提升機(jī)械零件加工精度的方法研究

劉俊輝

（平頂山技師學(xué)院，河南 平頂山 467000）

0 引言

零件是機(jī)械設(shè)備重要組成，零件質(zhì)量往往決定著設(shè)備運(yùn)行效率，因此必須關(guān)注零件加工精度。加工時(shí)任何因素都可能影響零件精度，必須將零件精度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，一旦不符合標(biāo)準(zhǔn)要求就需返工，否則會(huì)影響機(jī)械設(shè)備性能。機(jī)械零件加工精度參數(shù)包含尺寸、位置、形狀等，任何參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)不符都會(huì)降低機(jī)械零件精度，影響機(jī)械設(shè)備正常使用。因此，采用有效方法提升和控制機(jī)械零件加工精度十分必要。

1 機(jī)械零件加工精度的主要影響因素

1.1 加工工藝因素

機(jī)械零件加工工藝是精度提升重要前提，整個(gè)加工過(guò)程需建立在工藝基礎(chǔ)上。與加工精度成正比關(guān)系，加工工藝越好加工質(zhì)量越佳。但從實(shí)際加工情況來(lái)看，有時(shí)加工精度正是受工藝影響，使其與加工標(biāo)準(zhǔn)不符，直接削弱零件整體質(zhì)量。

1.2 機(jī)床因素

機(jī)床是機(jī)械零件加工載體，所有加工程序需在機(jī)床中完成，機(jī)床起到基礎(chǔ)性作用，若機(jī)床質(zhì)量本就存在問(wèn)題則直接影響后續(xù)零件加工。機(jī)床影響因素主要體現(xiàn)在安裝誤差、制造誤差、磨損誤差等方面。有時(shí)機(jī)床安裝存在誤差導(dǎo)致零件加工精度不高。比如，機(jī)床安裝基面不平整、不穩(wěn)定使機(jī)床產(chǎn)生幾何誤差，影響后續(xù)機(jī)械零件加工正常進(jìn)行[1]。若零件加工導(dǎo)軌直線度、位置存在大幅度誤差，則會(huì)形成機(jī)床制造誤差削弱零件精度?；匦鬏S在機(jī)床中發(fā)揮重要作用，可以確保零件加工過(guò)程保持平穩(wěn)，但若回旋主軸產(chǎn)生誤差也會(huì)直接降低零件精度。機(jī)床使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)磨損情況較為常見(jiàn)，特別是刀具在長(zhǎng)期切削后磨損程度較嚴(yán)重。機(jī)床刀具位置精準(zhǔn)度較高，當(dāng)出現(xiàn)磨損后位置可能發(fā)生變化，若沒(méi)有得到及時(shí)調(diào)整、更換，就會(huì)導(dǎo)致零件形狀、尺寸等與標(biāo)準(zhǔn)不符。

1.3 溫度因素

機(jī)械零件加工環(huán)境較封閉，整體空氣流通性不高，這便使加工過(guò)程易受溫度影響。比如，電機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)散發(fā)熱量，若不能及時(shí)疏散至外部，使得熱量均集中在加工環(huán)境內(nèi)增強(qiáng)整體溫度。且加工環(huán)境內(nèi)各設(shè)備較為密集，大量設(shè)備運(yùn)行都會(huì)伴隨熱量產(chǎn)生，直接影響加工設(shè)備性能，最終影響零件加工精度[2]。比如，數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)離合器、軸承等需要長(zhǎng)時(shí)間保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在此情況下升溫在所難免，隨著運(yùn)行時(shí)間不斷延伸會(huì)造成機(jī)床不同程度扭曲、變形，使零件加工精度遭受影響。

1.4 切削系統(tǒng)因素

機(jī)械零件加工過(guò)程中，當(dāng)機(jī)床切削系統(tǒng)周期發(fā)生變化時(shí)，所有方向作用力也會(huì)產(chǎn)生變化，這便使得切削系統(tǒng)產(chǎn)生形變，無(wú)法滿(mǎn)足高精度要求零件加工需求。即使投入使用也無(wú)法提高零件加工精度與質(zhì)量。

