機械加工精度的影響因素及提高措施探究

李玲 呂治軍

摘要：現(xiàn)如今機械生產(chǎn)加工制造業(yè)發(fā)展迅猛，機械加工制造技術(shù)的精度是國家工業(yè)綜合能力的重要表現(xiàn)形式，我們需要清楚地了解機械加工精度的影響因素，制定出對應(yīng)的解決措施和提升精度的方案，促使機械加工質(zhì)量得到有效提高，確保相應(yīng)精度問題得到妥善處理。

關(guān)鍵詞：機械加工;精度;影響因素;措施

中圖分類號：TH161? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）11-0212-02

0? 引言

機械加工精度對于智能化和自動化生產(chǎn)有著重大影響，現(xiàn)如今高標準的機械化生產(chǎn)要求機械加工精度達到極高的水平，因此保障機械加工精度顯得尤為重要。制造行業(yè)應(yīng)采用更高的標準來提升加工精度，找出機械加工環(huán)節(jié)各個方面對于精度的影響，并對其進行剖析，更深層次地探討其控制因素，從而保證機械加工精度。

1? 機械加工精度基本概念

機械加工精度，是指工件在機械加工后的實際幾何參數(shù)與零件圖紙所規(guī)定的理想值的相符合的程度?？煞譃槌叽缇?、幾何形狀精度、相互位置精度。而它們之間不相符合的程度，則稱為機械加工誤差。加工精度包括三個方面：①尺寸精度，限制加工表面與其基準基準間尺寸誤差不超過一定的范圍;②幾何形狀精度，限制加工表面的宏觀幾何形狀誤差，如圓度、圓柱度、直線度和平面度等;③相互位置精度，限制加工表面與其基準間的相互位置誤差，如平行度、垂直度和同軸度等。加工工藝誤差的大小程度直接反映了機械加工工藝精度的水平高低。誤差越大代表加工精度越低，因此生產(chǎn)設(shè)計工作中保證零件加工工藝精度，是為了確保零件加工工藝誤差在機械所要求的最大公差精度范圍內(nèi)，從而可以實現(xiàn)各種零件的精密加工。機械加工精度因加工方式和所選工具的不同而受到不同程度的影響，所產(chǎn)生的誤差影響力大小也不同。如果加工精度不夠，零件的質(zhì)量就會受到影響，就需要采取有效的解決措施。通常設(shè)計者應(yīng)根據(jù)部件的具體使用要求指定部件的加工精度，并采用適當?shù)募庸し椒▉砜刂普`差范圍。

2? 加工精度的影響因素

2.1 幾何誤差

在我們應(yīng)用先進機械加工制造工藝技術(shù)進行機床零件加工制造時，經(jīng)常可能會產(chǎn)生機床幾何設(shè)計誤差，產(chǎn)生這種誤差的主要原因有很多，有的大型機床因目前使用的機械制造設(shè)備工藝較為落后，導致其出廠時就可能存在一定的設(shè)計瑕疵，從而極易導致機床幾何設(shè)計誤差的情況出現(xiàn)，這種幾何誤差通過機床結(jié)構(gòu)是很難得到修復的，最徹底的解決辦法就是及時更換新的機床。而隨著電動機床實際使用工作時間的不斷增加，其內(nèi)部的機械元件也會不斷出現(xiàn)摩擦磨損等現(xiàn)象，會對機床加工精度產(chǎn)生一定的不良影響。刀具也是影響零件加工作業(yè)精度的重要因素，零件在加工作業(yè)過程中需要不斷用刀具進行切割，刀具在長時間的連續(xù)加工使用過程中，其加工位置可能會隨著加工作業(yè)的不斷增加而逐漸發(fā)生移動，最終會導致刀具幾何精度誤差過大超出了所規(guī)定的幾何誤差測量范圍。夾具在正常使用較長一段時間后，專業(yè)操作人員可能會適當調(diào)整產(chǎn)品夾具的安裝位置，但是由于其自身專業(yè)能力限制，可能存在每次調(diào)整過后的產(chǎn)品夾具安裝位置有較大偏差。

2.2 熱變因素

產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程中，熱溫度變化等因素不可避免。加工過程中的強力切削、銑削和強力磨削等機械摩擦過程產(chǎn)生的巨大熱量都有可能會直接使這些工件發(fā)生形變，并且會導致工件加工時的精度大大降低。不同工藝加工的部件也可能會同時發(fā)生熱量形變，這些機器部件長期高溫工作所能產(chǎn)生的熱量不同，熱量的形變也不同。在產(chǎn)品零件的加工過程中，機床與其他運動部件在機械運行過程中會發(fā)生持續(xù)性地相互作用。對于熱溫度變化等因素，溫度過高或者過低都會嚴重影響機械操作，應(yīng)該在保證機械設(shè)備正常運行的同時適當控制操作溫度。機器內(nèi)部溫度持續(xù)升高的形成原因主要可能是機器與機械部件之間的外力摩擦。為了有效減少設(shè)備的熱量，可以考慮一種冷水設(shè)施來快速使設(shè)備降溫。

