淺談機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響

于杰

（濟(jì)寧市工業(yè)技師學(xué)院，山東 濟(jì)寧 272100）

零部件加工的質(zhì)量會(huì)直接影響機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和工作性能，在機(jī)械加工的過(guò)程中，需要對(duì)質(zhì)量和精度兩方面進(jìn)行控制，機(jī)械加工的過(guò)程中很容易受到多種因素的影響，而造成工件和刀具的位置發(fā)生偏移會(huì)引發(fā)生產(chǎn)零部件出現(xiàn)嚴(yán)重誤差的情況。加工精度是指實(shí)際零件加工參數(shù)與理想?yún)?shù)之間的誤差值，要想增強(qiáng)機(jī)械加工的整體精度，最重要的就是積極探究影響機(jī)械加工的主要因素，采取多種措施，確保機(jī)械加工的整體效果全面提高。

1 機(jī)械加工精度的概述

1.1 機(jī)械加工精度概念

機(jī)械加工精度就是在加工后零部件表面幾何形狀和尺寸上與理想值的差異，所產(chǎn)生的誤差也被稱為加工誤差。加工精度能夠通過(guò)數(shù)值的大小來(lái)表示誤差。

1.2 機(jī)械加工精度內(nèi)容

在零部件加工的過(guò)程中，最常見(jiàn)的幾何參數(shù)包括尺寸、幾何形狀以及相互位置，而加工精度也包括尺寸精度、幾何形狀精度以及相互位置精度。其中幾何精度能夠?qū)庸け砻媾c基準(zhǔn)件之間的尺寸誤差進(jìn)行限制，有效控制加工的具體范圍。幾何形狀精度能夠?qū)庸け砻娴暮暧^幾何形狀、誤差進(jìn)行限制，確保對(duì)直線、平面、圓柱、圓度等進(jìn)行判斷。相互位置精度能夠?qū)庸け砻嬷g產(chǎn)生的誤差進(jìn)行限制，運(yùn)用加工零件的位置度同軸度和垂直度進(jìn)行判斷，明確允許的誤差范圍。

2 機(jī)械加工精度的影響因素探究

2.1 幾何精度對(duì)加工精度的影響

幾何精度主要包括機(jī)床工件、刀具和夾具等不同零部件。在機(jī)床制造時(shí)，新加工的零部件形狀和位置會(huì)出現(xiàn)明顯的不足與誤差，導(dǎo)致加工精度受到影響。此外，在機(jī)床安裝時(shí)，如果沒(méi)有安裝到位，或者機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后，出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損變形情況，也會(huì)影響零部件加工的整體精度效果。用刀具加工時(shí)，刀具會(huì)直接與工件接觸，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成刀具磨損嚴(yán)重，如果繼續(xù)使用磨損的刀具，加工也會(huì)引起零部件加工精度不準(zhǔn)確的問(wèn)題。零部件加工時(shí)，需要對(duì)零件進(jìn)行固定才能加工，這時(shí)就需要利用夾具。如果夾具自身制造出現(xiàn)誤差或者安裝定位存在誤差，也可能造成零部件加工出現(xiàn)明顯的誤差。在零件角度選擇時(shí)，需要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行標(biāo)注，而且也涉及零件未加工的情況，由于零件的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)圖不一致，所以會(huì)引發(fā)加工精度。按照問(wèn)題，對(duì)零件度數(shù)進(jìn)行選擇。也會(huì)引起零件，設(shè)計(jì)制造的整體效果達(dá)不到要求。而根據(jù)實(shí)際情況來(lái)看，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)師，如果工作人員經(jīng)驗(yàn)不充足，可能會(huì)選擇30 度零件，減少裝配的阻力，提高導(dǎo)向性能，而且也能夠避免對(duì)o 型圈造成破壞，而一般零件在零件設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)有關(guān)標(biāo)注都會(huì)進(jìn)行詳細(xì)記錄，在設(shè)計(jì)中不能夠有完美的設(shè)計(jì)方案，直接標(biāo)準(zhǔn)零件也要進(jìn)行間接標(biāo)注，所以需要對(duì)零件進(jìn)行準(zhǔn)確記錄和計(jì)算，增強(qiáng)角度標(biāo)注的可靠性與安全性。在實(shí)際生產(chǎn)制造的過(guò)程中，如果零件沒(méi)有進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，就可能引起銳邊毛刺沒(méi)有去除，或者將o 型圈造成破壞。在后續(xù)的使用過(guò)程中，還可能引發(fā)漏油的情況。

