淺談機械加工工藝對零部件精度的影響

李磊

摘要：隨著市場經(jīng)濟的繁榮，機械制造行業(yè)也進入了飛躍發(fā)展時期，而機械加工是機械制造中重要的環(huán)節(jié)，其加工工藝與零部件的精度密切相關(guān)。本文主要論述了機械加工工藝流程和加工工藝路線制定，探討了機械加工工藝和零部件精度的關(guān)系，并分析了其具體影響，從而不斷提升加工工藝保證零部件精度要求。

關(guān)鍵詞：機械加工工藝；零部件；精度

中圖分類號：TG506 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）001-000-02

目前的經(jīng)濟生產(chǎn)中，各行各業(yè)均需要大量的機械設(shè)備，對其要求程度也越來越高，而機械設(shè)備的是由不同的零部件所構(gòu)成的，只有精度符合要求的零部件才能制造出性能優(yōu)越的機械設(shè)備。在機械加工中對零部件精度要求較高，但是在實際的機械加工中，存在一些因素會對零部件精度造成影響，從而降低了生產(chǎn)效率和零部件質(zhì)量，因此應(yīng)當(dāng)探討分析機械加工工藝對零部件精度的影響，不斷改進提升加工效果。

一、機械加工工藝流程和加工工藝路線制定

（一）機械加工工藝流程

機械加工工藝流程分為兩個部分，一為前期的生產(chǎn)過程；二為后期的加工工藝過程，這兩個過程的最終目的是將原材料或者一些半成品材料制造為符合要求的成品。機械加工工藝的流程較為復(fù)雜，不單單是制作和加工，還有之前各項準(zhǔn)備工作，包括原材料的運輸和保管，制造毛坯以及后期對零件進行熱處理和再加工等。由于機械加工工藝流程涵蓋的環(huán)節(jié)較多，對零件成品要求也不同，企業(yè)一般需要不同的工序來完成生產(chǎn)需求，因此需要更為科學(xué)合理的方式提升對機械加工工藝流程的管理。目前在經(jīng)濟發(fā)展速度較快和科學(xué)技術(shù)進步的大環(huán)境中，各個企業(yè)均采取了先進系統(tǒng)的管理方式，加強了生產(chǎn)組織和生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)管控，以提高企業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量，使之在市場中以較強的競爭力脫穎而出。

（二）機械加工工藝路線的制定

只有在機械加工之前制定好加工工藝路線，確定好在每一個工序時需要使用的材料和工具，以及加工的具體參數(shù)等，才能妥善的完成機械加工過程。在制定加工工藝路線時，首先要保證優(yōu)先加工基準(zhǔn)面，細(xì)化加工的過程，由條理的邏輯順序?qū)⑵浞譃閹讉€階段，應(yīng)當(dāng)先加工平面然后再加工孔，要保證平面以及孔位置的正確和精度。其次機械加工時精細(xì)加工和粗加工要分開操作，確定分別所使用的機械設(shè)備，保證設(shè)備規(guī)劃的合理性和匹配度，然后在安排熱處理工序的時間及后續(xù)加工事項[1]。

二、機械加工工藝和零部件精度之間的關(guān)系

機械加工工藝是指通過具體的加工工藝的過程，采取特殊的方式或者特定的手段進行改變被加工對象的形狀、尺寸以及性質(zhì)等，使之達到滿足在其他機械制造設(shè)備中的需求，即生產(chǎn)出符合需求的零部件。零部件的加工精度是機械加工工藝中必須滿足的質(zhì)量需求，零部件的精度是指可滿足設(shè)計中的具體參數(shù)，例如幾何形狀、尺寸以及形狀扣互相位置等，其相符程度越高，則表示加工出的零部件的精度越高。

