機械加工工藝對零件加工精度的影響及其控制

徐愛軍

摘要：科學技術(shù)的快速發(fā)展，對機械加工精度提出來更高的要求，機械加工是目前零件加工的主要方法，具有加工速度快、自動化程度高等優(yōu)勢，但在具體加工過程中，零件加工的精度會受到機械加工工藝的影響，為保證零件加工精度，必須采用更加先進、技術(shù)含量更高的機械加工藝?；诖耍疚慕Y(jié)合理論實踐，先分析了機械加工工藝對零件加工精度的積極影響，然后分析了消極影響，并提出相應(yīng)的控制對策，希望對提升機械零件加工進度一定幫助，促進我國機械加工事業(yè)穩(wěn)健發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機械加工;零部件;幾何尺寸;溫度

0? 引言

零件加工對加工的幾何參數(shù)、數(shù)控編程技術(shù)等都有明確要求。雖然誤差難以避免，但如果誤差過大，必然會影響零部件使用性能。因此，在采用機械加工工藝加工零件時，需要嚴格控制數(shù)控編程技術(shù)、幾何精度、減少外力對零件精度的影響、嚴格控制加工溫度變形等，才能最大限度上保證零件加工的精度，促使我國工業(yè)事業(yè)持續(xù)發(fā)展。

1? 機械加工工藝度零件加工精度的積極影響

機械加工工藝是零件加工的主要工藝，具有很強的先進性和技術(shù)性，是計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、電子控制技術(shù)發(fā)展到一定的產(chǎn)物，在采用機械加工工藝加工零件時，需要多項技術(shù)的共同支持，保證選擇的零件毛坯和所要的零部件相互吻合，在具體加工時，必須保證加工精度符合設(shè)計要求。多數(shù)情況下，需要先對毛坯件進行粗加工，然后調(diào)整數(shù)控編程進行精加工。粗加工的工序是對毛坯進行打磨，加工成零件雛形，為精加工做準備。精加工需要通過精確的預(yù)測，促使零件加工之后，能滿足零件使用的要求。

機械加工工藝加工完成后，要及時對加工精度進行矯正，如果誤差較大，需要進行修正，要嚴格按照加工工序逐項操作，并對每個加工過程的質(zhì)量嚴格控制。從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，機械加工工藝經(jīng)過多年的發(fā)展和完善，加工技術(shù)愈發(fā)先進，加工精度也越來越高，在加工過程中，要制定科學合理的措施，合理改善工藝條件，保證零件加工的精度。

2? 機械加工工藝對零件加工精度造成的消極影響

2.1 數(shù)控編程技術(shù)

數(shù)控編程技術(shù)是機械零件加工是應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，合理應(yīng)用此項技術(shù)，有助于提升機械零件加工的自動化和標準化，從而提升加工精度。在應(yīng)用數(shù)控編程技術(shù)時，要合理選擇編程遠原點，降低尺寸公差再換算時形成的誤差，以保證零件加工精度。此外，在應(yīng)用數(shù)控編程技術(shù)時，需要通過計算機系統(tǒng)對零件加工數(shù)據(jù)進行全面分析和處理，按照分析處理的結(jié)果，進行數(shù)控編程，因此，數(shù)據(jù)分析處理的精度，也會影響零件加工精度。同時還要加強對插補方式的選擇，因為，在機械加工工藝中無論選擇何種插補方式，都會形成一定的誤差，并且誤差逐步累積，一旦超過允許誤差值，就會發(fā)生較大位移，增加零件加工誤差。

2.2 幾何精度

在進行零件加工時，一些工序需要人工來了完成，比如：毛坯件切割、打磨等，人的能力有限，在切割、打磨時難免會存在誤差，從而一些零件加工的總體精度。此外，有時也用刀具對毛坯件進行粗加工，刀具精度是否滿足要求，也會影響零件加工精度。比如：在進行零件切削時，刀面、刀刃和毛坯件之間的摩擦力比較大，長時間使用必然會造成道具磨損，從而引發(fā)振動異常，影響毛坯件切削效果，影響最終的加工精度。