2.2 受力變形對(duì)加工精度的影響

在工藝系統(tǒng)中，刀具和夾具通常處于靜止?fàn)顟B(tài)，在設(shè)備高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)受到各種力的影響，導(dǎo)致工藝系統(tǒng)發(fā)生細(xì)微形變，刀具和夾具的位置、刀具運(yùn)行軌跡也會(huì)形成明顯的變化，嚴(yán)重影響零部件加工精度。為此，要找出系統(tǒng)中非常薄弱的環(huán)節(jié)，運(yùn)用強(qiáng)度更高的零部件進(jìn)行替換，增強(qiáng)整個(gè)工藝系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)效果，還要尋找科學(xué)的方法，減少加工時(shí)工藝系統(tǒng)所承受的荷載，降低變形情況。例如，在零部件加工時(shí)，采用不同的加工方法工藝中受力不同，也就采用整個(gè)工藝系統(tǒng)受力最小的夾裝方法，有效避免變形的問(wèn)題。

2.3 熱變形對(duì)加工精度的影響

在零部件加工時(shí)，磨、銑、洗車等多個(gè)環(huán)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱量，而這些熱量會(huì)導(dǎo)致工業(yè)系統(tǒng)發(fā)生熱變形，引起零部件加工誤差。首先，工件熱變形對(duì)加工精度會(huì)有直接影響，造成零件加工的精度達(dá)不到要求，零部件的長(zhǎng)度較長(zhǎng)或者精度要求較高時(shí)，產(chǎn)生的影響更大。要想有效減少工件熱變形對(duì)加工精度的影響，最主要的就是在加工時(shí)運(yùn)用適當(dāng)?shù)睦鋮s液來(lái)減少零部件表面加工的溫度，其次，還可以減少切削量，避免出現(xiàn)摩擦過(guò)熱的問(wèn)題，保證熱量有更多的時(shí)間散失，要在加工完成后停機(jī)散熱，進(jìn)行精加工。其次，刀具熱變形對(duì)加工精度的影響，刀具熱變形是在切削過(guò)程中產(chǎn)生大量熱導(dǎo)致。

零部件加工經(jīng)常會(huì)進(jìn)行連續(xù)切割，這時(shí)刀具熱變形會(huì)出現(xiàn)迅猛提升緩慢下降的趨勢(shì)，為了減少熱變形對(duì)加工精度的干擾，可以選擇合適的切削用量和刀具，確保刀具得到充分的冷卻與潤(rùn)滑，機(jī)械床熱變形也會(huì)對(duì)加工精度產(chǎn)生影響，機(jī)床作為整個(gè)零件加工的重要組成部分，很容易受到外部環(huán)境和加工產(chǎn)生熱量的影響，造成機(jī)床的各個(gè)部分溫度升高，機(jī)床加工結(jié)構(gòu)復(fù)雜，熱源不同，分布不均勻，各部分之間的溫度也會(huì)存在顯著差異，造成不同溫度之間產(chǎn)生不同的溫度變形，原有的幾何精度也會(huì)受到破壞，加工時(shí)很容易產(chǎn)生誤差，要想有效減少機(jī)床熱變形，對(duì)加工精度產(chǎn)生影響，最重要的就是通過(guò)隔離熱源或者改善熱源的方式，增加散熱效果，確保機(jī)床冷卻效率大幅提高，還要有效控制環(huán)境溫度恒定，保證機(jī)床在加速時(shí)得到平衡。