2.3 操作影響

機械加工安裝設(shè)備的整體安裝比較復雜，需要嚴格按照行業(yè)相關(guān)操作流程及技術(shù)標準進行安裝。在一些機械加工操作過程中，也可能會因為機械安裝過程中的安裝誤差，而嚴重影響機械加工精度。通常情況下，安裝操作技術(shù)人員所呈現(xiàn)的人機操作精度誤差，主要體現(xiàn)在精度測量、調(diào)試、基準設(shè)備施工等幾個方面。相關(guān)安裝操作技術(shù)人員一旦在實際安裝中不慎出現(xiàn)這些問題，就很有可能直接導致安裝零件在實際加工過程中出現(xiàn)較大誤差，造成不良的經(jīng)濟后果。因此，需要組織相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員對其安裝的零件進行嚴格地技術(shù)檢查。在進行零件機械加工工藝管理過程中，管理方面對產(chǎn)品零件機械加工工藝精度也有很大影響。因此通常需要專業(yè)管理人員對其設(shè)備進行定期維護與定期檢修，以避免零件在加工產(chǎn)生中產(chǎn)生質(zhì)量誤差而導致不合格的情況出現(xiàn)。在進行工業(yè)機械加工零件工藝管理過程中，設(shè)備自身對加工零件機械加工工藝精度有直接影響，如果這些工作人員的專業(yè)技術(shù)水平不高，并且在進行機械加工的生產(chǎn)過程中一旦出現(xiàn)了違規(guī)操作，就可能會直接導致機生產(chǎn)出來的機械零件質(zhì)量存在較大誤差，這對于機械加工而言無疑是十分不利的。

3? 提升機械加工精度的途徑

3.1 減少外力對零件形成的干擾

工業(yè)機械加工設(shè)備內(nèi)部表層在零件加工時發(fā)生摩擦不可避免。在工業(yè)生產(chǎn)機械加工使用機械設(shè)備時，摩擦力通常會隨著加工設(shè)備的正常運行而不斷增加，所以就需要經(jīng)常對加工機械設(shè)備的外層表面零件進行表層打磨，有效地減輕加工零件與機械設(shè)備外層表面相互接觸的局部摩擦力。此外，還可以通過自動數(shù)控機床系統(tǒng)進行精度軟件誤差補償，在加工過程中，實時自動采集誤差去除和加工的數(shù)據(jù)，同時將其反饋在機床數(shù)據(jù)庫報表中，提供數(shù)控加工系統(tǒng)在機床完成部件修補后實時查詢機床誤差軟件補償?shù)臄?shù)值，從而可以達到實時控制機床坐標和轉(zhuǎn)軸以及附加部件運動的主要目的?？刂普{(diào)整裝置可以根據(jù)電機實時速度采集的移動誤差值對數(shù)據(jù)的移動方向和誤差大小進行微量自動調(diào)整。最后，在提高機械設(shè)備運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的過程中，無論是加速器還是定位裝置都應(yīng)該做好充分的防范措施，避免任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。相對應(yīng)進行定期檢測并及時保養(yǎng)，保證其運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，這樣在實際生產(chǎn)的過程中才能更符合要求。

3.2 減小原始誤差

加工技術(shù)手段和操作流程需要在加工過程中不斷進行優(yōu)化和創(chuàng)新。對于加工精度質(zhì)量要求高的零件在加工后還應(yīng)及時進行消除材料殘余物和應(yīng)力保護措施。在此法的基礎(chǔ)上要特別注重對容易發(fā)生加工誤差的單個零件加工工藝部件應(yīng)進行多次誤差檢測，發(fā)現(xiàn)誤差問題要及時進行檢修、更換，以減少對加工零件加工精度的直接影響。引入先進的專業(yè)生產(chǎn)電子機械加工技術(shù)設(shè)備，將一些老舊、破損的加工機械設(shè)備進行淘汰并替換，確保生產(chǎn)電子精度測定儀的工作精度，在通過各種電氣測量儀器進行測定后即可決定必需進行更換的整機零部件。同時也要十分注重銑床加工機械設(shè)備和銑床測量處理儀器的定期維護和日常保養(yǎng)管理工作，更好的延長加工機床設(shè)備的使用壽命，提高銑床機械加工的社會經(jīng)濟效益。針對部分部件加工和其它裝配部件精度提高問題，往往因為涉及到各個部件或其它零件之間的相互關(guān)系，極為復雜，倘若一味地將零部件自身的裝配精度誤差直接加以提高，常常會很困難，但倘若通過就地裝配加工法（即僅對加工自身進行修配的方法），便極有可能很便捷地將這些看似極難的部件精度提高問題全部加以解決。在機械加工各類機械零件的加工過程當中，就地裝配加工法常常會有效地確保機械零件的精度。