機械加工工藝需要通過工藝規(guī)程和工藝流程實現(xiàn)零部件的精度加工需求，工藝規(guī)程主要是將以往符合制造需求和優(yōu)化后的工藝流程的內(nèi)容進行文字記錄，標(biāo)志成一定的規(guī)章制定，以便在后續(xù)的工藝加工中可按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，或者加工其他類型零件時予以借鑒。工藝流程是實施機械加工的具體過程，與最終零部件的精度具有直接的關(guān)系，且影響因素較多例如工人技術(shù)水平、專業(yè)素質(zhì)、設(shè)備運轉(zhuǎn)的情況、加工的產(chǎn)品設(shè)立等等。

零部件在機械制造中以及市場中是經(jīng)常用到的物品，制造精度符合標(biāo)準(zhǔn)的零部件對于人們使用以及其他方面來說具備重要的作品，因此在機械加工工藝中，一定要保證零部件的精度。機械加工工藝的方式較多，不同的工業(yè)對于零部件精度而言效果不同，為提升零部件的精度，需要科學(xué)合理的機械加工工藝，并不斷進行精細(xì)化改進。因此零部件的最終精度直接受機械加工工藝的準(zhǔn)確性和實用性影響，而同理也只有精密合理的機械加工工藝才能制造出精度符合實際需求的零部件，兩者之間相輔相成密不可分。

三、機械加工工藝對零部件精度影響分析

（一）加工幾何精度對零部件精度的影響

在零部件機械加工的過程中，其打磨、切割等過程均需要人工完成，因此從一定程度而言，操作精度很難分毫不差，導(dǎo)致最終零部件的幾何參數(shù)存在誤差，容易影響其幾何精度的誤差因素如下：

1.刀具的精度

刀具是進行機械加工時常用的設(shè)備，在機械加工時對零部件的幾何精度影響較大，尤其是一些在一些特殊的加工方式中，刀具的精度的影響作品十分巨大。刀具在切削的過程中，不可避免的會由于刀刃、刀面和工件以及切屑的摩擦力作用而發(fā)生磨損，一旦達到一定的磨損值后，便會增大工件表面的摩擦值，進而在刀具切削的過程中發(fā)生振動使切削的顏色和形狀發(fā)生變化，降低了工件的精度。為提升工件的幾何精度，減少刀具精度對其影響，提高切削的效率，應(yīng)當(dāng)提高成型刀具的安裝精度和耐磨性，可以在設(shè)備安裝時增設(shè)顯微鏡，實現(xiàn)高精度刀具安裝，并選用高性能耐磨的刀具。在實際使用刀具的過程中，應(yīng)當(dāng)加強對刀具的養(yǎng)護，通過采用冷卻潤滑劑以及采用補償裝置對磨損進行自動補償?shù)?，提升機械加工中零部件的精度[2]。

2.機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差

機床是控制機械加工過程中其他設(shè)備的重要工具，其在持續(xù)不斷的運轉(zhuǎn)過程中主軸很容易發(fā)生回轉(zhuǎn)誤差，由于受到多種因素的影響，主軸不斷的偏離標(biāo)準(zhǔn)中心軸線，導(dǎo)致產(chǎn)生一定的誤差，進而會通過加工的動力體現(xiàn)到加工的零部件身上。主軸的轉(zhuǎn)動動力主要控制了刀具和加工的零部件的相對位置，其一旦發(fā)生偏差，便直接影響了工件表面的加工平整度。為控制機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差，避免對零部件精度產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)當(dāng)在機床主軸安裝時嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)進行裝配，并在后期的使用過程中勤加保養(yǎng)，多加觀察做好潤滑工作減少主軸回轉(zhuǎn)誤差。

（二）加工中受力變形對零部件精度的影響

機械加工工藝系統(tǒng)組成主要分為四個部分，分別為機床、工件、工具和夾具，在加工的過程中會受到各種作用力，包括工具的切削力、夾具的夾緊力以及工件本身的重力等，在這些力的綜合長期作用下，導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生一定的疲勞，而在疲勞狀態(tài)下部件會發(fā)生一定的變形，且變形不可恢復(fù)形成誤差。其受力變形一般分為如下形式：