3 分析提高加工精度的有效措施

3.1 原始誤差減少措施

提供工具、測(cè)量工具和夾具本身的提示，控制過(guò)程系統(tǒng)的內(nèi)部應(yīng)力、工具磨損、熱變形、力等，直接減少原來(lái)的錯(cuò)誤。機(jī)器的測(cè)量誤差和變形可以提高零件加工機(jī)床的幾何精度。為了提高加工精度，首先，要分析加工誤差的原始誤差；然后，根據(jù)情況的加工誤差采取不同的解決方案。對(duì)于零件的精密加工，應(yīng)盡量提供機(jī)器的剛度、幾何精度及熱變形處理控制。對(duì)于表面成型加工零件，主要通過(guò)減少刀具安裝錯(cuò)誤和形成刀具形狀錯(cuò)誤來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.2 對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償

過(guò)程系統(tǒng)的原始誤差，可以使用補(bǔ)償方法和偏移方法補(bǔ)償誤差。補(bǔ)償方法是人為地生成新的原始錯(cuò)誤，以抵消和補(bǔ)償工藝系統(tǒng)中固有的原始錯(cuò)誤，從而減少處理錯(cuò)誤，促進(jìn)處理精度的提高。偏移方法是通過(guò)原始錯(cuò)誤完全或部分偏移的原始錯(cuò)誤，減少處理錯(cuò)誤，提高處理精度。在零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，要盡量保證簡(jiǎn)單直觀，避免出現(xiàn)零件標(biāo)注與實(shí)際零件度數(shù)不一致的問(wèn)題。工作人員需要認(rèn)真學(xué)習(xí)零部件的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，對(duì)于間接標(biāo)注要仔細(xì)辨別，做好準(zhǔn)確計(jì)算。在加工時(shí)，工作人員要認(rèn)真對(duì)待，不能隨心所欲、馬馬虎虎。要增強(qiáng)自身的責(zé)任心，盡力加強(qiáng)零部件的加工。通過(guò)上述的分析能夠明確，零件零部件雖然小，但它的作用卻非常巨大，在實(shí)際生產(chǎn)加工中具有非常重要的意義。在機(jī)械制造時(shí)，要注重零件的研究，針對(duì)零件設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決對(duì)策。

3.3 對(duì)誤差進(jìn)行分化和均化

提高誤差的區(qū)分和均勻化加工精度，可以使用區(qū)分和均勻化方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。微分方法是根據(jù)誤差反映的規(guī)律，對(duì)上或空白工序大小進(jìn)行分類，準(zhǔn)確地找到誤差范圍，從而從整體上大大減少工件大小的誤差范圍。均勻化方法是通過(guò)加工方法不斷平均和減少工件表面原始誤差的過(guò)程。檢查和比較密切相關(guān)的刀具或工件表面，找到差異，然后，處理基準(zhǔn)或相互修改。

3.4 對(duì)誤差進(jìn)行轉(zhuǎn)移

錯(cuò)誤轉(zhuǎn)移可以發(fā)送到不敏感的方向或不影響處理精度的方面。加工誤差的程度與敏感方向的誤差直接相關(guān)。在加工過(guò)程中，為了將加工誤差傳遞給不敏感的方向，即加工面的切線方向，可以采取特定措施，大大提高加工精度。大型機(jī)床橫梁不良，重力作用下發(fā)生變形和扭轉(zhuǎn)，容易發(fā)生加工錯(cuò)誤。為了消除這種誤差，可以在機(jī)械工具的結(jié)構(gòu)中添加重力軸承用梁，以承受梁本身的重力，提高加工精度。加工過(guò)程中，某些錯(cuò)誤是不可避免的，只有根據(jù)特定條件仔細(xì)分析錯(cuò)誤原因，才能以所需的方式提高加工精度，使零件處理不正確?？刂圃谠试S的范圍內(nèi)，以確保零件加工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，對(duì)零部件加工精度的要求也在不斷提高，為此應(yīng)該積極利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，改善機(jī)械加工。對(duì)整個(gè)工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，盡可能減少對(duì)工藝加工的影響，確保加工質(zhì)量和加工水平全面提升。