零件加工中機(jī)械加工對精度影響探析

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摘要：近年來，各種先進(jìn)技術(shù)及高新設(shè)備不斷涌出，被廣泛應(yīng)用于社會各個(gè)領(lǐng)域，極大的改變了人們的生活及生產(chǎn)方式，推動(dòng)著社會生產(chǎn)力的提高。就以機(jī)械制造業(yè)來說，新設(shè)備及新技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用，使得生產(chǎn)效率得到了大幅度提高。但由于機(jī)械加工過程中誤差的存在，導(dǎo)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(yán)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(jī)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。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；零件；加工工藝；影響

0引言

新時(shí)期，社會在發(fā)展，時(shí)代在進(jìn)步，制造業(yè)生產(chǎn)工作也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，積極學(xué)習(xí)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(jìn)，以便適應(yīng)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(jī)械加工工藝對零件加工精度的影響及控制措施進(jìn)行研究，顯得意義十足。

1機(jī)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(xué)技術(shù)的不斷革新，在車床加工領(lǐng)域越來越多的先進(jìn)技術(shù)得以應(yīng)用。車床要想正常穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，往往需要數(shù)控編程進(jìn)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(yīng)的影響。因此，為了避免這種情況的發(fā)生，在進(jìn)行車床的編程時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員需要充分了解零件的特點(diǎn)以及具體用途，并在此基礎(chǔ)上對相關(guān)數(shù)據(jù)予以合理設(shè)置，同時(shí)對編程原點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇和相應(yīng)的調(diào)整，從而確保機(jī)床上所加工的零件能滿足質(zhì)量要求。

1.2機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差在現(xiàn)代機(jī)械加工中，機(jī)械設(shè)備占據(jù)著重要位置。之所以這么說，是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備的好壞，性能的高低，對于實(shí)際加工的精度和質(zhì)量有著直接的影響。如果機(jī)械設(shè)備在設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)不合理，參數(shù)不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，將會導(dǎo)致設(shè)備自身存在一定缺陷。這種存在缺陷的設(shè)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(jī)床等，在加工零件之前因未能安裝規(guī)范，也會導(dǎo)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(jī)械加工中，往往需要根據(jù)零件材料的不同，選擇相應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)床主軸，其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(dòng)，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(jìn)行加工時(shí)，往往需要各種設(shè)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(yīng)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(jī)床的外力過大，也會使零件發(fā)生變形。再來說殘余應(yīng)力，零件在加工過程中，自身內(nèi)部也會產(chǎn)生應(yīng)力，使加工的零件受到影響。對于這種情況，在粗加工時(shí)結(jié)束后，應(yīng)將成形毛坯靜置一定時(shí)間，再進(jìn)行精加工，便可消除其內(nèi)部的殘余應(yīng)力。

1.4溫度誤差在加工零件的過程中，不同設(shè)備、組件會進(jìn)行相互運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中會有較大摩擦力。在摩擦力的作用下，設(shè)備或組件上會有熱量產(chǎn)生。倘若在實(shí)際加工中不能對這些熱量予以合理的控制，將可能導(dǎo)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(shè)備之外，長時(shí)間工作的機(jī)床難免也會有熱量產(chǎn)生，導(dǎo)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(dǎo)致零件加工的誤差進(jìn)一步加劇。

2機(jī)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(yán)格遵循。之所以這樣，是因?yàn)榧庸み^程中無論哪個(gè)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(yán)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(jìn)行零件加工的過程中，應(yīng)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(shí)施上，一方面需要進(jìn)行高性能加工機(jī)械的選擇，如優(yōu)先考慮品牌知名度高或生產(chǎn)能力強(qiáng)的產(chǎn)品，以便為零件加工提供有力的設(shè)備支撐。同時(shí)，需要注意的是，在機(jī)械設(shè)備投入使用前，應(yīng)對設(shè)備的安裝順序、各個(gè)零部件作以必要的檢查。在完成安裝后，需要對機(jī)械進(jìn)行校驗(yàn)，確保零件加工作業(yè)的有序進(jìn)行。另一方面，機(jī)械設(shè)備的加工運(yùn)行的檢查工作應(yīng)落實(shí)到位，安排專業(yè)人員對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期維修保養(yǎng)，以此來保證設(shè)備始終能正常的運(yùn)行，其性能滿足零件加工要求。同時(shí)，應(yīng)制定相應(yīng)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(yàn)，使其能夠符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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(jìn)行編程時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件特性及具體用途，合理的定位編程原點(diǎn)[3]。在確定編程坐標(biāo)系時(shí)，應(yīng)對編程基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)以及工藝基準(zhǔn)相統(tǒng)一的原則予以嚴(yán)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(yīng)確保數(shù)控編程原點(diǎn)與零件設(shè)計(jì)圖紙高度匹配。這是因?yàn)榱慵O(shè)計(jì)擁有獨(dú)特的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，機(jī)械加工企業(yè)具有工藝基準(zhǔn)，所以應(yīng)當(dāng)保證原點(diǎn)定位符合上述基準(zhǔn)，以此來有效的減少零件加工的誤差；第二，數(shù)據(jù)計(jì)算應(yīng)盡量簡化，避免因計(jì)算過程過于繁瑣而導(dǎo)致誤差的發(fā)生率提高；第三，應(yīng)在具有較高精度的表面上進(jìn)行數(shù)控編程坐標(biāo)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(jìn)行測量計(jì)算。若選擇同種刀具來加工零件，則應(yīng)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(jī)械對于零件精度有著嚴(yán)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(yīng)予以必要的重視，并加強(qiáng)控制。具體可從兩方面入手：一方面，對原始誤差進(jìn)行控制。要知道，在機(jī)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?yàn)榧庸ち慵蛿?shù)控機(jī)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(yīng)對和妥善解決，以此來促進(jìn)零件精度的提高。另外，在實(shí)際加工過程中，需要合理調(diào)整機(jī)床位置精度、幾何精度。另一方面，合理設(shè)計(jì)機(jī)床核心部件。要知道，機(jī)床定位精度會很大程度上影響零件的加工。比如，進(jìn)給系統(tǒng)、導(dǎo)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(diǎn)以及精度要求予以充分考慮的前提下，合理選擇機(jī)床的核心部件。如，滾珠絲杠作為機(jī)床的主要構(gòu)成部分，在挑選時(shí)需要重點(diǎn)考慮其精度，選擇先進(jìn)、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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中納入零件加工工藝，以此來實(shí)現(xiàn)力的抵消，防止因摩擦力過大而導(dǎo)致精度受到影響。其二，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)，以免設(shè)備長時(shí)間應(yīng)用使表面變得粗糙，摩擦力進(jìn)一步增大。對于此種情況，需要對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常打磨，并及時(shí)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(bǔ)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(yīng)的補(bǔ)償措施，可通過增加材料的方式補(bǔ)償或填補(bǔ)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(dǎo)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(qiáng)制式冷風(fēng)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(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)傳熱平衡；其三，切削區(qū)的冷卻液應(yīng)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(yīng)采取隔離措施；其五，合理選擇機(jī)床部件。在對熱對稱結(jié)構(gòu)原理予以充分利用的基礎(chǔ)上，進(jìn)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(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，作為制造企業(yè)，應(yīng)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(jìn)企業(yè)健康發(fā)展。

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

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[3]陸霖.機(jī)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.

作者:儲勝國 單位:江蘇省相城中等專業(yè)學(xué)校