機械零件加工精度影響因素分析

劉振 林總 張代禮

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在機械制造領(lǐng)域，優(yōu)化加工工藝以及提高零件的加工精度是一個重要的課題。而從整體上看，通過優(yōu)化和改進現(xiàn)在應用的機械加工工藝對提高零件的加工精度而言，是有很大作用的。提高零件的加工精度，同時也會帶動著機械領(lǐng)域不斷前進，帶動機械加工工藝不斷地進行優(yōu)化和趨于現(xiàn)代化，最終能夠有效的推動機械領(lǐng)域和機械制造業(yè)的研究與發(fā)展。

1 機械零件的精度介紹

機械零件的精度一般分為四種：①幾何精度。幾何精度是評定機床的一個非常重要的標準，它主要是指在機床不運轉(zhuǎn)的時候，機床的各個部件之間的相互位置的精確位置。幾何精度對于機床的整體精準的評定是非常重要的。②運動精度。在機床運轉(zhuǎn)的時候，機床的主要零部件都會變化，它們的幾何位置的變化如果非常大的話，這個機床的運動精度就會非常低。③傳動精度。每個機床的傳動鏈條末端之間的協(xié)調(diào)性，以及它們之間的均勻性都是會發(fā)生變化的，因而這個傳動精度是非常重要的。④動態(tài)精度。對于機床的動態(tài)精度，目前還沒有統(tǒng)一的標準，一般情況下都是把這些零部件進行加工以后在進行機床精度測評，根據(jù)這些綜合條件進行評價[1]。

2 機械加工工藝對零件加工精度的影響

2.1 機械零件加工精度的主要影響因素

機械幾何精度的主要影響因素包括刀具精度、主軸回轉(zhuǎn)精度、機床定位精度等。刀具是機械加工時與零件直接接觸的重要部件，其精度會對零件生產(chǎn)精度產(chǎn)生直接影響，特別是精密工件，在加工時對工藝的要求特殊，對刀具的幾何精度要求頗高。實際加工時刀刃與零件間的直接摩擦還會產(chǎn)生互相影響，零件受影響會出現(xiàn)表層甚至內(nèi)部的損傷，進而影響精度和耐受度，而刀具使用過久、保養(yǎng)不當或過分磨損會導致被加工的零件的精度下降。主軸在回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的誤差會間接影響刀具操作的精度，如車床加工零件時，其主軸帶動加工機械運轉(zhuǎn)加工，其回轉(zhuǎn)受多種因素影響出現(xiàn)誤差，會使工件偏離加工軸線，導致加工誤差。

2.2 系統(tǒng)誤差的存在導致內(nèi)在影響

內(nèi)在影響是限制加工零件加工精度提升的根本原因之一。在對零件加工的過程當中，需要考慮到很多的零件參數(shù)，比如內(nèi)徑、寬度、螺紋口大小等等，這些參數(shù)在零件進行機械加工時不可避免會產(chǎn)生一定的誤差，即系統(tǒng)誤差，而每個參數(shù)的誤差都會對零件的下一個加工環(huán)節(jié)造成影響，每一個加工的環(huán)節(jié)都會對誤差有放大作用，最終導致零件整體上與工業(yè)要求有區(qū)別，甚至會導致生產(chǎn)的零件與要求差距過大，最終不能投入工業(yè)使用。

2.3 受力要素

受力要素是一種常見的影響因素，主要是因為機械設(shè)備和零件接觸比較頻繁，使零件易受到慣性力、重力和切削力等的影響，上述作用力會直接導致變形現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而影響到零部件的加工精度[2]。

3 提升機械零件加工精度的建議

3.1 設(shè)計方面

在設(shè)計方面，包括機械部分和電氣控制部分，一方面需要有基礎(chǔ)的知識技術(shù)，一方面需要有思考推斷的深度；一方面需要有積累的經(jīng)驗和反饋，一方面需要有團隊的合作與互補。這些不是單純用金錢可以堆砌出來的。

3.2 調(diào)整加工系統(tǒng)受力范圍

針對加工機械受力變形對零件加工精度產(chǎn)生的影響，需要操作人員及時調(diào)整加工系統(tǒng)的受力范圍，以降低系統(tǒng)的受力程度，如對薄弱部件的受力、形變程度進行持續(xù)的監(jiān)測，提高承重度和其他方向的受力能力。

3.3 減少幾何誤差

幾何誤差的產(chǎn)生是不可避免的，為了盡可能保證加工精度，生產(chǎn)人員需要重點關(guān)注機械加工系統(tǒng)的使用情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，制定應對措施。除此之外，還應該定期對一些關(guān)鍵器件進行更換，比如刀具與零部件直接接觸的切割部分，進行打磨拋光，如有必要，需要進行更換。同時，生產(chǎn)廠家應該對加工產(chǎn)品的使用場景有著清楚的認識，明確加工精度的影響因素，創(chuàng)造降低影響的生產(chǎn)環(huán)境。

3.4 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。

3.5 完善機械加工工藝流程

為提高加工機械的精度，實際工作中，工程人員和加工人員應完善機械加工工藝流程，嚴格把控刀具、機床等加工器械的精度和質(zhì)量，做好定期檢查、維修等工作。如定期對重要的零部件進行檢查，記錄零件磨損、位置等情況，及時修復磨損較輕、易修復的器械，更換磨損嚴重的零部件，并做好追責等工作，以強化對操作人員的管理力度。

3.6 完善保障編程系統(tǒng)

編程系統(tǒng)決定了零部件加工的精度，所以要提高零部件加工的精度，就需要在編程系統(tǒng)的整體質(zhì)量上進行研究，進而提高質(zhì)量水平。對于機械加工工藝而言，機械設(shè)備是加工過程中的核心部位，所以必須確保機械設(shè)備運行期間達到最佳性能，為此引入了先進的技術(shù)來檢測設(shè)備，以便機械系統(tǒng)軟件能夠仔細監(jiān)視加工操作，必須保證軟件設(shè)置的準確性，以便為機械加工質(zhì)量控制奠定良好的基礎(chǔ)。除此之外，機械操作過程也非常重要，有必要指定專業(yè)人員進行監(jiān)控，并做好檢查記錄，一旦發(fā)現(xiàn)故障，立即處理并最大程度減少誤差誤，且進行總結(jié)經(jīng)驗，進而提高機械加工工藝的水平[3]。

4 結(jié)語

機械行業(yè)的零部件在一些較低層次、精度要求較低的我國還能簡單生產(chǎn)，但是涉及到高精度、高負載和一些高溫高壓、高頻率的零部件，自主生產(chǎn)往往不盡如人意。應充分認識到問題所在，正視這些問題，進而解決這些問題，大家才能真正走向工業(yè)自主化，縮小與歐美等發(fā)達國家的差距，才能實現(xiàn)真正的民族復興。