探析零件加工中機械加工工藝對精度的影響

儲勝國

摘要：近年來，各種先進技術(shù)及高新設備不斷涌出，被廣泛應用于社會各個領域，極大的改變了人們的生活及生產(chǎn)方式，推動著社會生產(chǎn)力的提高。就以機械制造業(yè)來說，新設備及新技術(shù)在機械加工中的應用，使得生產(chǎn)效率得到了大幅度提高。但由于機械加工過程中誤差的存在，導致產(chǎn)品的質(zhì)量難以得到保證，尤其是在零件加工精度上表現(xiàn)得最為明顯和突出，從而嚴重阻礙了企業(yè)制造加工水平的提升。鑒于此，本文將對零件加工中機械加工工藝對精度的影響作以分析，并提出有效的控制舉措，以供同行業(yè)者交流和借鑒。

Abstract： In recent years， a variety of advanced technologies and high-tech equipment have continued to emerge， which have been widely used in various fields of society， greatly changing people's life and production methods， and promoting the improvement of social productivity. For the machinery manufacturing industry， the application of new equipment and new technologies in mechanical processing has greatly improved production efficiency. However， due to the existence of errors in the machining process， it is difficult to guarantee the quality of the products， especially the most obvious and outstanding performance in the machining accuracy of parts， which seriously hinders the improvement of the manufacturing and processing level of enterprises. In view of this， this article will analyze the impact of machining technology on precision in parts processing， and propose effective control measures for the exchange and reference of the same industry.

關(guān)鍵詞：機械加工;零件;加工工藝;影響

Key words： mechanical processing;parts;processing technology;influence

中圖分類號：TH161+.21????????????????????????????? 文獻標識碼：A???????????????? ???????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0109-02

0? 引言

新時期，社會在發(fā)展，時代在進步，制造業(yè)生產(chǎn)工作也應當與時俱進，積極學習新的理念和思想，在生產(chǎn)模式以及管理內(nèi)容上作出創(chuàng)新和改進，以便適應社會的發(fā)展，滿足現(xiàn)代化制造業(yè)的生產(chǎn)需求。出于這樣的考慮，本文就機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制措施進行研究，顯得意義十足。

1? 機械加工工藝影響零件加工精度的因素

1.1 數(shù)控編程誤差? 在生產(chǎn)和加工零件過程中，車床常會被用到。隨著科學技術(shù)的不斷革新，在車床加工領域越來越多的先進技術(shù)得以應用。車床要想正常穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，往往需要數(shù)控編程進行合理控制。換言之，車床效率的快慢以及性能的高低，很大程度上由數(shù)控編程決定。這也就是說，如果數(shù)控編程存在誤差，則零件加工精度會受到相應的影響。因此，為了避免這種情況的發(fā)生，在進行車床的編程時，相關(guān)技術(shù)人員需要充分了解零件的特點以及具體用途，并在此基礎上對相關(guān)數(shù)據(jù)予以合理設置，同時對編程原點進行合理的選擇和相應的調(diào)整，從而確保機床上所加工的零件能滿足質(zhì)量要求。

1.2 機械結(jié)構(gòu)誤差? 在現(xiàn)代機械加工中，機械設備占據(jù)著重要位置。之所以這么說，是因為機械設備的好壞，性能的高低，對于實際加工的精度和質(zhì)量有著直接的影響。如果機械設備在設計生產(chǎn)時，設計不合理，參數(shù)不能滿足相關(guān)標準要求，將會導致設備自身存在一定缺陷。這種存在缺陷的設備在投入使用后，所加工出來的零件難免會有精度上的誤差[1]。部分加工器械的刀具、夾具、機床等，在加工零件之前因未能安裝規(guī)范，也會導致誤差的存在，這些都被稱之為凈誤差。這種情況的存在，將會使零件的精確度降低，難以滿足圖紙要求。比如，刀具、夾具存在誤差，在零件機械加工中，往往需要根據(jù)零件材料的不同，選擇相應的刀具和夾具。刀具不同，其角度、材料、鋒利度、尺寸也各不相同，勢必將會對零件的精度造成影響。如車刀、鏜刀、刨刀等，單刃刀并不會產(chǎn)生太大影響，但拉刀、槽銑刀等有明確尺寸標準的刀具，若其尺寸、形狀與所要加工的零件不相匹配，難免會使零件的尺寸精度、形狀等受到影響。成形車刀、銑刀則會影響零件表面的幾何精度。另外，還有機床主軸，其回轉(zhuǎn)運動精度與刀具、零件位置有著直接的聯(lián)系。從理論上來說，主軸回轉(zhuǎn)軸心線基本是固定的，在受一定熱力影響，其位置就會發(fā)生變動，從而影響到主軸撓度、軸頸圓度等，回轉(zhuǎn)誤差也將隨之產(chǎn)生。

