零件加工精度對機(jī)械加工工藝的影響探討

史先磊

（青島市即墨區(qū)第一職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校，山東 青島 266200）

0 引言

簡單來講，這一內(nèi)容不僅是指加工期間的工藝流程，還包含了機(jī)械加工工藝及其規(guī)章制度。換句話說，機(jī)械加工工藝包含的范圍非常廣泛，需要同行業(yè)員工在工作中不斷學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，積極參與國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)的科研活動，這樣有助于在提高自身綜合水平的同時，正確應(yīng)對行業(yè)操作提出的新要求。以工藝流程為例，其是指機(jī)械加工零件或相關(guān)部件的操作步驟。一般來講，這一過程會將原本的毛坯件轉(zhuǎn)變成為精度符合要求的產(chǎn)品。而施工工藝的規(guī)章制度是指，在機(jī)械加工期間所必須要遵守的要求和工藝文件等，這些內(nèi)容既是員工在現(xiàn)場操作時必須要遵守的基礎(chǔ)，又明確規(guī)定了專業(yè)技術(shù)人員必須要具備的能力、素質(zhì)以及現(xiàn)場所需設(shè)備等。由于這些內(nèi)容直接影響著零件加工精度，所以在加工前必須要做好調(diào)查，絕不能隨意設(shè)定[1]。

1 機(jī)械加工與零件加工精度的關(guān)系分析

結(jié)合上述機(jī)械加工工藝概述分析可知，其是指在加工期間利用某種特定的方式來改變生產(chǎn)目標(biāo)的性質(zhì)、形狀以及尺寸、位置等，最終能讓生產(chǎn)目標(biāo)從半成品變成優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。例如，下表1為機(jī)械零件加工中未注線性和角度尺寸的公差表，能幫助實踐操作者更好應(yīng)用機(jī)械加工工藝。在實踐操作過程中，機(jī)械加工工藝一般能通過兩點來實現(xiàn)：一方面就是工藝規(guī)程，另一方面就是工藝流程。前者的目的在于明確和工藝流程有關(guān)的內(nèi)容文件，以此為后續(xù)科研和實踐分析等提供有效依據(jù)，而后者就是實踐操作的具體步驟，如人工素質(zhì)、設(shè)備條件以及產(chǎn)品數(shù)量等，這些內(nèi)容都是由工藝流程來逐一明確的。但不管是從哪方面來講，機(jī)械加工的核心內(nèi)容就是要保障零件加工精度，因此在實踐操作中做好精度提升非常重要。對生產(chǎn)制造出的產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，再將其與實際參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，如果兩種數(shù)據(jù)非常接近，那么就表明這類零件的加工精度非常高。由此來看，機(jī)械加工與零件加工精度之間的關(guān)系非常顯著。在機(jī)械加工工藝飛速發(fā)展中，隨著所選工藝技術(shù)的形式越拉越多，零件加工精度的要求也出現(xiàn)了變化[2]。零件加工作為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展中最為重要的環(huán)節(jié)，要想保障行業(yè)市場穩(wěn)步發(fā)展，必須要從多角度入手優(yōu)化零件的加工精度，并持續(xù)優(yōu)化和整改所選加工工藝，只有這樣才能在保障機(jī)械加工質(zhì)量安全的同時，滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

表1 機(jī)械零件加工中未注線性和角度尺寸的公差表

2 兩者間的影響

2.1 機(jī)床空載

機(jī)械零件精度主要包含四點內(nèi)容：第一，幾何，第二，運(yùn)動；第三，傳動；第四，動態(tài)。其中，幾何、運(yùn)動和傳動這三項精度數(shù)據(jù)都是在機(jī)床的空載狀態(tài)下檢測出來的，能充分展現(xiàn)機(jī)床的工作性能，因此需要機(jī)床處在相應(yīng)的動態(tài)精度和溫升作用下，且具備重要的零部件信息，如形狀和位置的。在這一條件下，影響動態(tài)精度的主要因素有抗震性、剛度等[3]。

2.2 機(jī)床誤差

機(jī)床制造期間，出現(xiàn)的誤差主要分為：第一，主軸回旋。這類誤差是指主軸在不同條件下的實際回轉(zhuǎn)軸線，相對于其平均回轉(zhuǎn)軸線出現(xiàn)的變化。根據(jù)實踐案例分析可知，這一數(shù)據(jù)直接影響著零件加工的精度。一般來講，造成主軸回轉(zhuǎn)誤差的原因有很多，如軸承本身就存在數(shù)據(jù)偏差等；第二，導(dǎo)軌。其作為機(jī)床上明確部件所在位置的重要依據(jù)，也是機(jī)床運(yùn)行的基礎(chǔ)組成部分。導(dǎo)軌自身產(chǎn)生的誤差和安裝問題都是導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤差出現(xiàn)的主要原因；第三，傳動鏈。由于這一內(nèi)容的始末兩端的傳動元之間存在數(shù)據(jù)誤差，所以在制造或裝配期間也會因為磨損出現(xiàn)不必要的問題[4]。

