相關(guān)人員要時刻對加工設(shè)備的構(gòu)件松弛度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)松弛度發(fā)生細(xì)微變化時，就及時制止，對構(gòu)件松弛度進(jìn)行調(diào)整，還要注意做好提前檢查工作。零件在進(jìn)行加工的過程中和設(shè)備總是直接接觸的，有的還會隨著設(shè)備運行進(jìn)行運轉(zhuǎn)，在運轉(zhuǎn)的過程中，總會產(chǎn)生摩擦，零件本身的尺寸很有可能在摩擦中發(fā)生偏差，所以還要盡量減少兩者之間的摩擦力，通常是通過改變設(shè)備中兩者直接接觸地方的光滑度來實現(xiàn)的。這也是在減少零件報廢的機會，使零件加工質(zhì)量能得到保證。

2.3 對溫度進(jìn)行控制

對零件加工環(huán)境的溫度進(jìn)行控制，對加工設(shè)備的機床、刀具以及其他部分進(jìn)行溫度控制工作，零件受到的影響將會降低。冷水降溫可以降低加工環(huán)境溫度，但要對溫度進(jìn)行合理控制，還要從溫度上升的因素方面著手，對溫度上升情況進(jìn)行控制。比如減少零件和設(shè)備的摩擦生熱現(xiàn)象，對零件本身材料進(jìn)行合理選擇，使零件的抗摩擦能力和熔點都高一點，不會因為溫度升高而變形。在減少摩擦生熱上，主要從軸承和齒輪這些傳動摩擦上入手。還要保證機床構(gòu)件各部分在熱量承受上是均勻的，這樣也會減少部分熱變形不均勻、不穩(wěn)定現(xiàn)象。此外，還要對設(shè)備所處的室內(nèi)環(huán)境維度進(jìn)行控制，使其永遠(yuǎn)處于合適的恒溫狀態(tài)。

3 對零件制造過程進(jìn)行控制

主要對機械加工工藝中的幾何精度影響因素進(jìn)行控制，使零件都在規(guī)范的模子中生產(chǎn)，尺寸和形狀都與設(shè)計相差無幾。首先在加工設(shè)備選擇上，就要選擇在性能發(fā)揮中參數(shù)不會發(fā)生變化的機械設(shè)備，即使發(fā)生變化也不會對結(jié)果造成太大的偏差。在應(yīng)用之前，還要做好檢查工作，對設(shè)備誤差產(chǎn)生的地方進(jìn)行仔細(xì)記錄，并找到有效的措施來減少這些誤差。其次還要采取能控制幾何精度誤差的措施，即補償技術(shù)。這種技術(shù)主要使用在機床上，主要通過補償軟件來實現(xiàn)，能對磨損誤差進(jìn)行自我修正，所以還要在軟件中輸入相應(yīng)的補償數(shù)據(jù)作為補償技術(shù)修正數(shù)據(jù)的依據(jù)。而對于明顯可控制的誤差，可有相關(guān)人員自己完成機床參數(shù)的修正。

4 結(jié)語

機械加工工藝對零件加工精度的影響是巨大，畢竟零件精度得不到保證，輕則影響設(shè)備的性能發(fā)揮，重則零件報廢，這不僅會對設(shè)備造成影響，還會給生產(chǎn)加工商造成經(jīng)濟損失。

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