1.3 受力變形? 通常情況下來說，在對零件進行加工時，往往需要各種設備和工具相互配合，才能將所需的零件完整的加工出來。但在此過程中，殘余應力和加工外力會作用于零件之上。這里所說的加工外力，指的是零件受到來自外部的作用力。就以自刀桿、外圓車刀這些外力來說，如果力度不足，難免會使零件出現(xiàn)變形、破損的情況[2]。如此一來，誤差將會加大。又比如，來自刀具、機床的外力過大，也會使零件發(fā)生變形。再來說殘余應力，零件在加工過程中，自身內(nèi)部也會產(chǎn)生應力，使加工的零件受到影響。對于這種情況，在粗加工時結(jié)束后，應將成形毛坯靜置一定時間，再進行精加工，便可消除其內(nèi)部的殘余應力。

1.4 溫度誤差? 在加工零件的過程中，不同設備、組件會進行相互運動，在運動過程中會有較大摩擦力。在摩擦力的作用下，設備或組件上會有熱量產(chǎn)生。倘若在實際加工中不能對這些熱量予以合理的控制，將可能導致零件出現(xiàn)變形的情況，從而影響到加工零件的精度。除了組件及設備之外，長時間工作的機床難免也會有熱量產(chǎn)生，導致整體溫度提高。這種是客觀存在的問題，要想車床持續(xù)工作下去，熱量問題必然無法得到徹底解決。就以切削溫度來說，不同零件加工切削熱傳遞零件有著不同的熱量。一般而言，車削加工切削熱有10%向零件傳遞，銑削和刨削加工切削會向零件傳遞30%的熱量。鉆削因散熱條件不具備，加上橫刃與排屑槽摩擦積壓，也會向零件傳遞50%的切削熱。并且，切削速度越高，則溫度提升就會越快，從而導致零件加工的誤差進一步加劇。

2? 機械加工工藝對零件加工精度影響的控制舉措

2.1 規(guī)范工藝流程? 在加工零件過程中，工作人員需要對工藝流程予以嚴格遵循。之所以這樣，是因為加工過程中無論哪個流程出現(xiàn)了問題，都會對零件的精度和質(zhì)量產(chǎn)生影響。只有按照流程嚴格操作，才能避免誤差的發(fā)生，從而使零件加工的精度得到保證。因此，作為工作人員，在進行零件加工的過程中，應立足于整體，對零件加工予以全過程監(jiān)督和管理，以此來確保零件加工的合理性，加工過程的規(guī)范性。在具體實施上，一方面需要進行高性能加工機械的選擇，如優(yōu)先考慮品牌知名度高或生產(chǎn)能力強的產(chǎn)品，以便為零件加工提供有力的設備支撐。同時，需要注意的是，在機械設備投入使用前，應對設備的安裝順序、各個零部件作以必要的檢查。在完成安裝后，需要對機械進行校驗，確保零件加工作業(yè)的有序進行。另一方面，機械設備的加工運行的檢查工作應落實到位，安排專業(yè)人員對機械設備進行定期維修保養(yǎng)，以此來保證設備始終能正常的運行，其性能滿足零件加工要求。同時，應制定相應的管理制度，對零件加工過程予以質(zhì)量監(jiān)管，通過定期抽測檢驗，使其能夠符合國家的相關(guān)標準。