2 提升機(jī)械零件加工精度的有效方法

2.1 誤差補(bǔ)償法

該方法屬于人為操作法，需要借助人工勞動(dòng)力達(dá)到誤差減少目的。工作人員通過(guò)引入原始誤差與加工系統(tǒng)原始誤差產(chǎn)生碰撞，進(jìn)而對(duì)后者誤差進(jìn)行抵消。兩種誤差需成對(duì)立關(guān)系才能起到抵消作用，為機(jī)械零件加工提供穩(wěn)定支撐。實(shí)際加工過(guò)程中，若誤差較小利用補(bǔ)償法能夠徹底解決誤差問(wèn)題，若誤差較大也能起到顯著減少作用。比如，針對(duì)溫度因素引發(fā)的精度問(wèn)題，工作人員需加強(qiáng)加工環(huán)境通風(fēng)改造，使設(shè)備熱量能及時(shí)散發(fā)。平時(shí)應(yīng)做好溫度檢測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)溫度達(dá)到限定值時(shí)需快速展開(kāi)降溫處理，防止溫度過(guò)高對(duì)機(jī)床性能及零件精度造成負(fù)面影響。又比如，機(jī)床零部件在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)形變、磨損后便會(huì)引起原始誤差，針對(duì)該情況也可利用補(bǔ)償法解決。有時(shí)由于人為操作差異可能引發(fā)新誤差，因此，在采用該方法提高零件加工精度時(shí)，必須綜合整體情況合理實(shí)施，從而將零件加工精度嚴(yán)格控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)[3]。

2.2 誤差減少法

誤差減少法顧名思義就是對(duì)機(jī)械零件加工時(shí)存在的誤差進(jìn)行削弱，降低零件加工精度影響力，零件加工環(huán)節(jié)許多誤差都能得到有效減少。針對(duì)零件加工時(shí)的多種精度影響因素，如若未引起重視，沒(méi)有采取有效方法，就會(huì)在極大程度上削弱加工精度，長(zhǎng)此以往會(huì)直接影響我國(guó)制造業(yè)水平。因此，采用誤差減少法削弱誤差存在現(xiàn)實(shí)意義。比如，機(jī)械零件加工時(shí)，若機(jī)床刀具位置不夠精確便會(huì)降低加工精度，如果作業(yè)途中發(fā)現(xiàn)該情況需停止加工進(jìn)度，待機(jī)床停止運(yùn)行后及時(shí)更換刀具或調(diào)整刀具位置，使其與零件加工需求密切相符，進(jìn)而加工出高質(zhì)量、高精度機(jī)械零件產(chǎn)品。觀察機(jī)床刀具走刀頻率，根據(jù)走刀誤差加以調(diào)整，盡可能降低因刀具走刀誤差引起的精度問(wèn)題，將誤差降低至最小化。

2.3 誤差預(yù)防法

在機(jī)械零件加工時(shí)部分誤差是可以預(yù)防的。與誤差補(bǔ)償法、減少法相比，這種方法可以在根本上提高零件加工精度，將影響因素阻擋在外。比如，針對(duì)機(jī)床刀具位置誤差因素，可在正式加工作業(yè)前精確計(jì)算刀具受力點(diǎn)與零件加工位置，增強(qiáng)兩者協(xié)調(diào)性，確保刀具受力點(diǎn)與零件加工位置相匹配，從而減少加工作業(yè)位置偏差情況發(fā)生，在根本上保障機(jī)械零件加工精度。當(dāng)機(jī)床刀具切削時(shí)間越長(zhǎng)、深度越深后位置偏差也愈加明顯，基于此，工作人員需提前計(jì)算零件具體切銷(xiāo)量，結(jié)合刀具走刀方式、次數(shù)等減少彼此偏差。導(dǎo)軌誤差在機(jī)械零件加工中往往遭到忽視，但實(shí)際上對(duì)零件加工精度造成的影響較大[4]。為避免該誤差產(chǎn)生，工作人員需提前監(jiān)測(cè)導(dǎo)軌原始誤差，將導(dǎo)軌運(yùn)行參數(shù)一一記錄，便于發(fā)現(xiàn)導(dǎo)軌異常，從而采取調(diào)整措施，避免誤差出現(xiàn)在零件加工環(huán)節(jié)。值得注意的是，前期收集到的導(dǎo)軌參數(shù)需反復(fù)比較、檢測(cè)，確保參數(shù)具備真實(shí)性，為機(jī)械零件加工提供有力依據(jù)。

3 提升機(jī)械零件加工精度的保障策略

3.1 全面遵循加工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

機(jī)械零件加工需得到完整標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐，因此，制定健全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系十分重要。目前，我國(guó)各制造業(yè)各企業(yè)所實(shí)行的加工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范各不相同，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范需與企業(yè)機(jī)械零件加工實(shí)際情況密切結(jié)合，切勿直接引用其他企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。體系需涉及詳細(xì)內(nèi)容，應(yīng)包含零件加工應(yīng)用到的所有核心力量，加工設(shè)備、工藝及人員都應(yīng)提出明確規(guī)定，使機(jī)械零件加工環(huán)節(jié)有章可循，提高整體加工規(guī)范性，減少加工誤差，為加工精度提升提供基礎(chǔ)保障。

