機械加工工藝對零部件精度的影響研究

徐偉 三江學(xué)院

機械加工工藝對零部件精度的影響研究

徐偉 三江學(xué)院

近年來，我國機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展中融入了大量的科學(xué)技術(shù)，極大的提升了生產(chǎn)效率。零部件生產(chǎn)是機械加工中的重要環(huán)節(jié)，對整個機械加工領(lǐng)域的發(fā)展具有直接影響。鑒于此，本文簡要概述了機械加工工藝的相關(guān)內(nèi)容，并分析了機械加工工藝對零部件精度產(chǎn)生影響的具體因素，最后對降低機械加工工藝對零件精度影響途徑展開了探討，以供參考。

機械加工工藝 零部件精度 影響

1 機械加工工藝概述

1.1 機械加工工藝過程

機械加工工藝過程是指采用各種機械加工方法，直接改變加工對象的外形、尺寸、表面質(zhì)量以及力學(xué)性能，使之成為合格的零件的全過程。目前車、銑、刨、熱處理、沖壓、鑄造等為普遍應(yīng)用的機械加工方法。

機械加工工藝過程是由若干個按一定順序排列的工序組成。工序又可細分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分。①安裝。即裝夾加工對象，要想提升零部件加工精度，安裝的次數(shù)在同一工序中越少越好；②工位。機指在一次裝夾中，工件在機床上所占的每個位置。為減少工件裝夾的次數(shù)，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移動夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個不同的位置進行加工。；③工步。即不改變加工表面、切削刀具、切削用量的工藝流程；④走刀。切削工具在被加工表面上移動一次．切下一層金屬的過程。

有上述可知，零部件加工過程中，各個機械加工工藝流程擁有緊密的銜接，任何一個環(huán)節(jié)產(chǎn)生溫度控制不合理、受力不均等現(xiàn)象，都將導(dǎo)致零部件的加工精度受到影響。

1.2 機械加工工藝路線

提升加工工藝路線精確性，是高效完成機械加工、保證零部件精度的關(guān)鍵。應(yīng)對每一個加工環(huán)節(jié)進行全面思考，確定工具和材料，同時明確速度、溫度等參數(shù)。加工工藝路線制定中，應(yīng)對加工基準面進行優(yōu)先加工，并對加工過程進行細化處理，將整個加工過程劃分成若干層次。例如，在加工平面上的若干孔時，加工工藝路線應(yīng)按照先加工平面，后加工孔的順序進行，確保二者的尺寸以及位置呈現(xiàn)出較高的精確度。分開操作粗加工與精加工環(huán)節(jié)，對兩個加工過程中需要應(yīng)用的設(shè)備性能和類型進行全面分析，通過提升設(shè)備匹配度以及加工路線的合理性來為零部件后續(xù)加工工作的順利進行奠定良好的基礎(chǔ)。

1．2．1 主軸材料選擇。

45鋼通常被作為軸類零件的材料，在退火、正火、等熱處理措施基礎(chǔ)上，確保主軸材料有較好的切削性能。

1．2．2 確定主要表面加工方法和加工方案。

該軸大多是回轉(zhuǎn)表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸的公差等級較高（IT6），表面粗糙度值較?。≧a0．4μm），最終加工應(yīng)采用磨削。其加工方案可選擇為：粗車——半精車——磨削。

1．2．3 劃分加工階段。

該軸加工劃分為三個加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔），半精車（半精車各處外圓、臺肩和修研中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱處理為界。

1．2．4 熱處理工序的安排。

若采用鍛件毛坯，必須安排退火或正火處理作為預(yù)先熱處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不安排預(yù)先熱處理；中間熱處理采用調(diào)質(zhì)處理。放在粗車后，半精車前進行。以便使粗車產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力得以在調(diào)質(zhì)處理中消除。不需安排表面淬火等最終熱處理工序。

1．2．5 擬訂機械加工工藝路線

根據(jù)以上分析，制訂該傳動軸的機械加工工藝路線如下：

下料→車兩端面，鉆中心孔→粗車各外圓→調(diào)質(zhì)→修研中心孔→半精車各外圓，車槽，倒角→車螺紋→劃鍵槽加工線→銑鍵槽→修研中心孔→磨削→檢驗。

1．2．6 加工尺寸和切削用量

傳動軸磨削余量可取0．5mm，半精車余量可選用1．5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內(nèi)容。

車削用量的選擇，單件、小批量生產(chǎn)時，可根據(jù)加工情況由工人確定；一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。

2 機械加工工藝對零件精度影響的因素

2.1 機械加工機床因素

零件加工機床是實施機械加工的主體，因此零部件加工精度會受到機床精度的直接影響。機床長期使用過程中，會產(chǎn)生一定程度的磨損，如果缺乏有效的日常維護，就會在加工零部件的過程中，產(chǎn)生一定程度上的幾何精度誤差。同時，在應(yīng)用機床展開零部件加工的過程中，通常需要涉及到多個設(shè)備，由此構(gòu)成的機床系統(tǒng)，如果存在組合和安裝缺陷，就會在加工過程中影響零部件精度。由此可見，影響零部件精度的機床因素包括機床磨損、機床精度以及配套設(shè)備運行效率等。

