機(jī)械加工技術(shù)對(duì)金屬零件加工的影響分析

湯畢榮　左立良

摘? 要：目前，機(jī)械加工技術(shù)有待進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)的加工技術(shù)對(duì)金屬零件的精加工要求已經(jīng)無法滿足需求。因此通過機(jī)械加工工藝進(jìn)行研究，可以對(duì)金屬零件的加工質(zhì)量有一定提升作用。在加工階段，零件的加工質(zhì)量受各種因素的影響，不可避免地導(dǎo)致零件的加工精度，本文詳細(xì)分析了加工技術(shù)對(duì)零件加工的影響。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工技術(shù);金屬零件加工;影響分析;探究

前言：

高精度零件通過加工過程整體制造，與傳統(tǒng)制造方法相比，無疑大大提高了質(zhì)量和效率。同時(shí)，也在一定程度上節(jié)約了材料的產(chǎn)量，大大提高了企業(yè)的成本和收益。在工程行業(yè)，金屬零件的加工精度存在誤差，是當(dāng)前行業(yè)必須解決的重要問題。在機(jī)械加工中，需要注意的是，金屬零件在制造過程中受各種因素的影響，從而導(dǎo)致產(chǎn)品精度不同，甚至產(chǎn)品精度更低。

一、機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展解析及概述

（一）發(fā)展解析

目前，零件加工的方式和方法越來越多樣化。對(duì)于核心來說，仍然需要通過整體處理來達(dá)到最終的處理效果。在整個(gè)加工階段，許多問題都會(huì)影響成品展示的完整性。特別是對(duì)于零件定制，由于許多工程應(yīng)用都有特殊的要求，在制造過程中需要保持零件的精度。通過對(duì)機(jī)械加工技術(shù)的全面、深入的改造，可以方便、高效地解決這一問題，從而細(xì)化整個(gè)零件，大大提高零件的生產(chǎn)效率。

整個(gè)制造過程可以更好地保證整個(gè)零件的最終成形質(zhì)量。零件的精密核心部件主要由零件的尺寸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等組成。掌握這些方面的綜合制造精度是非常困難和具有挑戰(zhàn)性的。在上述任何情況下，都會(huì)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致整個(gè)零件不可用。當(dāng)然，對(duì)零件精密制造的掌握也與制造機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)有關(guān)，因此，在工業(yè)過程中的機(jī)械加工和零件的精密制造過程中，因?yàn)橥粋€(gè)簡(jiǎn)單的細(xì)節(jié)就會(huì)導(dǎo)致最終的質(zhì)量和數(shù)量呈現(xiàn)不符合預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。

（二）概述

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)生活的各個(gè)領(lǐng)域都在不斷創(chuàng)新和變化，機(jī)械加工行業(yè)也不例外。在機(jī)加工過程中，要提高金屬零件的加工精度，首先必須改進(jìn)機(jī)加工工藝。也就是說，加工技術(shù)就是加工工件或零件的過程。為了使坯料結(jié)構(gòu)與金屬工件更加一致，可以采用一種有效的方法來調(diào)整和變換坯件。在調(diào)整過程中，按照基本集中操作的標(biāo)準(zhǔn)化操作模式，統(tǒng)一處理空白件的尺寸、形狀、重量等參數(shù)，以滿足合格零件的實(shí)際加工過程。首先，確保粗加工和精加工順序的穩(wěn)定執(zhí)行，通常先粗加工再精加工。其次，重點(diǎn)關(guān)注粗加工零件的加工基準(zhǔn)和加工設(shè)備，特別是熱處理，確保熱處理的科學(xué)性;最后實(shí)施了精加工工藝，將工藝操作結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)融入到實(shí)際操作過程中，確保每一個(gè)步驟和過程穩(wěn)定可靠，并按照相關(guān)規(guī)定、工藝要求和操作手冊(cè)進(jìn)行優(yōu)化。

二、分析機(jī)加工對(duì)金屬零件加工精度的影響

（一）幾何誤差

在加工金屬零件時(shí)，由于操作人員的技術(shù)水平不同，很難保證加工達(dá)到零缺陷的目標(biāo)，影響了金屬零件的整體精度。如果刀具選擇的精度不夠，不可避免地會(huì)損害金屬零件的精度。這是因?yàn)闄C(jī)加工和切削刀具增加了切削刀具與金屬零件之間的摩擦力，隨著磨損的增加，從而影響加工并降低零件的精度。其次，機(jī)床是金屬制成的，它們?cè)诩庸ち慵r(shí)總是高速運(yùn)轉(zhuǎn)。在連續(xù)運(yùn)行中，機(jī)床主軸的車削誤差逐漸增加，偏離中心軸會(huì)影響金屬零件的加工精度。

