淺析機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度影響

馮科峰

[摘? ? 要]隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)水平也取得了巨大的進(jìn)步，本文將對(duì)機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響進(jìn)行探究，提高我國(guó)機(jī)械加工工藝水平，并提高加工零件質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]零件加工工藝;影響分析;提升精度方法

[中圖分類(lèi)號(hào)]TH161.1 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）10–00–03

Preliminary Study on the Influence of Machining Process on the Precision of Parts

Feng Ke-feng

[Abstract]With the development of society， my country's industrial level has also made great progress. This article will explore the impact of machining technology on parts processing accuracy， improve the level of my country's machining technology， and improve the quality of processed parts.

[Keywords]parts processing technology; impact analysis; methods to improve accuracy

隨著我國(guó)機(jī)械化程度的提高，我國(guó)對(duì)于零件加工工藝的要求也變得更加嚴(yán)格，本文將首先對(duì)零件加工工藝的含義進(jìn)行解釋?zhuān)髮?duì)影響零件加工工藝精度的因素進(jìn)行分析，最后對(duì)提高零件加工精度的方法進(jìn)行探究。

1 零件加工工藝

零件加工工藝需要多種機(jī)械技術(shù)配合，在進(jìn)行零件加工的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)首先畫(huà)出零件的圖紙內(nèi)容，之后還應(yīng)當(dāng)對(duì)零件的各類(lèi)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算與把控，最終通過(guò)機(jī)械加工得到完整的零件，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)作零件加工。但是零件加工并不是一個(gè)單純的加工過(guò)程，在零件加工過(guò)程中工作人員還應(yīng)當(dāng)熟練的掌握零件加工機(jī)械的實(shí)用特點(diǎn)，針對(duì)不同類(lèi)型的零件使用、不同的機(jī)械加工方法，合理的零件加工提高零件的精密度，并且提高零件的使用壽命，這要求在加工時(shí)應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確掌握零件加工的精密度，精密度不僅反映了零件在幾何學(xué)中的具體指標(biāo)，還反映出了零件的外形特點(diǎn)。通過(guò)實(shí)踐表明，加工出來(lái)的零件尺寸與設(shè)計(jì)尺寸會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，如果想要得到與設(shè)計(jì)圖紙一模一樣的零件實(shí)體是一件十分困難的事情，所以加工出來(lái)的零件實(shí)體只要符合誤差標(biāo)準(zhǔn)，都可以算為合格零件，零件的使用標(biāo)準(zhǔn)與各類(lèi)參數(shù)只要能夠滿(mǎn)足零件設(shè)計(jì)的最初要求，都能夠被投入使用。在分析完零件加工工藝的含義與零件加工精度的涵義之后，下面將要針對(duì)影響零件加工精度的因素進(jìn)行分析。

2 機(jī)械加工工藝對(duì)零件精度的影響

通過(guò)零件加工工藝可以得知，零件在加工前需要經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)之后投入機(jī)械生產(chǎn)，機(jī)械生產(chǎn)出的零件與設(shè)計(jì)零件尺寸精度會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，在偏差允許范圍內(nèi)且不影零件功效作用的情況下，這種誤差是被允許的，下面將對(duì)機(jī)械加工工藝對(duì)零件精度的影響進(jìn)行分析，將機(jī)械加工對(duì)零件精度的影響降至最低。

2.1 內(nèi)部因素影響加工精度

內(nèi)在因素能夠在一定程度上影響到零件加工的精度，內(nèi)部因素包含機(jī)械因素與人為因素2種，在零件加工過(guò)程中都會(huì)運(yùn)用到機(jī)床，機(jī)床的參數(shù)會(huì)根據(jù)零件的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在加工過(guò)程中機(jī)床的參數(shù)出現(xiàn)了一定的誤差，那么會(huì)出現(xiàn)零件精確度降低的現(xiàn)象產(chǎn)生，并對(duì)后續(xù)零件加工工作造成巨大的影響。并且以部分廠(chǎng)家在零件加工過(guò)程中由于缺乏對(duì)員工的職業(yè)教育，所以導(dǎo)致一部分員工在進(jìn)行零件加工過(guò)程中不按照既定程序加工零件，忽視零件加工的步驟，這也就導(dǎo)致零件加工精度不高[1]。尤其是對(duì)薄壁零件進(jìn)行加工的過(guò)程中，由于薄壁零件壁厚在1 mm以下，所以在加工時(shí)更應(yīng)當(dāng)注重內(nèi)部因素的控制，薄壁零件的加工是車(chē)削中比較棘手的問(wèn)題，原因是薄壁零件剛性差，強(qiáng)度弱，在加工中極容易變形，使零件的形位誤差增大，不易保證零件的加工質(zhì)量。通過(guò)分析可以得知，內(nèi)部因素能夠影響到整個(gè)零件加工過(guò)程的精度，尤其是對(duì)薄壁零件進(jìn)行加工時(shí)，更應(yīng)當(dāng)注重內(nèi)部因素的控制工作。

