零件加工精度要求下的機械加工工藝研究

鮑明軒

摘要：機械加過工藝系統(tǒng)復雜、環(huán)節(jié)多、影響因素多，對零件加工精度影響較大。為確保零件加工精度符合質(zhì)量要求，必須對加工工藝環(huán)節(jié)中影響零件加工精度的因素進行控制。本文簡單介紹了機械加工工藝，分析了機械加工工藝中影響零件加工精度的因素，探討了基于機械加工工藝提高零件加工精度的措施。旨在為機械加工工藝中零件加工精度的控制提供一些參考。

Abstract： The machining process system is complex， with many links and many influencing factors， which has a great influence on the machining accuracy of parts. In order to ensure that the machining accuracy of parts meets the quality requirements， it is necessary to control the factors affecting the machining accuracy of parts in the machining process. This paper briefly introduces the machining process， analyzes the factors affecting the machining accuracy of parts in the machining process， and probes into the measures to improve the machining accuracy of parts based on the machining process. The purpose is to provide some references for the control of machining accuracy of parts in machining process.

關(guān)鍵詞：零件加工;精度;機械加工;工藝

Key words： parts processing;accuracy;machining;process

中圖分類號：TH161? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）02-0094-02

0? 引言

隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，市場競爭日益劇烈。提高企業(yè)核心競爭力成為企業(yè)成功占領(lǐng)市場、搶占客戶的關(guān)鍵。在機械加工制造行業(yè)中，零部件加工精度代表著一個企業(yè)的生產(chǎn)力標準化水平的高低，也影響著企業(yè)的競爭力。企業(yè)想要在競爭劇烈的市場中獲得長足的發(fā)展，就需要不斷的提高機械加工的精度，不斷的通過工藝改造及升級提高核心競爭力。在這種背景下，我國的機械制造行業(yè)零件加工精度不斷提升，為精密設(shè)備的制造奠定了基礎(chǔ)，也為企業(yè)的發(fā)展帶來了更多的機遇。與此同時，一部分不能適應(yīng)市場競爭需求，未采取有效措施對機械加工工藝改進和升級的企業(yè)，最終不得已被市場所淘汰?？梢姍C械加工工藝中零件加工精度提升的重要性。研究機械加工工藝對企業(yè)提供機械加工工藝系統(tǒng)核心競爭力有著重要的意義。

1? 機械加工工藝概念界定

1.1 定義

機械加工工藝是指制造產(chǎn)品的技巧、方法、程序。機械制造過程中，凡直接改變零件形狀、尺寸、相對位置、性能等，使其成為成品或半成品的過程，就是機械制造工藝過程。機械制造的工藝過程一般包括零件的制造與機器的裝配。

1.2 作用

機械加工工藝是制造零件加工制造和機器裝配的主要技術(shù)文件，也是機械加工生產(chǎn)組織與生產(chǎn)預(yù)備工作的依據(jù)。新建工廠或新設(shè)計車間，都需要依據(jù)生產(chǎn)所需的設(shè)備類型、數(shù)量、機床布置、車間面積、生產(chǎn)工人工種、組長及數(shù)量、輔助部門的安全等等來制定生產(chǎn)工藝規(guī)程。

1.3 重要環(huán)節(jié)

機械加工工藝的主要環(huán)節(jié)包括加工、安裝、切削、裝配等。涉及內(nèi)容包括零件加工工序、及其裝配工序、工步、工藝參數(shù)等等。零件加工涉及的工藝裝備包括刀具、夾具、模具、量具、檢具、鉗工工具、工位器具等等。零部件的加工必須嚴格按照工藝卡編制的設(shè)備采用規(guī)定、工藝裝備規(guī)定、工藝內(nèi)容、工藝參數(shù)、工藝操作等要求實施。零部件加工完成后，必須嚴格執(zhí)行檢驗工藝卡的規(guī)定，對零件質(zhì)量的合格與否進行檢驗與標記。

1.4 加工要求

機械加工工藝要求分為粗加工、精加工、半精加工。粗加工對零件加工精度較低。需要從坯料上切除較多的余量，加工表面粗糙度數(shù)值較大。精加工對零件加工精度較高。需要從坯料上切除較少的余量，加工表面粗糙度數(shù)值較小。半精加工介于粗加工與精加工之間，切除余量和表面粗糙度也介于二者之間。