2.3 受力變形

在機械加工零件時，需要多種設(shè)備、工具相互配合才能順利完成，相互之間就會形成較大的作用力，在零件加工時，受到的作用力有兩種，一種是加工外力，另一種殘余應(yīng)力。其中前者指的是外界給予零件的作用力，比如：刀桿和外圓車刀中的剛度不足，在零件加工時就會發(fā)生變形破損，導致誤差加大。此外，如果刀具和機床的剛度過大，高出被加工零件剛度太多，也會發(fā)生變形問題。后者指的是零件在加工過程中自身形成的內(nèi)部應(yīng)力，對零件加工的精度也有較大影響，在粗加工時，需要將已經(jīng)成型的毛坯件靜置一段時間后在進行精加工，以消除殘余應(yīng)力[1]。

2.4 溫度

在零件加工過程中，不同設(shè)備和組件之間存在相互運動，摩擦力比較大，會形成大量熱量，在具體加工時，如果這些熱量沒有得到有效控制，就會引發(fā)加工件變形，進而影響加工精度。此外，數(shù)控機床在長時間工作時，部分溫度或者整體問題也會隨之上升，這一點也是客觀存在的，很難從根本上得到有效規(guī)避。隨著溫度的不斷升高，切削用量對切削溫度的影響如表1所示。

3? 機械加工工藝加工零件精度的控制措施

3.1 加強對數(shù)控編程技術(shù)的控制力度

數(shù)控編程技術(shù)對零件加工精度的影響比較大，為有效控制這一影響因素，在數(shù)控編程過程中，必須合理確定編程原點。在確定編程坐標系時，需要對零件的特點、尺寸等進行綜合考慮，精確定位編程原點。在實際操作中，在確定坐標系時，要嚴格遵循編程基準、設(shè)計基準、工藝基準三者相互統(tǒng)一的原則，從而將尺寸公差換算誤差降到最低，具體而言，可按照以下要求來確定編程原點：

第一，數(shù)控編程上的原點，要盡量和零件設(shè)計圖紙相互吻合，因為，零件設(shè)計有獨特的設(shè)計基準，加工時也有工藝基準，因此，為降低零件加工誤差，提升加工精度，數(shù)控編程的原點要盡量和這些基準相互吻合。

第二，在進行數(shù)據(jù)計算時，盡量做簡化處理，避免繁瑣的計算過程，增加誤差。

第三，數(shù)控編程坐標系要盡量建立在精度比較高的零件表面上。

第四，如果零件不同位置上的尺寸公差存在不對稱問題，要通過人工對數(shù)控編程的尺寸進行測量計算。如果在零件加工時采用相同的刀具，需要選擇公差中間值進行編程，從而為誤差的形成預(yù)留一定的空間，保證加工精度[2]。

3.2 加強對幾何尺寸的控制

在機械零件加工中，零部件加工的精度直接關(guān)系到整個產(chǎn)品的質(zhì)量，很多機械對零件的加工精度有非常嚴重的要求，在機械加工過程中，幾何尺寸是影響零件加工精度的關(guān)鍵，提升幾何尺寸加工進度的開展措施，可從以下幾個方面同時入手：

第一，嚴格控制原始誤差。

在機械加工中，誤差是客觀存在的，很難得到有效規(guī)避，因為需要加工的零件和數(shù)控機床之間必然會存在一定誤差，此種誤差就是原始誤差，為降低原始誤差，提升零件加工精度，就需要先對原始誤差的可行性進行全面分析，按照根據(jù)原始誤差形成的原因、誤差類型等制定有效的解決對策。零件在具體加工過程中，要合理調(diào)整機床的位置精度、幾何精度，從而降低位置誤差和幾何誤差對零件加工精度造成的影響[3]。同時在具體加工過程中，還要采用風冷和水冷相互結(jié)合的方法，控制零件熱變形，保證加工精度。解決位置誤差，可采用合適的刀具，避免在加工時發(fā)生刀具變形，并按照被加工零件的形狀選擇與之相適的夾具，我國零件對加工精度的要求比較高，可專門設(shè)計專用夾具，最大限度上降低位置誤差，保證加工精度。

