淺析機械加工工藝對零件加工精度的影響

于婷

（大慶油田石油專用設(shè)備有限公司研發(fā)中心，黑龍江 大慶 163411）

工藝主要指在產(chǎn)品加工或裝配過程中應(yīng)用的手段及方法。機械加工工藝則指利用機械加工方法改變毛坯料的外形尺寸、形狀、位置、表面質(zhì)量等，使其成為成型的合格零件的過程。對于機械產(chǎn)品來說，加工質(zhì)量是其基礎(chǔ)。在機械加工行業(yè)中，一直以來都是表面加工質(zhì)量以及加工精度作為評價零件加工精度的主要參數(shù)。機械加工精度主要指零件加工后幾何參數(shù)與理想?yún)?shù)之間的符合度，符合度越高，表示加工精度越高。機械加工技術(shù)條件一定的情況下，有效提升的機械加工工藝可以保障零件加工精度，提升產(chǎn)品的成品率，企業(yè)經(jīng)濟效益也能得到有效的提升。

1 機械加工工藝路線

1.1 機械加工工藝過程

機械加工工藝主要指機械產(chǎn)品前期生產(chǎn)的以及后期加工工藝過程的綜合，上述兩個過程中，通過嚴格的技術(shù)要求將半成品以及原材料加工成產(chǎn)品，這就是機械生產(chǎn)過程。整個過程中，還會涉及原材料的運輸和保存、生產(chǎn)前準備、毛坯制造、零件加工及熱處理等多個環(huán)節(jié)。由此可見，在機械加工生產(chǎn)全過程中涉及豐富的內(nèi)容?，F(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)過程都會應(yīng)用到先進的系統(tǒng)工程學(xué)進行組織和指導(dǎo)，在管理組織科學(xué)不斷進步的形勢下，企業(yè)的生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品品質(zhì)都得到了極大的提升，也有效地促進了企業(yè)競爭實力的提升。

機械零件的加工生產(chǎn)是由多道生產(chǎn)工序共同組成，通過各道生產(chǎn)工序就可以實現(xiàn)原材料到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變，該環(huán)節(jié)也被稱為工藝過程，是機械零件加工中非常重要的一個環(huán)節(jié)，機械加工企業(yè)的零件生產(chǎn)通常都是按照多道工序進行批量生產(chǎn)的。

1.2 機械加工工藝路線

在制定機械加工的工藝規(guī)程的過程中，需要擬定加工工藝路線、確定加工工序尺寸，同時，還要對每道工序加工過程中使用的設(shè)備進行明確。制定工藝路線通常需嚴格遵守以下幾個原則：加工時要優(yōu)先以基準面開始，并將整個加工過程嚴格劃分為不同階段，優(yōu)先加工平面，后加工孔類，加工時要充分保障平面和孔的加工位置精度。此外，還要嚴格區(qū)分精加工和粗加工，并根據(jù)加工工序要求來選擇加工機械設(shè)備和熱處理時間等。

2 機械加工工藝對零件加工的影響

2.1 機床夾具對加工精度的影響

在進行工件加工時，根據(jù)工藝要求需要保障工件在夾具上位置的正確，同時，在加工過程還要保障工件位置不變。此時，需要應(yīng)用到機床夾具，夾具在裝夾工件的過程中擺闊了定位和夾緊等兩層含義。定位主要指工件在夾具中找到正確位置的過程；夾緊則指完成工件定位后將其良好固定，同時保障在整個加工過程中工件不能產(chǎn)生位置變動。設(shè)計夾具的過程中，要根據(jù)加工工件具體情況來合理選擇定位元件，例如，以加工工件平面為基準的情況下，定位元件可以選擇定位板、定位釘?shù)?；如果以圓孔定位的情況下，定位元件可以選擇圓柱銷；當(dāng)以工件外圓柱表面定位的情況下，定位元件可以選擇定位銷。定位原則的選擇首先要保障其平整性，定位元件為定位銷的情況下，要對各銷進行合理調(diào)整，保障高度的一致性。

加工元件不平整的情況下，會影響其定位作用，工件的經(jīng)過加工后會產(chǎn)生一定的位置誤差，進而影響工件加工的成品率。因此，需將工件在特定位置上進行零號固定，并保障整個加工過程中機床的穩(wěn)定運行，在加工零件的過程中。

2.2 機床自身誤差導(dǎo)致的影響

目前，機械加工行業(yè)中常見的加工機床主要包括動力源、支撐件、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等幾個主要組成部件。不同機床的技術(shù)參數(shù)是固有的，在加工工件的過程中，可以根據(jù)加工工藝要求來科學(xué)選擇機床。機床自身的加工精度會對機械成品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，機床精度因素主要包括幾何精度、運動精度、工作精度、定位精度、傳動精度等，不同精度因素之間會產(chǎn)生相互影響，任意一個因素產(chǎn)生誤差都會對其他因素產(chǎn)生影響，并最終反饋到加工工件上。例如，傳動部分產(chǎn)生誤差的情況下，機床軸移動過程中會出現(xiàn)拖拉，在此情況下，軸的實際移動距離要小于工藝尺寸要求，最終導(dǎo)致加工產(chǎn)品成為殘次品。機床在加工工件的過程中，會產(chǎn)生重力、夾緊力、摩擦力、沖擊力等多種力的作用，因此，這些加工作業(yè)要對機床本身的承受范圍進行充分考慮，即機床要達到機械加工的剛度要求。由此可見，在機械加工過程中，要保障機床加工精度和剛度的要求，才能保障產(chǎn)品的合格率。