2? 機械加工工藝中影響零件加工精度的因素

2.1 機械加工工藝內(nèi)部因素

不同材料的加工性能存在顯著的差異性。在相同的機械設(shè)備條件下，加工材料的差異性決定了機械加工工藝自身對零件加工精度不可避免的產(chǎn)生影響。機械加工工藝對零件加工的影響相對于外部因素而言更大。它包含多方面的影響因素。

2.1.1 加工系統(tǒng)幾何精度誤差因素

機械加工工藝系統(tǒng)加工過程中，不同的機械設(shè)備的控制精度本身存在差異性。因此，不同設(shè)備組合而成的加工工藝生產(chǎn)線中存在的零件加工誤差也各不相同。不同設(shè)備工藝零件加工的精度控制方法和控制作用不同，零件加工過程中的不確定因素不同，因而必然導致加工系統(tǒng)幾何精度誤差。這決定了采用同樣的原材料加工零件時零件精度的差異性。

2.1.2 設(shè)備安裝及配置差異因素

設(shè)備是零件加工的主體，也是影響機械加工工藝的關(guān)鍵因素。設(shè)備的好壞、新舊程度、使用性能等直接影響著零件加工的精度。相同的設(shè)備安裝方法、設(shè)備配件的差異性，也會造成機械加工工藝的差異性，致使零件加工精度發(fā)生差異。機械加工過程中，非統(tǒng)一批次的零件加工的原料、加工工具的選擇存在差異性。受原料與加工工具的差異限制，零件加工的精度必然受到相應(yīng)的影響。如果加工夾具安裝不規(guī)范，在零件加工過程中，夾具、刀具等容易發(fā)生損壞或移位，從而影響零件加工的精度?；蛄烤哌x擇不當，造成測量誤差，也會導致零件加工精度發(fā)生不同程度誤差，從而影響零件成品的質(zhì)量。

2.2 外部因素

2.2.1 受力變化因素

①系統(tǒng)受力的影響。機械設(shè)備在運行過程中，往往受到外力的影響。外力的變化會影響加工工藝系統(tǒng)的受力變化。如對夾具和刀具的壓力和沖擊力。機械設(shè)備運行中，當夾具與刀具受到較大的沖擊力或壓力時，容易造成夾具磨損或損壞，夾具不穩(wěn)定，工件位置發(fā)生變化。此時，機械設(shè)備加工的工藝參數(shù)不便的情況下，零件加工的精度和表面精度都會受到影響。若外力對夾具、刀具的作用超過工件加工規(guī)定的力度，直接導致加工零件精度不達標，零件質(zhì)量不合格。

②系統(tǒng)部件受力的影響。除零件加工工藝系統(tǒng)的受力外，零件被加工過程中，系統(tǒng)部件也可能受到影響。如機械加工系統(tǒng)設(shè)備各個部件之間的摩擦力、壓力。在摩擦力、壓力等外力的綜合作用下，系統(tǒng)部件的影響也會對加工參數(shù)造成影響，從而影響零件加工的精度。部分系統(tǒng)部件在多外力的作用下，向被加工的零件施加壓力，導致零件加工精度和零件表面精度受到影響。

2.2.2 熱變因素

①刀具熱變。機械加工過程中，刀具與加工件表面發(fā)生摩擦力，并因摩擦力產(chǎn)生熱量。高精度零件加工過程中要求嚴格控制刀具熱變，保持刀具穩(wěn)定在規(guī)定的溫度內(nèi)相對的穩(wěn)定性。當?shù)毒吲c加工件表面摩擦力較大，刀具表面溫度就會較高。當熱量過高時，就會加劇刀具的磨損。刀具在高溫摩擦下發(fā)生形變或磨損，進而導致零件加工精度降低。

②工件熱變。加工件在長時間的加工過程中，也會發(fā)生與刀具類似的摩擦力。在摩擦力作用下，加工件的溫度也會不斷的升高，發(fā)生熱變。當熱變較大、熱變持續(xù)時間較長時，在加工高精度零件時就容易造成工件發(fā)生形變，從而導致零件加工精度和表面精度降低。

③機床結(jié)構(gòu)熱變。機床在持續(xù)不間斷的運行狀態(tài)下，會發(fā)生熱量積累。一部分熱量來自于設(shè)備機床運行時產(chǎn)生的熱量，一部分來自于摩擦力差生的熱量。當機床積累的熱量較多，機床溫度過高時，容易發(fā)生機床形變。機床結(jié)構(gòu)形變必然造成機械加工系統(tǒng)與加工件之間整體的鍥合度降低，最終導致零件加工精度和加工件表面精度的降低。

