機械加工工藝對零件加工精度的影響

徐冰琪1 葛華2

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機械零件的精度在機械加工過程中占據(jù)著重要的地位和關(guān)鍵性的作用，精度一般是指加工之后零件的幾何參數(shù)與加工之前零件參數(shù)的兼容性。其中，兩者之間的適合度越高，則證明整個零件加工的精度就越高，相應(yīng)的加工質(zhì)量也較好。

1 加工工藝和零件生產(chǎn)精度之間的關(guān)系

車床的加工工藝需要根據(jù)工藝的步驟和規(guī)劃來實現(xiàn)對零件的精度的把握，工藝的規(guī)劃指的是對滿足生產(chǎn)零件要求的工藝步驟進行的記錄，進而形成生產(chǎn)的經(jīng)驗，慢慢演變?yōu)橐环N規(guī)章制度，便于在以后的加工生產(chǎn)中按照相關(guān)的規(guī)章制度生產(chǎn)出符合要求的零件[1]。工藝步驟是機械設(shè)備生產(chǎn)的過程，這與零件生產(chǎn)的最終精度有著直接的影響，影響零件生產(chǎn)精度的因素很多，有加工工人的操作方法、設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況和設(shè)備的加工精度等。

2 機械加工精度受加工工藝影響的主要因素

2.1 加工車床程序?qū)庸ぞ鹊挠绊?/h3>

加工車床程序作為我國機械制造業(yè)機械加工工藝中至關(guān)重要的一部分，其技術(shù)水平的發(fā)展程度嚴重影響著機械加工的精度與質(zhì)量。現(xiàn)階段，我國大部分機械制造企業(yè)的機械加工工藝，都是采用數(shù)控的方式來對機床的運行實施控制。因此，機械加工中車床數(shù)控技術(shù)的效率與水平將直接影響所要加工的機械零件的精度與質(zhì)量。我國機械制造企業(yè)，在進行數(shù)控機床的編程工作時，要充分根據(jù)所要加工的零部件的具體特征與需求來對數(shù)據(jù)進行精確的設(shè)置[2]。與此同時，還要對編程原點進行科學(xué)、合理的選擇，并在實際的機械加工過程中注重對有效的數(shù)控數(shù)據(jù)進行記錄與分析，以提升車床加工過程中零件的精度。

2.2 車床內(nèi)部受力發(fā)生形變對零件精度造成的影響

車床的加工設(shè)備主要是由車床、零件、工具和夾具四部分構(gòu)成，在對零件進行加工時，車床內(nèi)部會受到多種力共同作用，這些包括工具斜削力、夾具的夾力等，在這些力的共同作用下，很容易使車床內(nèi)部的部件產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象，在這種狀態(tài)下進行生產(chǎn)，加工的零件精度會受到影響，無法進行回復(fù)。一般的受力變形可以大致分為外力作用和殘余應(yīng)力的作用，外力作用主要指的是刀具與零件的剛度，在刀桿的剛度小于限定標準的時候，會出現(xiàn)刀桿變形的現(xiàn)象。車床本身的承受力發(fā)生變化，加工精度就會隨之發(fā)生影響。殘余應(yīng)力作用是指焊接過程中出現(xiàn)的應(yīng)力，在澆筑之后，零件的溫度會發(fā)生下降，從而形狀就會發(fā)生變化，致使殘余應(yīng)力的出現(xiàn)，對零件的加工精度造成影響，所以要通過有效措施避免殘余應(yīng)力的出現(xiàn)。

2.3 機床夾具對加工精度的影響

根據(jù)機械工藝的要求，在加緊工件之前，讓它在機床的夾具上的有正確位置，并始終保持它在加工過程中位置不變的工藝裝備，叫做機床夾具。簡言之用于裝夾工件的裝置叫機床的夾具，簡稱夾具[3]。其中，定位是使零件在機床的夾具中找到正確位置的過程；夾緊是在零件在定位后，將它固定好，并使它在加工過程中保持位置不變的操作。在夾具設(shè)計的時候，必須根據(jù)待加工的工件選擇合適的定位元件，比如以平面做基準面的時候，可以選擇定位釘、定位板等作為定位元件；以圓孔定位的時候，可以選擇圓柱銷作為定位元件；以工件的外圓柱表面定位的時候，可用V型塊作為定位元件。選擇定位元件的時候，保證其平整性，特別是以定位銷作定位元件時，需調(diào)整好各銷，使其高度統(tǒng)一。如果點位元件不平整，這樣就起不到一個定位的作用，從而影響工件在加工過程中產(chǎn)生位置誤差，使加工出來的工件成為不及格品。所以只有工件在正確的位置上固定好，才能保證機床加工的穩(wěn)定進行。

2.4 幾何誤差

在應(yīng)用機械加工工藝進行零件制造時，經(jīng)常會產(chǎn)生幾何誤差，產(chǎn)生這種情況的原因有很多，主要可以分為三個方面。首先，是加工機床的原因，有的機床由于使用的制造工藝較為落后，導(dǎo)致其一出廠就存在一定的瑕疵，極易引發(fā)幾何誤差的出現(xiàn)，這種誤差通過調(diào)整機床是很難修復(fù)的，最徹底的辦法就是更換機床。而且隨著機床使用時間的增加，其內(nèi)部的元件會出現(xiàn)磨損問題，會對加工精度產(chǎn)生一定的影響[4]。其次，在零件加工的過程中需要使用刀具，刀具也是影響加工精度的重要因素，刀具在長時間的使用過程中，其的位置會隨著作業(yè)數(shù)量的增加而逐漸移動，最終致使幾何誤差超出規(guī)定的誤差范圍。最后，工裝夾具在使用一段時間后，加工人員會適當(dāng)調(diào)整夾具的位置，但是由于其專業(yè)能力的限制，導(dǎo)致調(diào)整過后的夾具位置存在偏差。