3.3 溫度的合理控制

加強對整個機械加工設(shè)備加工中機械溫度的管理控制，對有效保提高機械加工工藝精度有著重要保障作用。溫度過高是直接影響整個機械加工設(shè)備正常運行的重要影響因素之一，溫度過高或者是機械溫度系數(shù)過低，都將可能會給加工設(shè)備的正常生產(chǎn)運行造成不利影響。為此，如果加工中設(shè)備溫度持續(xù)升高，要及時采用冷水加工降溫預(yù)防措施。（比如，機床零部件正在進行高速打磨，機床主軸上高速螺旋轉(zhuǎn)動的這些零件與打磨砂輪相互發(fā)生摩擦，必然就會使其產(chǎn)生較多的打磨熱量，而過高的打磨溫度將可能會導致與打磨砂輪相碰或接觸的零部件同時發(fā)生高速變形。）為此，正確有效地防止這些零件發(fā)生精度誤差，關(guān)鍵要及時實施機床冷水的降溫處理。加強對加工零件材料及加工設(shè)備環(huán)境整體溫度的自動控制，特別是對零件加工機械設(shè)備的自動機床、刀具及其他部分環(huán)境溫度的自動控制，將環(huán)境溫度對加工零件的精度影響程度降至行業(yè)最低水平。冷水降溫控制能控制降低產(chǎn)品加工過程的環(huán)境溫度，但以上控制措施在實際應(yīng)用期間不僅應(yīng)該要加強對加工溫度的合理調(diào)控，同時還需要仔細考慮是否伴隨著時間推移加工溫度不斷上升的環(huán)境問題，進而才能達到對隨著溫度不斷上升加工過程的全面溫度控制。為有效減少零件與傳動設(shè)備間應(yīng)力摩擦時發(fā)生過熱現(xiàn)象對零件整體精度提高產(chǎn)生的不利影響，應(yīng)適當加強對提高零件自身形體材料的溫度選擇，適當采用增加單個零件的整體抗撓性摩擦生熱能力與零件熔點，以降低摩擦溫度對提高零件自身形體精度產(chǎn)生的不良影響。

3.4 加強人員培訓

與既往的工作有所不同，機械加工工藝在實踐層面上，雖然可以通過很多的技術(shù)系統(tǒng)來操作，但是在人員的培訓力度上，依然要做出大幅度的提升，這樣才能促使各方面的工作取得更好的效果，在相關(guān)不足的處置過程中，努力創(chuàng)造出較高的價值。機械加工工藝的所有操作人員，都要接受培訓，督促大家按照正確的方式、方法進行靈活的學習，不斷取得更好的成績，為產(chǎn)品的合理優(yōu)化提供較強保障。人員培訓的開展，應(yīng)嚴格按照國家最新規(guī)范、標準來實施，充分考慮到精度在不同環(huán)境下發(fā)生的轉(zhuǎn)變，要堅持推動機械加工工藝的長遠進步，這樣才能在后續(xù)的工作中，不斷取得更好的成就。做好專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)引進和專業(yè)培訓工作，一方面我們要繼續(xù)加強技術(shù)人才培養(yǎng)引進，積極開展機械企業(yè)加工技術(shù)培訓交流活動，還要積極組織企業(yè)、社會力量招聘，選派具備專業(yè)技能和其他綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)較高的專業(yè)技術(shù)人才積極參與機械加工技術(shù)工作，為我國機械裝備制造業(yè)發(fā)展注入更多新鮮優(yōu)質(zhì)的技術(shù)血液，提高機械專業(yè)加工技術(shù)人才的整體專業(yè)水平，提高機械加工的工藝精度。

4? 結(jié)束語

相關(guān)企業(yè)部門應(yīng)提出關(guān)于提升工業(yè)機械加工設(shè)備工藝的一些相關(guān)政策措施，更有利于提升工業(yè)機械加工設(shè)備工藝的生產(chǎn)質(zhì)量，大大減少對工業(yè)零件機械加工工藝精度的直接影響，這對于不斷提升當前我國工業(yè)機械加工水平具有重要指導作用。通過嚴格把關(guān)監(jiān)控機械加工零件溫度、提高機械加工作業(yè)人員素質(zhì)、防止機械加工中的零件過熱變形等配套措施，促使其能夠滿足廣大客戶的實際需求，有利于促進我國機械加工設(shè)備行業(yè)的長遠健康發(fā)展。

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