2.3 切削熱對加工精度的影響

金屬工件的加工過程中，由于刀具和工件之間存在相互摩擦，金屬工件切削層由于存在彈性和塑形變形從而發(fā)熱，這也是機械加工中切削熱的主要來源。在進行塑性金屬加工的過程中，切削區(qū)產(chǎn)生的形變、刀具與切屑摩擦消耗的功是切削熱的主要來源；加工脆性材料的過程中，刀具與工件之間因摩擦產(chǎn)生的功耗是切削熱的主要來源。

機械加工過程中產(chǎn)生的熱量在熱傳導(dǎo)的作用下，通過零件、介質(zhì)、刀具、切屑向外散發(fā)。因此，在機械加工過程中，如果產(chǎn)生大量切削熱不能及時發(fā)散的情況下，會導(dǎo)致毛坯料的急速升溫，由此使加工工件熔點較低的情況下，高溫環(huán)境會導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，導(dǎo)致加工材料出現(xiàn)性能不穩(wěn)定，同時受到熱脹冷縮作用的影響，會導(dǎo)致工件最終加工精度受到影響。此外，在機械加工過程中，如果產(chǎn)生熱量過多會對機床床身、刀具產(chǎn)生較大影響，例如，刀具性能會在高溫影響下產(chǎn)生變化，導(dǎo)致刀具剛度下降。鑒于此，在機械加工過程中，不僅要結(jié)合加工工藝要求選擇合理的刀具和加工參數(shù)，同時，也要合理利用冷卻介質(zhì)，通過冷卻液及時帶走切削熱，也能對加工工件形成潤滑作用。

3 機械加工工藝對零件加工精度的控制策略

3.1 嚴格控制機械加工工藝制造過程

為盡量減少機械加工工藝對零件加工精度的負面影響，首先要對機械加工設(shè)備進行合理的選擇，機械加工設(shè)備要盡量選擇具有良好信譽、技術(shù)力量深厚的廠商，機械設(shè)備購進要也要進行嚴格檢驗，在檢驗過程中，要重點關(guān)注機械加工設(shè)備自身的誤差，保障機械加工設(shè)備選擇的合理性。此外，在改造已投產(chǎn)的過程中，首先要精確統(tǒng)計設(shè)備在日常零件加工中存在的各類誤差，并系統(tǒng)性分析誤差數(shù)據(jù)，最終將數(shù)據(jù)分析結(jié)果輸入設(shè)備操作系統(tǒng)中，這樣就可以及時消除機械加工設(shè)計的各位加工誤差，進而有效提升零件的加工質(zhì)量。

3.2 減少熱邊對零件加工精度的影響

機械加工過程中，溫度對機械設(shè)備的運行會產(chǎn)生較大的影響，溫度過高或過低的情況都會導(dǎo)致機械設(shè)備的正常運行受到影響。因此，在加工零件的過程中一旦出現(xiàn)溫度過高的現(xiàn)象，要及時利用冷卻液等介質(zhì)進行降溫。例如，零件加工過程中由于刀具的反復(fù)切割，刀具與工件之前長時間摩擦?xí)?dǎo)致溫度不斷升高，最終導(dǎo)致零件產(chǎn)生變形，此時，需要根據(jù)加工工藝要求以及工件特性選擇合理介質(zhì)進行降溫，從而有效控制因熱變較大而影響零件加工精度。

3.3 有效控制外力對零件加工精度的干擾

在進行機械零件加工的過程中，摩擦力、擠壓力等都屬于外力干擾因素，加工零件受到上述兩種外力的影響后加工精度很難得到保障。因此，要想有效提升零件加工精度，就要針對摩擦力、擠壓力帶來的影響采取有效措施進行削減，首先，針對日常加工作業(yè)，相關(guān)技術(shù)人員要做好機械設(shè)備的檢查工作，在設(shè)備檢查過程中，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備零件固定部位存在結(jié)合不緊密的問題，要根據(jù)加工工藝需求進行及時修正。其次，針對機械設(shè)備表面要定期進行打磨，這樣才能將機械設(shè)備與零件接觸面之間的摩擦力控制在最低程度，從而有效削減了摩擦力的影響概念股，同時，也可以有效提升零件的加工質(zhì)量，控制機械加工產(chǎn)品廢品率，進而全面提升機械加工企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.4 其他措施

機械加工企業(yè)首先要結(jié)合自身加工工藝要求不斷完善加工設(shè)備，并跟隨機械加工工藝技術(shù)發(fā)展積極引進先進工藝，在日常設(shè)備加工生產(chǎn)中，要做好機械加工設(shè)備的維護和管理工作，這樣才能充分保障機械設(shè)備始終處在最佳運行狀態(tài)。

其次，結(jié)合自身產(chǎn)品優(yōu)化零件加工工藝流程，并盡可能縮短加工工藝流程，這樣就能減少在加工中出現(xiàn)誤差。最后，機械加工企業(yè)也要通過再教育、培訓(xùn)等多種方式不斷提升技術(shù)人員、設(shè)備操作人員綜合素養(yǎng)水平，定期組織相關(guān)人員開展生產(chǎn)技術(shù)及加工工藝專業(yè)化學(xué)習(xí)，引導(dǎo)員工樹立較強的責(zé)任心，這樣才能為全面提升企業(yè)零件加工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

總而言之，我國機械加工行業(yè)目前在零件加工精度控制方面仍然存在不少問題，在新的發(fā)展時期，機械制造業(yè)面臨的一個重大問題就是如何有效提升零件加工精度。而對機械零件加工會造成影響的主要因素有外力干擾、熱變形等多種因素，機械加工企業(yè)要結(jié)合實際情況，采取有效對策來嚴格控制對零件加工精度有影響的各類不利因素，這樣才能全面提升機械零件加工精度，才能為企業(yè)經(jīng)濟效益提升做出更大貢獻，才能真正實現(xiàn)機械加工行業(yè)的健康發(fā)展。