3? 提高零件加工精度的措施

3.1 加強工藝過程的控制

針對零件加工精度受機械加工工藝系統(tǒng)的影響，在零件加工過程中建議加強對整個加工過程的誤差控制。第一，要加強設(shè)備的維護與保養(yǎng)，及時更換老舊或損壞的零部件，最大程度的控制設(shè)備零部件造成的原始誤差。第二，要加強機械加工工藝及程序的規(guī)范性，提高加工工藝的標準化程度。在設(shè)計加工工藝時，精確計算幾何誤差，并通過全面檢查刀具、夾具、量具等，反復測試各個流程的加工精度，來確保零件加工達到高精度的要求。第三，根據(jù)加工零件的實際加工需求合理的選擇刀具、夾具、量具，使機械加工工藝系統(tǒng)與加工件保持較高的適應(yīng)性，來預(yù)防幾何誤差。第四，加強加工環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)記錄，通過整理分析總結(jié)問題，分析誤差發(fā)生的原因，并加強影響誤差產(chǎn)生的影響因素的控制，來預(yù)防機床誤差造成的零部件加工精度降低的問題。第五，采用機械加工工藝系統(tǒng)自控制系統(tǒng)，將零件實際加工過程中產(chǎn)生的誤差輸入數(shù)控機床中，來提高加工工藝系統(tǒng)整體的加工精度。

3.2 加強設(shè)備加工的溫度控制

企業(yè)要加強機械加工過程中對設(shè)備的溫度控制。必要時需要增加通風設(shè)備或散熱裝置，來控制設(shè)備的溫度，預(yù)防設(shè)備升溫造成的刀具、加工件的熱變性。當加工件進入砂輪打磨環(huán)節(jié)，巨大的摩擦力會導致加工件溫度迅速升高。發(fā)生該問題，可采用冷水降溫的方式來控制溫度，預(yù)防加工件熱變形的問題。

3.3 加強影響零件的外力因素的控制

加工零件、夾具、刀具易受機械加工工藝系統(tǒng)外力而導致加工件精度降低。針對該問題，所有的設(shè)備建議采用信息化管理的方式記錄維護保養(yǎng)與記錄信息，總結(jié)出設(shè)備及各部件維護保養(yǎng)的規(guī)律。按照設(shè)備維護保養(yǎng)規(guī)律執(zhí)行設(shè)備檢修。檢查過程中一旦發(fā)生設(shè)備各部位零部件異常，或設(shè)備運行異常，及時檢查夾具、加工件的位置是否發(fā)生偏移誤差。一旦發(fā)生偏移誤差，要立即調(diào)整到原位，來減少設(shè)備及設(shè)備各部件之間的壓力、摩擦力對夾具及加工件的干擾，進而控制由此對零件加工件造成的精度降低的問題。

4? 結(jié)語

綜上所述，零件加工精度與機械加工工藝之間有著緊密的關(guān)系。機械加工工藝中，影響零件加工精度的因素來自于機械加工工藝內(nèi)在因素及受力變化、熱變等外部因素。在內(nèi)外部因素的綜合作用下，零件加工精度受到不同程度的影響。因此，提高零件加工精度必須加強對控制機械加工工藝內(nèi)、外不同因素，以及對機械加工工藝過程的監(jiān)測與管控，來預(yù)防影響因素的變化。在零件實際加工中，企業(yè)可以采取多種手段機械改進和調(diào)整加工工藝，及時對工藝系統(tǒng)進行升級，加強工藝過程中對影響零件加工精度的因素的控制，來實現(xiàn)有效提高零件加工精度的目的。

參考文獻：

[1]唐鋒，潘小紅.機械加工工藝與機械加工精度關(guān)系淺析[J].居舍，2019（01）：182.

[2]楊海峰.探討機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].價值工程，2020（09）：228-229.

[3]董曉賓.機械加工工藝對零件加工精度的影響探究[J].南方農(nóng)機，2019（04）：36.

[4]王麗君.基于精度要求下的特殊孔機械加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].微型電腦應(yīng)用，2019（07）：108-110.

[5]劉金燕.基于精度要求下特殊孔機械加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中國設(shè)備工程，2020（02）：75-76.

[6]劉璐.機械加工工藝對零件加工精度的影響及對策[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（24）：68-69.