2.2 受力影響零件精度

零件進(jìn)行加工的過(guò)程中會(huì)遇到一定的環(huán)境或外力的干擾，由于零件的加工需要多種角度，多重受理才能夠成行，所以在零件加工過(guò)程中，未加工的部分可能會(huì)受到外力的影響產(chǎn)生一定的形變，這種形變將直接影響到零件的精度，薄壁零件再加工過(guò)程中因工件壁薄剛性很差，車(chē)削是裝夾不當(dāng)在夾緊力的作用下容易產(chǎn)生變形，從而因?yàn)榍邢髁爸亓τ绊懯构ぜl(fā)生彎曲變形從而影響工件的尺寸精度和形狀精度。

2.3 熱因素影響

在對(duì)零件進(jìn)行削切階段，由于機(jī)械削切的精度未能達(dá)到零件的精度標(biāo)準(zhǔn)，所以還需要工作人員對(duì)零件進(jìn)行手動(dòng)切割，通過(guò)此種方式使零件達(dá)到要求精度，但是在零件反復(fù)切割的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)零件溫度升高，零件輪廓變大，部分區(qū)域出現(xiàn)形變的問(wèn)題，這種情況在薄壁零件加工過(guò)程中尤為常見(jiàn)，由于工件較薄、散熱性較差，在切削熱的作用下會(huì)引起工件熱變形或膨脹，使工件尺寸難于控制，出現(xiàn)零件精度不達(dá)標(biāo)的情況。

2.4 其他原因

刀具磨損也是影響薄壁零件精度的原因之一，由于薄壁工件較長(zhǎng)、一次走刀時(shí)間很長(zhǎng)，因此在切削過(guò)程中受振使刀具磨損較大從而影響工件的尺寸精度;另外由于刀架及中心架使用不當(dāng)，也會(huì)造成薄壁零件精度下降的情況出現(xiàn)，在薄壁件加工過(guò)程中若壓力過(guò)小或不接觸，就不起作用，不能提高零件的剛度：若壓力過(guò)大，零件被壓向車(chē)刀，切削深度增加，車(chē)出的直徑就小，當(dāng)跟刀架繼續(xù)移動(dòng)后，支承塊支承在小直徑外圓處，支承塊與工件脫離，切削力使工件向外讓開(kāi)，切削深度減小，車(chē)出的直徑變大，以后跟刀架又跟到大直徑圓上，又把工件壓向車(chē)刀，使車(chē)出的直徑變小，這樣連續(xù)有規(guī)律的變化，就會(huì)把細(xì)長(zhǎng)的工件車(chē)成“竹節(jié)”形。造成機(jī)床、工件、刀具工藝系統(tǒng)的剛性不良給切削加工帶來(lái)困難，不易獲得良好的表面粗糙度和幾何精度。并且工件內(nèi)孔由深孔完成后，再精車(chē)外圓，深孔加工中難免有橢圓、錐度以及跳動(dòng)等因素，影響外圓同軸度和跳動(dòng)，這種因素也會(huì)直接影響到薄壁件的加工精度[2]。

3 提高精度的方法

通過(guò)影響精度的分析可以得知，零件加工過(guò)程中會(huì)受到內(nèi)部因素、受力、熱傳導(dǎo)及其他因素的影響，造成零件加工精度較低的現(xiàn)象發(fā)生，在對(duì)零件尤其是薄壁零件加工過(guò)程種應(yīng)當(dāng)針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行有效的控制措施，下面探究提高零件的加工精度方法。

3.1 提高工作人員的工作水平

提高工作人員的工作水平，就應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)工作人員的機(jī)械操作能力，這就要求零件生產(chǎn)廠(chǎng)家必須培養(yǎng)一部分技術(shù)過(guò)硬的工人，提高人與機(jī)械的協(xié)同能力，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)工作流程、工作規(guī)定的落實(shí)，提高零件加工程序的精確性。

3.2 控制加工溫度

在進(jìn)行零件加工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注重溫度的控制，對(duì)于薄壁零件加工而言，無(wú)論是高溫或者超低溫都會(huì)對(duì)零件造成一定的形變影響，所以在進(jìn)行零件加工過(guò)程中要保持適當(dāng)?shù)臏囟龋箿囟群愣?，提高零件加工的精度。由于零件加工機(jī)械升溫也會(huì)影響到零件的加工精度，所以針對(duì)這種情況在進(jìn)行零件加工過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)應(yīng)用冷卻設(shè)備對(duì)機(jī)械進(jìn)行降溫處理，降溫系統(tǒng)能夠降低機(jī)械在對(duì)零件反復(fù)切割時(shí)產(chǎn)生的溫度，使機(jī)械設(shè)備溫度保持恒定，防止機(jī)械出現(xiàn)冷熱不均的現(xiàn)象[3]。