3.2 提高工作人員專(zhuān)業(yè)水平

工作人員在機(jī)械零件加工過(guò)程中發(fā)揮重要作用。雖然目前我國(guó)制造業(yè)已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、自動(dòng)化生產(chǎn)，但仍然不能缺乏人工勞動(dòng)力。零件加工過(guò)程中產(chǎn)生的諸多影響因素都需利用人工解決或緩解，因此，企業(yè)需提高在職工作人員專(zhuān)業(yè)水平。一線操作者應(yīng)熟悉所有機(jī)械零件加工設(shè)備、工藝及誤差解決方法，在檢測(cè)到誤差后能及時(shí)采取有效措施解決，避免誤差延伸影響零件精度。必須嚴(yán)格按照加工規(guī)范工作，意識(shí)到崗位重要性，與機(jī)床設(shè)備間高度配合。另外，在新時(shí)期背景下傳統(tǒng)作用模式得到全面革新，工作人員工作理念也應(yīng)得到創(chuàng)新[5]?；诖?，企業(yè)需對(duì)工作人員進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，傳輸與時(shí)俱進(jìn)機(jī)械零件加工技術(shù)，使其符合當(dāng)代制造業(yè)發(fā)展要求，在其位謀其職，全面發(fā)揮專(zhuān)業(yè)技能確保機(jī)械零件高精度加工。

3.3 加強(qiáng)機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)

機(jī)械零件加工精度往往取決于機(jī)床，機(jī)床必須得到定期維護(hù)保養(yǎng)，及時(shí)排查機(jī)床設(shè)備問(wèn)題故障，確保零件加工過(guò)程安全穩(wěn)定完成。機(jī)床中包含多種零部件，在機(jī)械零件加工中產(chǎn)生核心作用，但也正是由于機(jī)床使用率較高，運(yùn)作時(shí)間較長(zhǎng),容易出現(xiàn)磨損及其他故障問(wèn)題，對(duì)機(jī)床進(jìn)行定期維護(hù)十分必要。特別是鉆頭、刀具等應(yīng)用頻繁的部件更應(yīng)縮短維護(hù)時(shí)間間隔[6]。從目前加工現(xiàn)狀不難看出，有的企業(yè)將重點(diǎn)放在加工效率提升上，忽略了加工精度與質(zhì)量，沒(méi)有對(duì)加工設(shè)備維護(hù)引起足夠重視。在數(shù)控機(jī)床檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)提出明確要求，需根據(jù)國(guó)家與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)床實(shí)施養(yǎng)護(hù)。維護(hù)保養(yǎng)是延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命的關(guān)鍵。由于溫濕度會(huì)對(duì)機(jī)床正常運(yùn)行造成一定影響，因此，需嚴(yán)格按照規(guī)定安裝機(jī)床，在正式安裝機(jī)床前仔細(xì)閱讀安裝條件與要求。在企業(yè)條件允許下，最好將數(shù)控機(jī)床設(shè)備與普通加工設(shè)備隔離，便于后續(xù)維修保養(yǎng)。若機(jī)床長(zhǎng)期處于閑置狀態(tài)，企業(yè)也需時(shí)常通電保持空運(yùn)轉(zhuǎn)，若空氣濕度較大或時(shí)常降雨則需適當(dāng)增加通電次數(shù)。通過(guò)機(jī)床設(shè)備零部件散發(fā)熱量驅(qū)散內(nèi)部濕氣，確保機(jī)床性能不受影響。機(jī)床硬件控制設(shè)施至少每年檢修一次，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、篩查安全故障，并時(shí)刻保持機(jī)床設(shè)備清潔[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)械零件精度關(guān)系著設(shè)備性能，零件加工精度控制十分必要，在實(shí)際加工過(guò)程中零件精度會(huì)受加工工藝、機(jī)床、溫度及切削系統(tǒng)影響。為確保零件加工精度滿(mǎn)足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及需求，可以采用誤差補(bǔ)償法、誤差減少法及誤差預(yù)防法削弱及避免誤差產(chǎn)生，降低各因素影響力。此外企業(yè)還需做好基礎(chǔ)保障工作，零件加工需全面遵循加工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，提高工作人員專(zhuān)業(yè)水平，加強(qiáng)機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)力度，在根源上規(guī)避加工誤差產(chǎn)生，為零件加工精度提升提供有力條件，推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)可持續(xù)發(fā)展。