1.外力的影響

在各種外來力的作用下會對零部件精度產(chǎn)生影響，一是來自刀具本身的剛度，當(dāng)?shù)稐U的剛度小于外圓車刀的剛度時，由于存在剛度差會導(dǎo)致刀桿變形，進而會影響加工孔的精度；二是當(dāng)工件的剛度遠低于機床和刀具的剛度時，會由于來自其外力的應(yīng)而導(dǎo)致零部件發(fā)生變形；三是由于機床本身的承受力導(dǎo)致的剛性變化而影響零部件加工精度。為預(yù)防和減少外力對零部件精度的影響，應(yīng)當(dāng)不斷降低加工系統(tǒng)的荷載受力程度，減少綜合受力，并解決系統(tǒng)中的受力薄弱點，對機床等選用抗拉、抗壓性能指數(shù)高的材料增強其機械強度，從而提高加工系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和使用壽命，減少其受力變形的可能性[3]。

2.殘余應(yīng)力的影響

在零部件的加工過程中會產(chǎn)生一些殘余的應(yīng)力，在毛坯鍛造和焊接過程中的應(yīng)力，在澆鑄、鍛打后的冷卻中，會由于零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者各部位厚度不均而造成坯件冷卻收縮的速度不同和多種變化而導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。其解決措施為采取人工時效和自然時效消除殘余應(yīng)力，自然時效即為在鑄造和鍛造時，待毛坯成型后，讓其自然放置一段時間，待溫度降低內(nèi)部應(yīng)力會緩慢消除，但是會增強機械加工的周期；人工時效可采取熱時效和振動時效，熱時效是將加工對象再加熱到一定溫度隨爐冷卻；振動時效是通過振動裝置用激震蕩器對零部件進行共振，可消除應(yīng)力，即簡便易行又可減少成本支出。

（三）加工過程中的熱變形對零部件精度的影響

在機械加工的過程中由于物體和物體之間的摩擦作用，會產(chǎn)生較多的熱量，例如機床的運動和切割等，再加上加工系統(tǒng)的多余應(yīng)力也會產(chǎn)生部分的熱量，在這些無法避免的熱量的影響作用下，會對各部件的正常運轉(zhuǎn)造成一定影響，會使系統(tǒng)發(fā)生熱變形，引起一些加工精度的誤差。

1.工件熱變形

工件在實際加工工程中，會受到熱量的侵蝕導(dǎo)致發(fā)生變形，工件的一些部位一旦發(fā)生變形，便會大幅度降低工件的整體精度，尤其對于一些精度要求較高的工件，為預(yù)防和改善工件熱變形的情況，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)使用冷卻劑，避免工件局部過熱而產(chǎn)生變形。

2.刀具熱變形

一般刀具的熱變形多由于切削過程中產(chǎn)生的熱量，當(dāng)?shù)毒咴谇邢鬟^程中持續(xù)不斷的運行，會增加熱量的散發(fā)，并使刀具持續(xù)變形直到達到穩(wěn)定狀態(tài)。為解決刀具熱變形問題，在切削過程中應(yīng)當(dāng)增加使用潤滑劑和冷卻劑，促進刀具散熱，降低刀具熱變形程度。

3.機床熱變形

刀具的切削熱、工件的摩擦熱等多個熱量散發(fā)均會作用到機床中，更是由于熱源散布的不均勻而導(dǎo)致機床的復(fù)雜結(jié)構(gòu)局部溫度過高，最終影響加工的零件精度，應(yīng)當(dāng)針對具體變形情況采取措施加以控制。

四、結(jié)語

綜上所述，機械加工工藝和零部件精度之間是不可分割的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)注意和分析加工中幾何精度、加工中受力變形以及加工中的熱變形對零部件產(chǎn)生的影響，通過實際有效的措施加以控制和調(diào)節(jié)，研制出優(yōu)秀的機械加工工藝，不斷提升零部件的精度和質(zhì)量。

參考文獻：

[1]鄭勇.淺析機械加工工藝對零部件精度的影響[J].科技創(chuàng)業(yè)家.2013（10）：39-40.

[2]劉東凱.機械加工工藝對零部件精度的影響[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2013（30）：15-16.

[3]江敦清.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].黑龍江科技信息.2010（16）：57-59.