（二）熱變形

一般來說，零件的熱變化主要由以下原因引起。首先是刀具部件的熱變形。為了獲得預(yù)期的產(chǎn)品效果，必須使用刀具進(jìn)行相應(yīng)的零件加工活動(dòng)，以確保切割工作的質(zhì)量和效率，切割原材料時(shí)，必須反復(fù)切割。在這個(gè)過程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生摩擦和一定的熱量。這些熱量會(huì)累積到某一點(diǎn)，如果不能有效釋放，將導(dǎo)致刀具熱變形。然而，在熱膨脹狀態(tài)下加工時(shí)，無法保證生產(chǎn)尺寸的準(zhǔn)確性。其次，由于工件本身的熱變形，零件的尺寸越大，加工過程的精度越受重視，熱變形尺寸也就越大，對(duì)零件的加工精度影響也就越大。最后，工作需要在專業(yè)機(jī)床上進(jìn)行，在工作過程中會(huì)產(chǎn)生熱量。如果溫度超過一定限度，很容易造成機(jī)床的結(jié)構(gòu)變形，也可能降低機(jī)床設(shè)備各部件的配合程度，導(dǎo)致設(shè)備密度不同，進(jìn)而零件加工影響成品質(zhì)量。

（三）應(yīng)力變形

金屬零件主要用夾具緊固，用工具進(jìn)一步加工。在加工過程中，金屬零件不能也不能承受切削力等外力，導(dǎo)致金屬零件發(fā)生不同程度的變形，增加了金屬零件的誤差，降低了加工精度。同時(shí)，金屬零件在加工過程中，也受到溫度應(yīng)力的影響，當(dāng)金屬零件受到超過標(biāo)準(zhǔn)的值時(shí)，會(huì)引起零件的變形，特別是在高溫變形的情況下。加工件冷卻后，零件會(huì)變形，精度值與設(shè)計(jì)值也有較大偏差。

（四）數(shù)控編程

在加工發(fā)展過程中，金屬零件主要使用數(shù)控機(jī)床來提高加工效率。數(shù)控機(jī)床在操作過程中主要采用相應(yīng)的加工順序?qū)ζ溥M(jìn)行控制，在一定程度上提高金屬零件的加工精度。然而，在加工過程中，數(shù)控機(jī)床一般是按照金屬零位加工的要求進(jìn)行編程的。一旦編程原點(diǎn)選擇的不合理現(xiàn)象導(dǎo)致尺寸公差與實(shí)際生產(chǎn)偏差過大，通常，金屬零件根據(jù)加工要求導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行線性編程。如果編程原點(diǎn)選擇不正確，這將直接影響尺寸公差換算值的準(zhǔn)確性，并導(dǎo)致加工誤差。

（五）內(nèi)部因素

內(nèi)部因素是加工精度誤差的主要原因。機(jī)床固有誤差是影響機(jī)床加工精度的主要內(nèi)部誤差因素。在零件的實(shí)際加工過程中，由誤差引起的內(nèi)部因素往往是最難消除的。因此，在零件的實(shí)際加工過程中，對(duì)加工設(shè)備的要求往往很高。加工設(shè)備的優(yōu)良性能極大地影響著零件的加工精度。同時(shí)，在零件的實(shí)際加工過程中，機(jī)械裝配和安裝施工也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。此外，機(jī)械與工業(yè)設(shè)備組合部件之間的配合程度也將嚴(yán)重影響設(shè)備的加工程度。在實(shí)際加工過程中，加工設(shè)備的磨損程度也是影響零件加工精度的重要因素之一?？梢?，只有有效地控制加工過程的內(nèi)部影響因素，才能有效地提高零件的加工精度。

（六）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制

補(bǔ)償控制技術(shù)主要用于傳動(dòng)精度高的機(jī)床，控制單元的部分是一個(gè)校正尺，并有一個(gè)活動(dòng)螺母。該補(bǔ)償控制裝置操作方便，可靠性高，但補(bǔ)償精度主要受校準(zhǔn)尺精度的影響。補(bǔ)償方法主要用于數(shù)控機(jī)床，將測(cè)得的誤差數(shù)據(jù)輸入表中，根據(jù)坐標(biāo)位置值在數(shù)據(jù)表中查找誤差補(bǔ)償，補(bǔ)償步驟的誤差數(shù)據(jù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。采用高精度測(cè)量裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制，采集誤差數(shù)據(jù)，觀察誤差方向和大小，通過補(bǔ)償控制控制刀架。實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制主要是采集工作過程中實(shí)時(shí)狀態(tài)的誤差并對(duì)裝置進(jìn)行補(bǔ)償。機(jī)器的慣性和緩沖體具有恒定的滯后，但仍具有高水平的補(bǔ)償精度。因此，實(shí)時(shí)補(bǔ)償控制的缺點(diǎn)是補(bǔ)償裝置復(fù)雜，故障排除困難。

