機械加工工藝對零件加工精度的影響

董煥川

摘 要：在機械加工的過程中，不可能做到完全零誤差，精確度特別準(zhǔn)確的情況，但是加工精度達(dá)不到要求，所生產(chǎn)加工的零件就不能達(dá)到接受者的要求。一般機械加工的零件能否滿足委托者的要求，零件加工的精度是一個重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，所以通過對機械加工工藝的不斷改進(jìn)可以保證機械加工后的成品質(zhì)量。文章主要探討機械加工工藝對零件加工精度的影響。

關(guān)鍵詞：機械加工；零件；精度；影響

引言

工業(yè)的機械化、智能化和自動化形勢下，工業(yè)機械設(shè)備科技含量越來越高，技術(shù)水平有了長足的進(jìn)步。機械加工是工業(yè)領(lǐng)域中的重要分支，對工業(yè)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。提高機械加工的加工精度，勢必會提高機械設(shè)備的質(zhì)量，從而取得更好的經(jīng)濟效益。

一、機械加工工藝過程簡述

通常而言，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，改變加工對象的部分屬性（如形狀、性能以及尺寸），使之成為成品或半成品的過程就是工藝過程。常見的工藝過程又可細(xì)分為鑄造、鍛造、沖壓、機械加工、熱處理、裝配等工藝流程。機械加工工藝過程一般包含安裝、工位、工步和走刀四個環(huán)節(jié)。其中，安裝是指將加工對象進(jìn)行裝夾的環(huán)節(jié)。同一工序中安裝的次數(shù)應(yīng)盡量減少，以此減少時間和提高加工精度；工位，與工件安裝有關(guān)，具體而言是指加工對象在機床中每個確切位置中所要完成的工藝流程；工步，是切削刀具、加工表面以及切削用量三個要素等都不變的工藝流程；走刀，則是指在加工對象表面切割的環(huán)節(jié)。由此可見，機械加工工藝過程都是緊密聯(lián)系的。加工過程中，工件容易受到外部受力不均、溫度控制差等因素的影響而造成零件加工精度欠缺的問題。

二、機械加工工藝過程對零件精度影響的因素

2.1 機械加工機床引起的零件精度缺失

機械加工通常由零件加工機床進(jìn)行加工。因此，機械機床本身的精度誤差必然會造成所加工零件精度的缺失，同時機床自身的磨損以及日常維護(hù)的缺失，也容易造成零件幾何精度的誤差。可見，零件加工的精密度與機床性能有直接關(guān)系。除此之外，通常加工零件的機床系統(tǒng)并不是單一的設(shè)備，而是多臺設(shè)備的組合。機床系統(tǒng)各部分有效配合，共同完成機械加工。由此，零件加工系統(tǒng)中一旦出現(xiàn)安裝紕漏或者組合的問題，都會引起零件加工制造的精度缺失。因此，從零件加工設(shè)備的角度分析，機床本身的精度誤差、設(shè)備使用磨損以及配套設(shè)備的組合安裝紕漏是造成零件精度問題的三個方面。而機床本身引起的誤差是不可避免的，應(yīng)從配套設(shè)備的組合安裝以及設(shè)備維護(hù)兩個方面進(jìn)行努力，以提升零件的精度。

2.2 零件“受力”以及加工對象自身原因造成的精度缺失

從機械加工工藝流程而言，無論是安裝過程、工位步驟、工步過程，還是走刀環(huán)節(jié)，機械必然會和加工對象發(fā)生接觸并產(chǎn)生力的作用。這通常表現(xiàn)為機械設(shè)備加壓過大造成的工件變形、機械設(shè)備加壓不足工件移位、工件局部受力不均引起的加工誤差，進(jìn)而造成成品零件的精度缺失。除此之外，機械加工過程還存在機械震動。這種機械震動伴隨著機械設(shè)備的使用時間推移，也會加劇加工設(shè)備自身的幾何誤差。另一方面，加工對象自身原因，如內(nèi)部裂紋、焊接點加工等引起的零件加工時的受力問題，也是造成零件加工精度缺失的重要方面。因此，從零件加工的受力角度而言，零件會由于受力不均、過大、加壓不足以及工件自身的一些原因引起零件精度缺失。

2.3 熱處理不足造成的精度影響

熱處理不足，也就是人們常說的熱變控制不合理。機械加工過程中，有兩方面的熱變控制問題。第一，切割刀具由于長時間高強度的機械切割摩擦引起的熱變。除此之外，機械加工過程中還有打磨的過程，尤其是對一些高硬度工件進(jìn)行長時間的反復(fù)打磨，必然會產(chǎn)生大量的熱量。為了節(jié)省時間以及處理效率的問題，這種持續(xù)性的工作必然會對刀片以及打磨機造成一定的熱變，從而引起加工工件加工過程的精度問題。第二，加工工件自身的問題。加工工件受到長時間的切割或者打磨，容易引起加工物件內(nèi)外較大的溫度差而產(chǎn)生工件形狀的變化或者是工件物理硬度等屬性的變化，進(jìn)而使得加工設(shè)備不能依據(jù)之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理而造成加工誤差。由此可見，熱處理不足容易引起加工設(shè)備和工件兩方面的熱變問題。