2.3 機(jī)床外力

機(jī)床剛度是指其在外力影響下抵抗形變的能力。需要注意的是，隨著機(jī)床剛度的提升，實際動態(tài)精度也會越來越高。一般來講，機(jī)床的精度主要分為兩種，一種是指機(jī)床構(gòu)架自身的剛度，另一種是指構(gòu)架之間存在的接觸剛度。其中，前者會受所選材料、大小及形狀等因素所影響，而后者既與尺寸，硬度，材料等相關(guān)，又和接觸面的幾何精度、表層粗糙度及加工方法等有關(guān)。

2.4 切削油

現(xiàn)如今，數(shù)控機(jī)床作為機(jī)械加工工藝的重要依據(jù)和平臺，其在操作期間應(yīng)用的切削油性能直接影響著零件的最終精度。而優(yōu)先選擇性能好、質(zhì)量強(qiáng)的切削油可以從物理性上升到化學(xué)性，全面保障加工零件和刀具的質(zhì)量安全，并對他們進(jìn)行防護(hù)處理，這樣不僅能減少刀具的加工磨損，而且可以全面保障零件加工的精度。通常來看，所選切削油的性能是否可以達(dá)到工藝需求，需要工作人員在整合以往工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)所選刀具的性能和零件加工要求，科學(xué)對比不同油品的誤差精度。例如，再生油、菜籽油等不是專業(yè)油品，若是直接應(yīng)用到機(jī)械加工當(dāng)中很容易加劇刀具磨損速度[5]。

2.5 機(jī)床震動

機(jī)床震動主要有兩種情況，一種是指受迫震動，另一種是指刺激振動。這兩種情況都會在某種程度上直接決定數(shù)控機(jī)床的零件加工精度。以前者為例，由于在切割期間機(jī)床出現(xiàn)了持續(xù)震動，并由此導(dǎo)致部分激振力系統(tǒng)被迫一同震動，這樣很容易改變機(jī)床的抗震性，并由此影響零件加工的精度；而后者是因為機(jī)床內(nèi)部的所有零部件的物理系數(shù)存在差異，特別是他們之間形成的熱膨脹系數(shù)，所以很容易因為在機(jī)床持續(xù)震動下產(chǎn)生不同位移。這種現(xiàn)象也可以稱之為機(jī)床的熱變形。了解近年來機(jī)械加工案例可知，由此引發(fā)的工作誤差非常多，并且直接影響著未來機(jī)械加工工藝發(fā)展和應(yīng)用效率。

2.6 計量誤差

工作人員在實施車削銑削加工的過程中，很容易在人為因素的影響下出現(xiàn)部分計量誤差。例如，在設(shè)計分析期間看錯了數(shù)據(jù)信息，亦或是計算操作出現(xiàn)偏差、員工操作不符合規(guī)定等，都會在影響零件加工精度的同時，降低機(jī)械加工工藝發(fā)展水平。以游標(biāo)卡尺為例，雖然在測量期間經(jīng)常會用到這一工具，但若是在測量期間機(jī)床的零部件沒有擰緊螺絲，那么之前與現(xiàn)在的測量數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)很大差距。由于測量誤差也在計量誤差的范圍內(nèi)，所以在機(jī)床加工期間中，計量誤差會在影響零件加工精度的基礎(chǔ)上，限制機(jī)械加工工藝的進(jìn)一步發(fā)展。

2.7 轉(zhuǎn)速

通常條件下，隨著機(jī)床運(yùn)行速度的加快，相應(yīng)的切割效率也會隨之上升。但因為所處條件不同，受某些限制條件的影響，如機(jī)床的運(yùn)行速度和工作直徑，也會影響相迎的切割效率。除此之外，在轉(zhuǎn)速較高的情況下，線速度也會受切割所選刀具的性能、質(zhì)量等因素所影響，尤其是在刀具硬度等沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時，最終切割效率也會持續(xù)下降。由此可知，在提升機(jī)床轉(zhuǎn)動速度的同時，保障零件加工精度，有助于有序進(jìn)行機(jī)械加工工藝。

