數(shù)字化加工技術(shù)對金屬零件加工精度的影響研究

韓 雪

（遼寧工程職業(yè)學(xué)院，遼寧 鐵嶺 112008）

所謂數(shù)字化加工工藝，主要工作流程是將金屬毛坯件，按照圖紙中的相關(guān)尺寸，合理改善其形狀和大小。金屬零件加工操作步驟繁復(fù)龐雜，截止到目前，在金屬零件加工領(lǐng)域，對金屬零件的加工質(zhì)量，嚴(yán)重影響著產(chǎn)品質(zhì)量，所以在實際加工時，為了引起相關(guān)方面的注意，需要明確規(guī)定金屬零件的形狀與尺寸，進(jìn)而提高零件的加工精度[1]。其精度主要取決于數(shù)字化加工工藝水平，還與工人操作技術(shù)有著必要聯(lián)系。在采用數(shù)字化加工技術(shù)時，還需不斷總結(jié)，數(shù)字化加工過程產(chǎn)生的不利因素，才能有效提高金屬零件的加工精度。如今金屬零件加工逐漸趨于現(xiàn)代化，為了保證金屬零件的使用性能，需要使整體幾何參數(shù)完成相關(guān)工業(yè)要求。現(xiàn)在金屬加工行業(yè)的競爭日益激烈，企業(yè)的脫穎而出，取決于金屬零件的加工精度，合理的加工工藝，能大幅提升金屬零件加工精度，有效推動金屬加工領(lǐng)域的發(fā)展，使精度合格特點(diǎn)呈現(xiàn)出來。

1 數(shù)字化加工技術(shù)相關(guān)概述

在進(jìn)行金屬零件加工時，通過對數(shù)字化加工領(lǐng)域的方法，根據(jù)金屬零件加工的具體需求[2]，按照一定順序的工序，對零件的尺寸與形狀進(jìn)行加工，使金屬零件的特性發(fā)生相應(yīng)的改變，最終制作出達(dá)到要求的金屬零件。數(shù)字化加工工藝內(nèi)容豐富，隨著現(xiàn)代科技的提升，該技術(shù)也在逐步提高，在經(jīng)過圖紙設(shè)計，以及初步加工之后，進(jìn)行原材料保存、熱處理零件等一系列工作，使最后得到的金屬零件，精度符合先前設(shè)計要求。該技術(shù)適配的金屬生產(chǎn)類型頗多，且逐漸被應(yīng)用到金屬加工的生產(chǎn)過程中，具體工藝加工時，需要倚靠龐大的工藝系統(tǒng)，配置完善的機(jī)械設(shè)備，滿足金屬零件的相關(guān)工業(yè)要求，從而提升金屬零件的加工精度[3]。進(jìn)行數(shù)字化加工需要一定的基礎(chǔ)條件，其中包括的器件有：機(jī)床、夾具等一系列設(shè)備。然而就目前情況來看，我國的金屬加工制造業(yè)仍處于落后狀態(tài)，在進(jìn)行數(shù)字化加工時，無法全部實現(xiàn)由機(jī)械代替人工，整體加工依舊存在很多隱患，且無法掌握進(jìn)口加工設(shè)備的核心技術(shù)。這就需要具備一定的方案指導(dǎo)，完成對金屬零件的加工。

2 數(shù)字化加工技術(shù)對金屬零件加工精度的影響

2.1 受力因素的影響

在實際開展金屬零件加工的過程中，會對金屬零件產(chǎn)生一定壓力，從而使金屬零件發(fā)生受力變形的結(jié)果。整個數(shù)字化加工工藝系統(tǒng)運(yùn)行時，存在諸多因素，會導(dǎo)致金屬零件受力變形。影響因素主要有三種，具體如下圖所示。

圖1 金屬零件加工精度影響因素圖

在實際處理金屬零件時，需要對設(shè)備的加工尺寸進(jìn)行調(diào)整，并將其固定在數(shù)字化加工設(shè)備上，并適當(dāng)調(diào)整設(shè)備對金屬零件的壓力。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，機(jī)床、夾具等設(shè)備，均會對金屬零件產(chǎn)生壓力，當(dāng)壓力施加不當(dāng)時，勢必會對金屬零件加工的精度產(chǎn)生影響，可能出現(xiàn)移位現(xiàn)象，也可能會使零件表面造成損壞，進(jìn)而影響加工效率。所以在設(shè)計尺寸參數(shù)時，要對構(gòu)件之間各種壓力進(jìn)行明確，部分工作人員會對金屬零件所受的壓力，產(chǎn)生自動忽視的心理，使金屬零件在加工時，產(chǎn)生一定程度的位移，對金屬零件壽命有一定影響，還對金屬零件后續(xù)的使用造成一定影響。

2.2 熱變因素的影響

在零件加工作業(yè)中，熱變形也會造成加工精度的缺失，一旦溫度提升，被加工的金屬零件部件，容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象[4]。對任何零件的加工，都會用到較為鋒利的刀具，溫度的升高使各個設(shè)備之間的契合受到影響，導(dǎo)致零件內(nèi)外產(chǎn)生溫差。隨著溫度直線上升，機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生了形變，當(dāng)零件長度超出一定范圍后，工件發(fā)生熱變形現(xiàn)象，而金屬毛坯零件需要被安裝在夾具上，放置在機(jī)床上完成加工，然而較高的溫度，無法使被加工的零件受到熱傳導(dǎo)與外力，繼而出現(xiàn)滑動問題，與既定的金屬尺寸也產(chǎn)生了差距，伴隨加工時間的延續(xù)，金屬零件與夾具之間的熱傳導(dǎo)愈加增多，使金屬加工的零部件持續(xù)受到影響，最終使切割的誤差增大。

