機(jī)械零件加工精度影響因素研究

茹亞東

(新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000)

0 引言

為了確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，必須要重視提升機(jī)械零件加工質(zhì)量。在實(shí)際加工過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合零件使用要求科學(xué)地規(guī)定零件加工的精度，而工藝人員則需要結(jié)合生產(chǎn)條件以及設(shè)計(jì)要求，選擇一個更加合理的工藝方法，這樣有利于減小加工誤差。因此，在加工零件時，需要充分了解影響加工質(zhì)量的各種因素，還得對加工的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行全面地管理。

1 機(jī)械零件加工精度概述

在加工機(jī)械零件時，其精度主要會受到尺寸精度、形狀精度以及位置精度的影響，并且這三者之間形成了相互影響以及相互制約的關(guān)系，形狀公差不能比位置公差大，并且位置公差也必須在限定尺寸公差范圍內(nèi)。在表示機(jī)械零件加工精度時，通常是使用加工誤差的大小。加工誤差是指零件加工過后的尺寸和標(biāo)準(zhǔn)尺寸間存在的偏離量，加工誤差越小，就說明加工精度越高。在加工機(jī)械零件時，各個工藝環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)加工誤差，致使加工精度降低。例如，在進(jìn)行裝夾時，零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)之間不重合就會導(dǎo)致定位誤差，而且夾緊力過大時也會導(dǎo)致夾緊誤差，一旦出現(xiàn)這些加工誤差，都會給零件的精度帶來不良影響。就現(xiàn)階段而言，研究加工精度的方法有兩種，第一種是單因素分析法，也就是確定某種誤差對加工因素的影響，不考慮其他情況導(dǎo)致的誤差。還有一種是統(tǒng)計(jì)分析法，也就是在一批機(jī)械零件當(dāng)中選擇一部分零件，并且分析這些零件的精度以及找出其中存在的誤差，不過這種方法只適合在批量生產(chǎn)的時候使用。

2 影響零件加工精度的因素

2.1 機(jī)床誤差

在進(jìn)行機(jī)械零件加工過程中必然會使用到機(jī)床，所以機(jī)床誤差在很大程度上影響著零件的加工精度，具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。第一，機(jī)床安裝誤差。在生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品時都會存在相應(yīng)誤差，在機(jī)床加工時也不例外，而機(jī)床加工誤差會對零件的加工精度造成直接影響。在安裝機(jī)床過程中，假如安裝基面不夠平穩(wěn)，就會導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)幾何誤差，而且機(jī)床安裝不穩(wěn)也會導(dǎo)致夾具在固定零件時出現(xiàn)較大偏差，這樣就會對零件加工精度造成影響。第二，機(jī)床傳動鏈誤差[1]。機(jī)床在傳遞零件過程中零件位置就會出現(xiàn)變化，當(dāng)零件位移誤差累積之后，在零件表面上的孔、凸臺還有輔助結(jié)構(gòu)造成位置上的誤差。第三，機(jī)床磨損誤差。機(jī)床在長期使用過程中難免會出現(xiàn)相應(yīng)磨損，特別是機(jī)床的刀具，在長時間切削加工零件之后，非常容易出現(xiàn)磨損。當(dāng)?shù)毒弑荒p之后，在機(jī)床上的安裝位置也會出現(xiàn)一定變化，這樣加工的零件不管是形狀還有尺寸都會出現(xiàn)相應(yīng)誤差。

2.2 切削力的影響

在加工機(jī)械零件時，各個方向力的作用都會影響到機(jī)床部件切削工藝系統(tǒng)，這樣切削工藝系統(tǒng)就會在力的作用下出現(xiàn)變形。針對加工精度要求比較高的零件，切削工藝系統(tǒng)會受到更大影響，從而導(dǎo)致零部件的加工精度出現(xiàn)較大誤差。

2.3 幾何參數(shù)的誤差

在進(jìn)行機(jī)械零件加工過程中，幾何參數(shù)誤差通常都是人為的，不過機(jī)械老化也會導(dǎo)致幾何參數(shù)誤差。在進(jìn)行零件加工時不僅需要機(jī)床加工，還需要人工測量，所以量具因素、環(huán)境因素以及人為因素等，這些都會產(chǎn)生幾何誤差，從而給零件加工精度造成影響。

2.4 熱變形以及受力變形

熱變形都是從零件內(nèi)部產(chǎn)生的，在加工零件過程中，當(dāng)零件受到不均勻熱能量之后再進(jìn)行切削，就會導(dǎo)致熱變形，從而對零件加工精度造成影響[2]。而受力變形則是在零件加工過程中，因?yàn)槭艿酵饬ψ饔茫沽慵芰ζ胶鉅顟B(tài)被打破，零件就會受力不均勻并且發(fā)生力學(xué)變形，也會使零件加工精度降低。