2.5 切削熱對加工精度的影響

在金屬加工的時候，刀具與工件之間相互摩擦，被切削層的金屬發(fā)生彈性、塑性變形都會產(chǎn)生熱，這就是切削熱的主要來源。其中，加工塑性金屬的時候，切削熱主要來自于剪切區(qū)的形變、刀具的前面與切屑的摩擦所消耗的功；加工脆性材料的時候，切削熱主要來自于刀具的后面和工件的摩擦所消耗的功。加工的時候所產(chǎn)生的熱，主要是以熱傳導(dǎo)的方式，由廢屑、零件、刀具和介質(zhì)等向外面?zhèn)魃?。因此在加工過程中，如果產(chǎn)生大量的切削熱，而又未能及時的排出，則會導(dǎo)致毛坯工件迅速升溫，特別是在加工某些熔點偏低的塑性材料的時候，高溫使其結(jié)構(gòu)改變，性能不穩(wěn)定，由于熱脹冷縮，使加工出來的工件并未能達到精度要求。同時，過高熱量也會對刀具及機床床身產(chǎn)生一定不良影響，比如改變刀具的性能，降低刀具的剛度等。因此，在加工過程中，除了選擇正確的加工參數(shù)和刀具，最好加入冷卻介質(zhì)等。

3 解決機械加工工藝對加工精度影響的措施

3.1 減少外力變化對加工精度的影響

零件在機械加工的過程中很容易受到外力變化的影響，因此，機械加工企業(yè)相關(guān)工作人員應(yīng)積極重視機械加工設(shè)備的維修與保養(yǎng)，要對設(shè)備的加工平臺定期進行清掃與打磨，避免機械設(shè)備因碎屑的殘留而發(fā)生銹蝕，進而影響機械加工的效率與精度[5]。此外，機械加工企業(yè)在進行裝夾工作時，還要嚴格使用符合標準的夾具以及合理的裝夾方式，防止零件因裝夾不當(dāng)而被擠壓變形。在進行機械加工工作時，應(yīng)科學(xué)結(jié)合零件材料的特殊性質(zhì)，選擇適合的加工刀具與切削速度，避免由于設(shè)備選擇的不合理而加大零件的誤差。

3.2 合理控制溫度的影響

機械加工工藝活動的開展受溫度因素的影響較大。在機械加工工藝活動的開展過程中，溫度過高或者溫度過低都會給整個零部件的生產(chǎn)精度帶來影響。因此，在具體的加工操作時，就應(yīng)合理的控制溫度，確保溫度的設(shè)置能夠有效的滿足機械零部件的生產(chǎn)要求，這樣就能提高整個零部件的生產(chǎn)精度。此外，我們還可以通過調(diào)節(jié)溫度的方式來實現(xiàn)對機械加工速度的調(diào)整，這樣就能確保將溫度控制在合理的范圍之內(nèi)，以此也就能提高機械零部件的加工效率。

3.3 機械加工變形的應(yīng)對策略

如何有效杜絕由幾何精度誤差造成的機械零件質(zhì)量下降現(xiàn)象，是機械生產(chǎn)加工行業(yè)必須要解決的問題。首先，設(shè)備與零部件的采購人員應(yīng)該做到以質(zhì)量第一為原則，因為加工機械零件的設(shè)備質(zhì)量將在很大程度上決定零件的幾何誤差，因此，必須要保證機械設(shè)備的絕對合格。除此之外，質(zhì)量檢驗人員應(yīng)該充分理解設(shè)備本身也可能帶來誤差的基本特性，在實際的檢驗過程中，檢驗人員應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)對設(shè)備的改進策略進行闡述，提供給技術(shù)人員一定思路，真正實現(xiàn)檢驗與技術(shù)融為一體。最后還應(yīng)該對加工的機械零件進行定期的誤差統(tǒng)計，通過大數(shù)據(jù)分析來處理所得數(shù)據(jù)，將誤差數(shù)據(jù)送入機床系統(tǒng)，從側(cè)面提升加工設(shè)備的性能，最終提升生產(chǎn)線的加工水平。

3.4 加強人才的引進與培養(yǎng)

機械加工企業(yè)想要快速提高其機械加工的精度與效率，就要注重專業(yè)技術(shù)人才的引進與培養(yǎng)。一方面，應(yīng)加大人才的引進力度，積極開展校園招聘與社會招聘，擇優(yōu)選拔出專業(yè)技能與綜合素質(zhì)都較高的技術(shù)人才加入到機械制造企業(yè)中來，為機械制造行業(yè)注入更多新鮮的優(yōu)質(zhì)血液。另一方面，還應(yīng)加強對企業(yè)內(nèi)部機械操作人員的崗位技能培訓(xùn)，積極組織企業(yè)員工開展專業(yè)知識學(xué)習(xí)，聘請具備高超專業(yè)技能與豐富工作經(jīng)驗的老師來對其進行針對性的技術(shù)培訓(xùn)，以提高企業(yè)內(nèi)部機械加工操作人員的整體專業(yè)能力與綜合素質(zhì)。

4 結(jié)語

伴隨著機械加工工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在這領(lǐng)域中的企業(yè)也獲得了較大的發(fā)展。為了保證零件質(zhì)量，這些企業(yè)或工廠積極開發(fā)新技術(shù)，但是也要投入大量的人力、物力和財力的支持，希望本文中提到的一些建議或者觀點對整個機械加工工藝的發(fā)展帶來一些幫助。