三、降低機械加工工藝過程對零件精度影響的策略

3.1 降低外部干擾對零件精度的影響

降低外部干擾對零件加工精度影響，一方面應(yīng)從機床等設(shè)備的安裝、維護(hù)過程做起，定期對加工系統(tǒng)中各部件尤其是切割刀片、傳送設(shè)備以及磨砂輪等工件直接接觸部分進(jìn)行檢修，盡可能減少由于機械物理損耗帶來的加工精度缺失；另一方面，應(yīng)對各部分組間的結(jié)合部分進(jìn)行檢修，提升組合部件的契合度，滿足加工零件的最低要求。此外，應(yīng)定期對各部件殘存的加工垃圾進(jìn)行清理，以減少摩擦等帶來的加工誤差?？傊?，降低外部干擾對零件精度的影響，重在對機床的維護(hù)工作，應(yīng)通過定期性的維護(hù)保養(yǎng)盡量減少外部干擾對零件加工造成的誤差。

3.2 提升零件加工過程中的溫度控制

從上文可以看出，溫度控制不足引起工件以及設(shè)備的變形是造成誤差的重要方面。因此，應(yīng)有效提升零件加工過程中的溫度控制環(huán)節(jié)。溫度過高或者過低，都會造成零件加工的精度問題。因此，一方面在溫度較高時，應(yīng)進(jìn)行一定的降溫處理，尤其是打磨砂輪的冷卻以及切割刀具的冷卻，可以進(jìn)行冷卻設(shè)備安裝，但應(yīng)避免劇烈的冷卻過程，因為劇烈冷卻容易造成工件的破裂問題；另一方面，為避免加工環(huán)節(jié)溫度過低造成的影響，可以在工件加工之前進(jìn)行一定的預(yù)熱處理過程，以此確保工件加工能夠具備一定的溫度保障?？梢姡瑥臒嶙兊慕嵌榷?，應(yīng)從冷卻和預(yù)熱處理兩個方面進(jìn)行改進(jìn)，為零件加工提供必要的溫度控制措施。

3.3 嚴(yán)格控制工藝流程

嚴(yán)格控制工藝流程。一方面要求機械加工工藝應(yīng)嚴(yán)格遵守既定的加工工序，根據(jù)不同的加工零件編制工藝路線，并確定每道工序的設(shè)備以及操作時間。根據(jù)傳統(tǒng)的加工工藝過程經(jīng)驗，應(yīng)將粗加工過程與精細(xì)加工過程分離開來，做好各類機械設(shè)備的有效選擇。另一方面，應(yīng)優(yōu)先加工基準(zhǔn)面再加工孔，從而確定基準(zhǔn)面和工孔的相對位置，依次保障機械加工精度。除此之外，應(yīng)做好溫控環(huán)節(jié)的時間保障，不能因效率還犧牲溫控環(huán)節(jié)。最后，在完成一定批量的零件加工工作后，應(yīng)對系統(tǒng)的各設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)矯正，依次較少機械誤差，同時可以通過降低機械疲勞，降低對零件加工精度的影響?？傊?，工藝流程是機械加工減小加工零件誤差的重要措施，必須加以重視。

3.4 運用計算機數(shù)控機床來提升零件精度

隨著現(xiàn)代化制造的迅猛發(fā)展，利用計算機設(shè)備進(jìn)行控制的數(shù)控機床的使用能夠有效減少由于機床自身精度誤差引起的零件精度缺失問題。除了精度控制方面的優(yōu)勢，數(shù)控機床在機械加工效率方面是傳統(tǒng)機床加工不可比擬的，可有效節(jié)約人力資源成本。另外，需要注意的是，數(shù)控機床雖然在加工控制和效率方面有巨大優(yōu)勢，然而其可維護(hù)性以及操作復(fù)雜度等方面也對操作人員提出了要求，特別是一些通過編程控制的加工工藝過程，對操作者的應(yīng)用水平較高。相信隨著自動化控制過程的快速發(fā)展，數(shù)控機床必然會在機械制造領(lǐng)域大放異彩。

四、結(jié)束語

機械加工工藝水平會直接影響加工精度，因此，應(yīng)結(jié)合實際生產(chǎn)需要，選擇科學(xué)、合理的加工工藝，并運用科學(xué)的加工方法，提高機械加工工藝水平，從而減少不良因素對機械零件加工精度的影響，保障機械零件的加工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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