3 提高機(jī)械零件加工精度的方法

3.1 減少受力誤差

加工機(jī)械零件的過程中，加工零件因受力變形導(dǎo)致誤差是較為常見的現(xiàn)象。例如，加工零件的機(jī)床進(jìn)行切削時，刀具的受力點(diǎn)位置在不斷的變化過程中，就容易導(dǎo)致機(jī)械加工的誤差產(chǎn)生。因此工作人員在加工零件時，首先要精確計(jì)算零件、刀具的具體受力點(diǎn)，保障受力點(diǎn)的位置在實(shí)際加工時處在相對穩(wěn)定狀態(tài)，盡可能降低零件加工誤差的出現(xiàn)和產(chǎn)生[3]。隨著切削深度發(fā)生調(diào)整，加工機(jī)械零件的過程也是誤差加大的過程。工作人員要提前計(jì)算出零件的切削量，改變走刀的方式，盡可能降低機(jī)械加工切削誤差。在機(jī)械零件加工過程中要增加或減少刀具走刀的次數(shù)，減小調(diào)整走刀過程中誤差產(chǎn)生的概率，這樣就可以降低由于走刀導(dǎo)致零件加工精度誤差。

3.2 避免溫度誤差

加工機(jī)械零件時，工作人員要重視零件加工精度可能受到溫度變化的影響，導(dǎo)致溫度升高或降低。溫度會讓加工零件的機(jī)床主軸和齒輪的部分產(chǎn)生變形，會在很大程度上影響機(jī)械加工精度，并且誤差產(chǎn)生的主要部位分布在機(jī)床內(nèi)部，所以不易發(fā)現(xiàn)。誤差的產(chǎn)生會讓機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量下降，影響企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益。因此機(jī)械零件加工過程中要及時測量加工零件的溫度，如果出現(xiàn)溫度過高的情況要控制。優(yōu)化機(jī)械加工環(huán)境，健全通風(fēng)設(shè)施，設(shè)置溫度監(jiān)測系統(tǒng)，對機(jī)械加工環(huán)境的溫度展開實(shí)時監(jiān)測。如果溫度變化超過合理范圍，要馬上采取一定的降溫措施，防止溫度變化過大導(dǎo)致加工零件發(fā)生熱變形。同時，機(jī)械加工摩擦比較嚴(yán)重的區(qū)域熱量往往較大，要進(jìn)行零部件的潤滑，在一定程度上防止摩擦生熱。機(jī)械零件加工車間要根據(jù)車間具體情況增加降溫設(shè)備，有效調(diào)整加工環(huán)境，控制機(jī)床、設(shè)備的溫度，將機(jī)械零件加工精度進(jìn)一步提高[4]。

3.3 減少原始誤差

在機(jī)械零件加工時，機(jī)床夾具、量具也會有誤差出現(xiàn)的可能，此外還包括受熱和刀具磨損等情況，都會導(dǎo)致夾具在加工過程中出現(xiàn)形變，從而引發(fā)原始誤差。因此，必須要通過補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ幚頇C(jī)床位置，在使用這種方法時，因?yàn)槿藶橐蛩匾矔?dǎo)致一些新形變誤差出現(xiàn)，雖然在形式上這兩種誤差之間是相反的，但是誤差大小以及調(diào)整的效果卻大致相同，只有將誤差進(jìn)行合理的調(diào)整，才可以把機(jī)械零件加工精度進(jìn)一步地提高。

3.4 減少導(dǎo)軌誤差

即便是機(jī)床導(dǎo)軌引發(fā)的誤差會給零件的加工精度造成影響，不過在實(shí)際加工零件時并不是非常重視這方面因素[5]。因此，為了提高零件加工精度，必須要加強(qiáng)對導(dǎo)軌誤差的監(jiān)測，這樣才能及時地發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌參數(shù)的異常情況，并且做出針對性調(diào)整。除此之外，在加工機(jī)械零件之前，還需要仔細(xì)地監(jiān)測以及核對導(dǎo)軌參數(shù)，這樣才能提高導(dǎo)軌運(yùn)行的可靠性，更好地確保零件加工精度。

4 結(jié)語

零件的質(zhì)量受到機(jī)械零件加工精度的直接影響，想要提高機(jī)械零件加工精度，就要加強(qiáng)對零件加工過程各個因素的了解和把握，制定有針對性的解決對策，盡可能地減少零件加工過程中存在的誤差，提高零件加工的精度。在機(jī)械加工業(yè)發(fā)展過程中，機(jī)械零件加工質(zhì)量對其加工的技術(shù)水平有著重要影響。因此，必須要不斷地提升零件加工精度。