2.2 零件“受力”因素

在每個機械加工工藝流程中，都會將一定的熱能和力作用在零部件上，在這一過程中，零部件會在過大的加壓基礎(chǔ)上發(fā)生變形，如果加壓不足，又會導(dǎo)致零部件產(chǎn)生位移，在不均勻受力的基礎(chǔ)上，會導(dǎo)致零部件產(chǎn)生加工誤差，最終影響其精度。同時，機械振動是機械加工過程中客觀存在的，在長時間對機械設(shè)備進行應(yīng)用的過程中，幾何誤差在機械設(shè)備內(nèi)部會逐漸增加。針對零部件本身來講，在實際進行機械加工前，如果其已經(jīng)存在焊接點或內(nèi)部裂紋，那么在機械加工受力的背景下，會降低零部件的精度。因此，過大、過小以及不均勻受力情況的存在，都將促使機械加工工藝對零部件精度造成嚴重影響。

2.3 熱變控制因素

將機械加工工藝應(yīng)用于零部件當中，熱變控制通常包含兩方面內(nèi)容：一方面，高強度切割操作下，切割刀具長時間運行，會導(dǎo)致切割摩擦加劇，最終形成熱變。另外，機械加工中會產(chǎn)生極大的熱能，為了提升機械加工效率，不會頻繁替換相關(guān)加工工具，那么熱變會在機床、刀具中形成，最終促使零部件在被加工的過程中的精度受到影響；另一方面，零部件自身存在缺陷。在長時間切割零部件時，零部件內(nèi)部溫差會逐漸加大，此時自身就會在物理硬度以及形狀上發(fā)生變化，那么就無法在原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對零部件進行高精度加工。

3 降低機械加工工藝對零件精度影響途徑

3.1 減少外部干擾因素

零部件加工過程中，外部干擾是影響其精度的關(guān)鍵問題。在減少外部干擾的過程中，必須高效展開安裝與維護機床的工作，提升機床運行穩(wěn)定性，才能夠在對零部件進行加工的過程中形成較高的精度。工作人員應(yīng)定期檢修、維護加工系統(tǒng)中的傳送設(shè)備以及各種加工機床等，將機械物理損耗過程中產(chǎn)生的加工精度問題發(fā)生的概率降到最低。同時，還應(yīng)定期檢修機床各個組成部分，確保各部件能夠?qū)崿F(xiàn)高效銜接，提升機床運行穩(wěn)定性的同時，還能保證零部件加工精度。工作人員還必須開展部件殘存加工垃圾清理工作，從細節(jié)上對零部件加工精度進行有效控制。

3.2 加大溫度控制力度

零部件加工過程中，溫度對其精度的影響較大，因此，必須加大溫度控制力度，嚴禁在機械加工過程中產(chǎn)生過低或過高的溫度。較明顯的溫度變化一般發(fā)生在砂輪磨削的工藝過程中，首先，當形成較高溫度后，應(yīng)采取降溫處理措施，冷卻砂輪等切割刀具，此時可以安裝冷卻設(shè)備。在冷卻操作中，必須避免劇烈冷卻現(xiàn)象的產(chǎn)生，嚴禁使零部件發(fā)生破裂；其次，針對溫度過低問題，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)熱處理措施。由此可見，針對熱變來講，相關(guān)工作人員應(yīng)給予預(yù)熱處理以及冷卻處理以高度的重視，實現(xiàn)對零部件機械加工過程中的溫度控制。

3.3 嚴格控制工藝流程

在零部件加工的過程中，要想對其精度進行合理控制，就必須保證相關(guān)機械加工工藝流程得到嚴格控制。首先，工作人員應(yīng)嚴格按照設(shè)定加工工序展開操作，針對不同功能的零部件來講，應(yīng)對具體的機械加工工藝路線進行全面設(shè)定，對工藝使用設(shè)備、各環(huán)節(jié)操作時間進行嚴格規(guī)定。分別進行精細加工與粗加工，并合理使用機械設(shè)備，才能夠提升零部件的精度；其次，在實際加工中，應(yīng)在加工孔前加工基準面，確定兩者的相對位置，并合理利用機械設(shè)備，提升加工精度。另外，還必須對溫控環(huán)節(jié)加以重視，在對一批零部件進行加工后，應(yīng)對機械設(shè)備的精度、性能等各項參數(shù)進行校正，將機械誤差發(fā)生的概率降到最低，同時加大機械設(shè)備維護力度，將零部件精度受機械設(shè)備因素的影響降到最低。

3.4 高效利用數(shù)控機床

近年來，機械加工領(lǐng)域中開始應(yīng)用現(xiàn)代化信息和科學(xué)技術(shù)，為了實現(xiàn)對機床的高效控制，計算機得到了廣泛應(yīng)用，數(shù)控機床的應(yīng)用，極大的降低了機床運行過程中自身存在的誤差，因此在應(yīng)用數(shù)控機床進行零部件加工的過程中，精度也得到了保障。在對數(shù)控機床進行應(yīng)用的過程中，其不僅能夠高效控制精度，同時也能夠提升零部件加工效率，降低人力和物力資源成本。但是，在對數(shù)控機床進行應(yīng)用的過程中，對相關(guān)技術(shù)和維護工作人員的專業(yè)技能以及計算機操作熟練程度都提出了更高的要求，因此，要想應(yīng)用數(shù)控機床加大對零部件精度的控制力度，培養(yǎng)綜合素質(zhì)較強的數(shù)控機床操作人員至關(guān)重要。

4 結(jié)束語

綜上所述，零部件加工過程中，需要對相關(guān)機械設(shè)備進行應(yīng)用，設(shè)備的性能、誤差以及熱變情況等會對零部件的精度造成嚴重影響。在這種情況下，要想從根本上提升零部件加工精度，就必須從機械加工工藝流程入手，通過合理的控制措施，提升零部件加工的效率和精度，為我國機械領(lǐng)域的全面發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

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