2.2 控制數(shù)控編程? 由上文可知，零件加工精度很大程度上會受到數(shù)控編程的影響。為了對這一影響因素予以有效控制，作為技術(shù)人員，在進行編程時，應根據(jù)零件特性及具體用途，合理的定位編程原點[3]。在確定編程坐標系時，應對編程基準、設計基準以及工藝基準相統(tǒng)一的原則予以嚴格遵循，以便使換算尺寸誤差得以最大限度的降低。具體可從以下幾方面著手：第一，應確保數(shù)控編程原點與零件設計圖紙高度匹配。這是因為零件設計擁有獨特的設計基準，機械加工企業(yè)具有工藝基準，所以應當保證原點定位符合上述基準，以此來有效的減少零件加工的誤差;第二，數(shù)據(jù)計算應盡量簡化，避免因計算過程過于繁瑣而導致誤差的發(fā)生率提高;第三，應在具有較高精度的表面上進行數(shù)控編程坐標系的構(gòu)建;第四，如果存在零件位置不同，尺寸公差不對稱的情況，則需要相關(guān)技術(shù)人員對數(shù)據(jù)編程尺寸通過人工的方式進行測量計算。若選擇同種刀具來加工零件，則應選擇公差中間值編程，以便為誤差留下一定的調(diào)整空間，從而使加工精度得以充分保證。

2.3 處理結(jié)構(gòu)誤差? 產(chǎn)品質(zhì)量的高低與否，與零件加工精度有著密切的關(guān)系。尤其是一些機械對于零件精度有著嚴格的要求，而幾何尺寸作為加工中影響零件精度的主要因素，應予以必要的重視，并加強控制。具體可從兩方面入手：一方面，對原始誤差進行控制。要知道，在機械加工中，往往會有一些客觀誤差存在，此誤差是無法規(guī)避的。這是因為加工零件和數(shù)控機床中必然存在誤差，而這種誤差一般被稱為原始誤差。作為相關(guān)技術(shù)人員，需要對其誤差出現(xiàn)的原因予以分析和探究，并采取有效的措施予以積極應對和妥善解決，以此來促進零件精度的提高。另外，在實際加工過程中，需要合理調(diào)整機床位置精度、幾何精度。另一方面，合理設計機床核心部件。要知道，機床定位精度會很大程度上影響零件的加工。比如，進給系統(tǒng)、導軌、工作臺面水平度和垂直度等核心部件。因此，工作人員需要在對零件特點以及精度要求予以充分考慮的前提下，合理選擇機床的核心部件。如，滾珠絲杠作為機床的主要構(gòu)成部分，在挑選時需要重點考慮其精度，選擇先進、成熟的技術(shù)，利用軸向荷載、回轉(zhuǎn)速度對滾珠絲杠的固定和支撐方式予以合理選擇。

2.4 減少外力影響? 在零件加工中，零件精度常會受到作用力的影響。而摩擦力作為主要的作用力，有著較高的控制難度。為使這種作用力得到盡可能的消除，需采用以下手段：其一，在設計標準中納入零件加工工藝，以此來實現(xiàn)力的抵消，防止因摩擦力過大而導致精度受到影響。其二，加強機械設備的維修保養(yǎng)，以免設備長時間應用使表面變得粗糙，摩擦力進一步增大。對于此種情況，需要對機械設備進行經(jīng)常打磨，并及時更換刀具，以此來有效的降低摩擦力，提高加工精度。其三，制定誤差補償措施。零件加工中，不可避免的會出現(xiàn)誤差。鑒于此，必須要制定相應的補償措施，可通過增加材料的方式補償或填補誤差，以此來對存在的誤差予以合理的消除。

2.5 控制工藝溫度? 零件熱變形，也會導致加工過程中誤差的出現(xiàn)。對此，需要從以下幾方面著手：其一，通過強制式冷風方式，將整體加工溫度控制在較低水平;其二，切削供給量及速度需進一步提高，實現(xiàn)傳熱平衡;其三，切削區(qū)的冷卻液應保證充足，以便對溫度差予以平衡;其四，消除不必要的熱源，對于不能消除的熱源，應采取隔離措施;其五，合理選擇機床部件。在對熱對稱結(jié)構(gòu)原理予以充分利用的基礎上，進行變速箱的布置安裝，以便使溫度的均勻性得以保證。

3? 結(jié)束語

總的來說，在加工零件過程中，很多因素都會對零件的加工精度產(chǎn)生影響。如果這些因素不加以控制，將會嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，作為制造企業(yè)，應重視這些影響因素，并通過規(guī)范工藝流程、控制數(shù)控編程、處理結(jié)構(gòu)誤差等舉措，來提高零件加工精度，促進企業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]吳勇志，賴輝.淺析機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].內(nèi)燃機與配件，2019（013）：124-125.

[2]周偉良.關(guān)于機械加工工藝對零件加工精度的影響分析及控制探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（024）：34.

[3]陸霖.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制分析[J]. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（28）：200.