3.3 地裝夾的使用

一般地裝夾及加工必須在保證內(nèi)外原軸線(xiàn)的同軸度、端面與內(nèi)孔軸線(xiàn)的垂直度，以及兩平面的平行度前提下完成，可采取以下幾種方法，首先可以采用采用開(kāi)口套裝夾法，用開(kāi)口套改變?nèi)ūP(pán)的三點(diǎn)夾緊為整圓抱緊，即用三爪卡盤(pán)夾持開(kāi)口套使其變形并均勻抱緊薄壁套后再車(chē)削內(nèi)孔。還可以采用采用大弧形軟爪裝夾法，改裝三爪卡盤(pán)的三個(gè)卡爪，在三個(gè)通用卡爪上焊接大弧形軟爪，增大夾持面積，減小薄壁套的夾緊和車(chē)削變形。注意在把大弧形軟爪與原三爪卡盤(pán)的三個(gè)卡爪焊接后適當(dāng)放置一段時(shí)間，讓其自然變形，然后對(duì)大弧形軟爪應(yīng)有足夠的徑向厚度，使其有足夠的剛度。在使用一定時(shí)間后，再次進(jìn)行“白干自”的精密車(chē)削，確保精度不變。對(duì)于直徑大、尺寸精度和形位精度要求較高的圓盤(pán)薄壁工件，可裝夾在花盤(pán)上車(chē)削。在花盤(pán)上用螺釘固定一個(gè)定位盤(pán)，注意在固定前要用千分表調(diào)整定位盤(pán)的外圓與車(chē)床主軸同軸，用兩個(gè)或四個(gè)壓板軸向壓緊薄壁套后就可以車(chē)削內(nèi)孔。在夾緊時(shí)注意不要完全壓緊一個(gè)壓板后，再壓緊另一個(gè)壓板，而是對(duì)稱(chēng)地逐漸使各個(gè)壓板壓緊薄壁套，這樣不會(huì)因夾緊力而使薄壁套變形，車(chē)削完整后，也是對(duì)稱(chēng)地逐漸松開(kāi)各個(gè)壓板。車(chē)削時(shí)，先將工件裝夾在三爪自定心卡盤(pán)上粗車(chē)內(nèi)孔及外圓，各留1～1.5 mm精車(chē)余量，并精磨兩端面至長(zhǎng)度尺寸。然后將工件裝夾在花盤(pán)上精車(chē)內(nèi)孔及內(nèi)端面。精車(chē)內(nèi)孔裝夾方法：先在花盤(pán)面上車(chē)出一凸臺(tái)，凸臺(tái)直徑與工件內(nèi)孔之間留0.5～1 mm間隙，用螺栓、壓板壓緊工件的端面，壓緊力要均勻，找正后即可車(chē)削內(nèi)孔及端面。精車(chē)外圓時(shí)裝夾方法：將三點(diǎn)接觸式壓板通過(guò)螺栓適當(dāng)壓緊，即可車(chē)削外圓[4]。以上2種夾緊方法，由于用力均為軸向，工件不易變形。此外還應(yīng)當(dāng)對(duì)加工的刀頭有一定的控制，針對(duì)不同的零件加工使用不同的加工刀頭，刀頭的使用說(shuō)明見(jiàn)圖1。在進(jìn)行削切時(shí)應(yīng)當(dāng)減少切削力造成的變形，可采用大偏角、內(nèi)、外表面同時(shí)切削等方法。在加工過(guò)程中應(yīng)分為分粗、精兩次加工過(guò)程，減少熱變形引起的誤差，可在粗加工后留有足夠的冷卻時(shí)間，再進(jìn)行精加工。在進(jìn)行削切量控制的過(guò)程中，切削用量還必須根據(jù)零件的材料、尺寸和精度的要求;但根據(jù)薄壁的特點(diǎn)，可以進(jìn)行高傳速、低進(jìn)給、小吃刀量的加工工作。

3.4 減少外力對(duì)零件的影響

外力是影響零件精密度的主要原因之一，所以在加工個(gè)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)減少外力對(duì)零件的影響，在零件加工過(guò)程中所有的外力主要為擠壓力與摩擦力2種，因此在加工之前相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)零件加工的特性對(duì)機(jī)床進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對(duì)設(shè)備的固定部件位置進(jìn)行調(diào)試工作。另一方面零件在加工過(guò)程中不可避免的會(huì)受到摩擦力的影響，為了減少此影響工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)械與零件的接觸面進(jìn)行打磨，將表面清理平坦，降低摩擦力零件造成的影響[5]。對(duì)于薄壁零件而言，工作人員還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行細(xì)致觀察，對(duì)于脆弱的部位進(jìn)行一定的加固處理，防止零件因擠壓力造成形變。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度影響探究中可以發(fā)現(xiàn)，想要確保零件的精密度，就應(yīng)當(dāng)控制機(jī)械參數(shù)，保障機(jī)械在恒定溫度下進(jìn)行工作。

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