三、加強(qiáng)金屬零件加工方法

（一）控制加工工藝

為了消除幾何誤差對(duì)零件加工精度的影響，首先要優(yōu)化零件加工的機(jī)械設(shè)備設(shè)置。大多數(shù)加工設(shè)備在出廠時(shí)都存在一些幾何誤差。雖然零件一開始對(duì)零件的加工精度影響不大，但隨著時(shí)間的推移，機(jī)床的幾何誤差會(huì)逐漸積累。如果誤差超過極限，金屬零件的加工精度就會(huì)受到影響。因此，應(yīng)定期檢查加工設(shè)備，并采取適當(dāng)措施控制設(shè)備的幾何誤差，使其始終存在于有限的區(qū)域內(nèi)，以確保加工出的金屬零件滿足精度要求。其次，加工設(shè)備操作人員應(yīng)根據(jù)設(shè)備的日常運(yùn)行情況，綜合分析設(shè)備性能的各個(gè)方面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)幾何誤差問題，并采取適當(dāng)?shù)姆椒ê痛胧┘右蕴幚?。此外，?duì)設(shè)備運(yùn)行中的故障進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果找出問題原因，提高處理精度。

（二）減少外力對(duì)零件的干擾

在零件加工中應(yīng)用加工技術(shù)產(chǎn)生的力主要分為兩類：擠壓和磨削。為了使零件上的外力準(zhǔn)確，并有效地減少上述兩種力的影響，有必要對(duì)沖擊進(jìn)行控制。一方面，加工前應(yīng)嚴(yán)格檢查加工設(shè)備。如果設(shè)備的固定部件緊固，應(yīng)及時(shí)采取調(diào)整措施，以有效降低設(shè)備對(duì)部件的應(yīng)力。另一方面，加工設(shè)備表面的摩擦是不可避免的，例如在生產(chǎn)過程中，零件與機(jī)床接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦。隨著生產(chǎn)的繼續(xù)，摩擦將增加。因此，有必要對(duì)設(shè)備的日常檢查過程進(jìn)行總結(jié)，對(duì)其表面進(jìn)行拋光，有效減少零件與設(shè)備之間的摩擦，使零件更加耐磨。有效地提高了加工精度。

（三）提高操作人員的操作技能

技術(shù)人員作為機(jī)械加工的主體，是金屬加工的主體和控制人員。因此，提高操作人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，可以提高工作效率和工藝水平，保證制造過程中對(duì)金屬零件加工精度的要求。例如，通過加強(qiáng)對(duì)這些人員的培訓(xùn)，在全面升級(jí)設(shè)備和提高技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高對(duì)金屬零件的正確認(rèn)識(shí)。例如，通過技能競(jìng)賽，鼓勵(lì)優(yōu)秀員工，使他們?cè)诠ぷ髦谐浞职l(fā)揮積極性。

（四）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化技術(shù)發(fā)展

為了促進(jìn)機(jī)械加工行業(yè)的不斷發(fā)展，我們需要積極學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，引進(jìn)先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，通過提高技術(shù)水平，提高零件的加工精度，從而實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)診斷，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自維護(hù)和智能控制。數(shù)控技術(shù)對(duì)于整個(gè)機(jī)械加工行業(yè)來說是非常重要的。各種先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，如FMS技術(shù)，提高了機(jī)床的先進(jìn)加工技術(shù)。FMS技術(shù)又稱柔性制造系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)信息控制系統(tǒng)和物料自動(dòng)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。使用FMS技術(shù)時(shí)，每臺(tái)設(shè)備根據(jù)加工條件選擇齒輪、銑床等類型的加工機(jī)、CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控）等，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各工序的加工。

（五）適當(dāng)控制過程溫度

要了解加工過程中溫度對(duì)零件加工精度的影響，應(yīng)分析刀具、機(jī)床等零件的熱變形，以有效提高零件的加工精度。對(duì)于工件的熱變形，在現(xiàn)場(chǎng)加工操作中應(yīng)使用冷卻潤(rùn)滑劑，有效控制工件表面溫度。另外，采用誤差補(bǔ)償方法對(duì)工件加工溫度引起的誤差系統(tǒng)進(jìn)行合理控制。針對(duì)刀具誤差，操作者必須計(jì)算刀具幾何參數(shù)，確保刀具充分潤(rùn)滑。對(duì)于機(jī)床的熱變形因素，操作者應(yīng)充分了解機(jī)床的熱源，并采取有針對(duì)性的溫度控制措施。

四、結(jié)束語

目前，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度有了很大提高，大量新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮，導(dǎo)致零件精度和產(chǎn)品度要求不斷提高。同時(shí)，也對(duì)機(jī)械加工工藝提出了更高的要求。因此，必須嚴(yán)格控制加工階段存在的一些問題，特別是零件加工誤差引起的幾何精度問題以及熱變形引起的零件精度下降問題，為了保證加工工藝質(zhì)量，還需要使用數(shù)控機(jī)床，以促進(jìn)加工技術(shù)的自動(dòng)化和信息化的快速實(shí)現(xiàn)，從而確保和驗(yàn)證加工機(jī)床的運(yùn)行效率，提高加工精度。

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