第二，合理設(shè)計機床核心部件。

在機械零件加工中，機床定位精度對零件加工精度的影響比較大，其中核心部件影響程度最大，如：給進系統(tǒng)、導軌、工作臺面的水平度、垂直度等，都會影響零件加工精度。需要結(jié)合加工零件的特性，及對精度的要求，合理選擇加工機床的核心部件，比如：滾珠絲杠是機床的主要組成部分，在選擇滾珠絲杠時，要綜合分析滾珠絲杠的精度，選擇比較先進、比較成熟的滾珠絲杠技術(shù)[4]。此外，滾珠絲杠支撐和機床傳動精度密切相關(guān)，要通過軸向荷載、回轉(zhuǎn)速度等合理選擇滾珠絲杠固定和支撐方式，以保證零件加工精度。

第三，全過程實時監(jiān)控。

在科學技術(shù)不但發(fā)展的背景下，數(shù)控技術(shù)愈發(fā)先進，對數(shù)控機床加工過程進行實時監(jiān)控，有助于提升零件加工精度。通過監(jiān)控系統(tǒng)，可及時發(fā)現(xiàn)每個加工環(huán)節(jié)存在的問題，并對誤差數(shù)據(jù)進行收集，將收集到的信息及時傳輸給控制終端，再通過誤差補償機制，及時進行誤差補償，可保證零件加工精度。

3.3 加強對外力影響因素的控制力度

外力也是影響零件加工精度的主要因素，零部件在加工過程中，受到的外力來源于兩個方面，其一是擠壓力，其二是摩擦力。為提升零件加工精度，必須加強對外力的控制。此外，在開始加工之前，還要對相關(guān)設(shè)備進進行全面檢查，保證各項設(shè)備都處于良好的工作狀態(tài)，以提升機械設(shè)備對零件作用力的控制力度，降低外力對零部件造成的影響[5]。為降低摩擦力對加工精度造成的影響，可對接觸面進行打磨處理，以便更好的開展摩擦力對加工精度造成的影響。此外，還要定期檢查數(shù)控機床導軌工作情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，做好檢修養(yǎng)護工作，每天至少進行一次導軌潤滑油量檢查，保證零件加工精度。

3.4 合理控制加工溫度

為更好的控制溫度對零件加工精度造成的影響，需要從工件熱變形、刀具熱變形、機床熱變等方面同時入手。

工件熱變形控制方法為：在零件切削加工時，要合理使用切削液，降低工件對表面溫度造成的影響，同時采取合理的方式，誤差補償，降低零件因為熱變形造成的加工的誤差。

刀具熱變形控制方法為：按照零件特性，合理選擇切削刀具及實際的加工參數(shù)，充分做好刀具潤滑和冷卻工作，降低其對零件加工造成的影響，保證加工精度[6]。

機床熱變的控制方法為：從多角度入手，采取不同方式對溫度進行有效控制。比如：針對不同的發(fā)熱源，可采取熱源隔離的方法和及時潤滑的方法降低機床熱變低零件加工造成才影響。

4? 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合理論實踐，分析了機械加工工藝對零件加工精度的影響及其控制，分析結(jié)果表明，機械加工工藝對零件加工精度的影響大，常見的影響因素有數(shù)控編程技術(shù)、幾何精度、受力變形和溫度，每項因素控制不當，都會影響零部件的總體加工精度。需要采取有針對性的控制方法，才能降低加工誤差，保證零件加工精度，促使我國機械加工事業(yè)持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭紅.淺談機械加工工藝對加工零件精度的影響因素和控制措施[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019（5）：113-114.

[2]宋智勇.機械加工工藝對零件加工精度的影響分析[J].明日風尚，2019（1）：185.

[3]陳圓汗.機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].包裝世界，2018（7）：86-87.

[4]付繼紅，盧社軍.試析機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（14）：44.

[5]李芳.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].內(nèi)燃機與配件，2018（011）：132-133.

[6]韓振龍.加工工藝對機械零件加工精度影響分析[J].中國設(shè)備工程，2019（15）：132-133.