2.3 內(nèi)在因素的影響

為了滿足金屬零件的相關(guān)設(shè)計需求，需要使用大型的組合設(shè)備，完成對金屬零件的數(shù)字化加工。若組合設(shè)備安裝不規(guī)范，就會產(chǎn)生一定的內(nèi)在因素，導(dǎo)致數(shù)字化加工系統(tǒng)精度誤差，進(jìn)而影響金屬零件的加工精度。對金屬零件的加工時間較長，出現(xiàn)設(shè)備及零件磨損的現(xiàn)象不可避免[5]，且一旦產(chǎn)生便不易被消除，這是導(dǎo)致精度出現(xiàn)較大誤差的根本原因。相對來說，為了確保零件加工時產(chǎn)生的精度，需要保證各個零部件之間，存在較高的配合度，且數(shù)字化加工工藝對組合設(shè)備的要求很高，通過相互調(diào)整組合設(shè)備，解決安裝不到位的問題，查找金屬零件的損壞位置。實際加工中，組合設(shè)備的質(zhì)量，決定了金屬零件的加工精度，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備質(zhì)量問題，使加工時各設(shè)備間的配合能夠更加嚴(yán)格，會一定程度上減少零件精確度誤差。

3 數(shù)字化加工技術(shù)對金屬零件加工精度的改善措施

3.1 減少外力的干擾

在進(jìn)行數(shù)字化加工時，外力的影響不可避免，為了防止外力對金屬性能產(chǎn)生影響，應(yīng)合理控制外力因素，令金屬零件加工精確度提升。常見的外力包含摩擦力、擠壓力等，進(jìn)而干擾加工過程，雖然不能避免，外力對金屬零件加工精確度的影響，但可以通過加強(qiáng)對固定零件的檢查力度，減少對金屬零件這種過大的擠壓力，降低外力對金屬零件加工的影響，避免各個設(shè)備間出現(xiàn)錯位的問題。具體作業(yè)時，需從工作人員入手，固定好零件與組合設(shè)備，采取有效措施，針對各個數(shù)字化加工設(shè)備，做好檢查工作，為設(shè)備間的接觸面添加潤滑油，減少二者間的摩擦力，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備構(gòu)架出現(xiàn)問題，就應(yīng)該及時調(diào)整設(shè)備構(gòu)架，固定好金屬零件的位置，在面對突發(fā)情況時，技術(shù)人員能夠及時展開應(yīng)對策略，明確力的方向與大小，降低外力的干擾，使設(shè)備表面處于平滑狀態(tài)。

3.2 對溫度進(jìn)行控制

熱變因素會嚴(yán)重影響金屬零件的加工精度，零件變形就是因為溫度過高而產(chǎn)生的，這種影響結(jié)果比較顯著，為了嚴(yán)格控制設(shè)備溫度，可以對其開展物理降溫，控制設(shè)備加工的速度，降低設(shè)備因摩擦而產(chǎn)生的大量熱度，合理應(yīng)用數(shù)字化加工技術(shù)，降溫措施及性質(zhì)如下表1 所示。

表1 溫度控制方式

當(dāng)設(shè)備運(yùn)行速度過快時，會引起加工環(huán)境的溫度驟升，在結(jié)合加工工期的基礎(chǔ)上，合理控制設(shè)備加工環(huán)節(jié)，在整個加工過程中配備溫度計，放置冷卻液，采取冷卻水降溫，對整個加工過程開展化學(xué)降溫?；趯Νh(huán)境降溫所采取的一系列措施，完善加工設(shè)備的運(yùn)行過程，其中冷卻液的作用巨大，能夠使加工設(shè)備的溫度大幅降低，令加工環(huán)境內(nèi)的溫度得到有效調(diào)節(jié)，最終及時降溫。

3.3 控制加工流程

為了減少加工所產(chǎn)生的內(nèi)在因素影響，需要基于數(shù)字化加工技術(shù)，對整個金屬零件的生產(chǎn)制造流程合理控制，加大對設(shè)備的研發(fā)力度，遵守加工行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行加工之前，需要檢測和校驗加工設(shè)備，嚴(yán)格把控整個加工流程的進(jìn)行，確保金屬零部件不會發(fā)生損壞，且加工設(shè)備不會出現(xiàn)變形現(xiàn)象，從而對整個金屬零件加工流程進(jìn)行合理的設(shè)計。在這基礎(chǔ)上，相關(guān)部門需要為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，提供充裕的資金，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，并高度重視人才培養(yǎng)，逐步完善我國數(shù)字化加工領(lǐng)域的缺陷。綜合考慮內(nèi)在因素，為了保證金屬零件的加工精度，需要對零件的尺寸與位置，按照數(shù)字化要求，進(jìn)行精確的設(shè)定，盡量減小二者的實際誤差。要詳細(xì)記錄每一次加工所產(chǎn)生的誤差，并對誤差數(shù)據(jù)反復(fù)分析，最終減小內(nèi)在因素對零件加工精度的影響。

4 結(jié)語

如今，數(shù)字化加工工藝的發(fā)展已見成效，其工藝對于零件加工精度來說，有著重要影響。不過在實踐操作中，卻存在諸多影響，為此需要不斷強(qiáng)化數(shù)字化加工技術(shù)，改善其使用性能，降低誤差，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，進(jìn)而提高金屬零件的加工精度，使企業(yè)得到更多經(jīng)濟(jì)效益。