3 如何提高機(jī)械零件加工工藝精度

3.1 全面改善操控流程

見圖1，具體工作包含：第一，機(jī)械加工員工要在明確加工原則的基礎(chǔ)上，運(yùn)用統(tǒng)一規(guī)范的坐標(biāo)尺寸來設(shè)計零件加工的圖紙；第二，要在明確機(jī)械零件加工前后尺寸信息的基礎(chǔ)上，科學(xué)選擇機(jī)床刀具類型，并避免在加工期間出現(xiàn)頻繁換刀具的現(xiàn)象；第三，要想確保零件表層的各項信息都與要求相符，且整體加工精度和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相同，員工要在正式加工前整合研究分析所選原材料的尺寸和類型，并明確所選處理技術(shù)內(nèi)容。這樣不僅能保障加工工藝的質(zhì)量安全，而且可以充分展現(xiàn)機(jī)械零件加工的便捷性和科學(xué)性。一般來講，員工在設(shè)計安裝刀具時，要以零件和坐標(biāo)系為研究依據(jù)，對數(shù)控機(jī)床工作步驟進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化。

圖1 機(jī)械加工工藝流程圖

3.2 全面優(yōu)化加工步驟

具體工作包含：第一，在正式進(jìn)行機(jī)械加工時，首先要明確認(rèn)識到零件會受多項因素所影響，降低實際零件的精度，難以達(dá)到實際市場發(fā)展對產(chǎn)品的性能要求。面對這一現(xiàn)象，員工可以從加工工藝入手，綜合思考人才影響和機(jī)械設(shè)施等因素，以此對整體加工過程進(jìn)行全面管控。通過熟練掌握零件加工的工藝標(biāo)準(zhǔn)和步驟，不斷強(qiáng)化參與員工的專業(yè)素質(zhì)和技能，并引導(dǎo)他們構(gòu)建系統(tǒng)化的知識體系。同時，還要讓員工按照機(jī)械設(shè)備的磨損情況來認(rèn)真計算數(shù)據(jù)誤差。假設(shè)在這一過程中發(fā)現(xiàn)誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了質(zhì)量設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，那么就要按照規(guī)定進(jìn)行調(diào)節(jié)。換句話說，在機(jī)械加工期間，員工要科學(xué)選用能力強(qiáng)、效率高的加工設(shè)施，這樣有利于從基礎(chǔ)上保障零件的精度。除此之外，還要對已經(jīng)應(yīng)用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行升級與優(yōu)化處理，以此避免因設(shè)備故障問題而引發(fā)精度變化；第二，員工在加工零件時，要全方位檢查設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)其中潛藏的安全隱患，并對預(yù)先提出誤差管控措施；第三，定期或不定期的檢測設(shè)備應(yīng)用情況，系統(tǒng)記錄與之相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，以此在明確機(jī)械加工設(shè)施工作情況的同時，方便員工提出更具有方向性的加工對策。這樣不僅能全面管控機(jī)械加工工藝質(zhì)量和效率，而且可以從基礎(chǔ)上保障零件的加工精度。

3.3 有效避免外界影響

由于在零件加工期間，零件很容易受外界因素的影響，改變它的精度，所以機(jī)械加工人員要在明確加工工藝的基礎(chǔ)上對外界相關(guān)因素進(jìn)行全方位管控，從而預(yù)防零件設(shè)備出現(xiàn)形變等問題。同時，員工還要以物理受力為依據(jù)，在整合思考加工期間零件受力情況后，提出具有方向性的處理措施。這樣不僅能控制外界因素帶來的負(fù)面影響，還能從基礎(chǔ)上保障零件的精度。除此之外，員工還要在機(jī)械加工期間加大對前期準(zhǔn)備工作的關(guān)注度。換句話說，機(jī)械零件的加工工藝要將細(xì)節(jié)看作管控的重難點，并注重結(jié)合實踐案例對零件進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。需要注意的是，在這一過程中，最為關(guān)鍵的就是如何培養(yǎng)和鍛煉員工自主參與加工探索工作的熱情，還要引導(dǎo)他們學(xué)會定期匯總處理所有數(shù)據(jù)，只有這樣才能在可持續(xù)發(fā)展中對外界影響因素進(jìn)行全面管控。

3.4 明確控制加工溫度

由于零件加工會受摩擦等因素所影響產(chǎn)生熱量等相關(guān)問題，致使零件在加工期間出現(xiàn)形變，所以在機(jī)械加工工藝下進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)時，員工必須要在管控加工溫度的基礎(chǔ)上，根據(jù)實踐加工操作需求進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化。通過利用溫度的變化趨勢，選用適宜的調(diào)節(jié)方式，如冷水降溫等，不僅能降低零件加工期間的溫度，而且可以避免由此產(chǎn)生更多不良影響。另外，這項工作操作起來也非常方便和有效，所以員工在進(jìn)行不同方向的加工操作時，要嚴(yán)格按照規(guī)定要求進(jìn)行調(diào)整，從而確保零件加工的機(jī)床可以在高速運(yùn)行下達(dá)到預(yù)期工作目標(biāo)。

4 結(jié)語

綜上所述，在零件加工過程中，員工要在控制多項數(shù)據(jù)的同時，全面提升零件加工工藝的精度。由于精度會受機(jī)械加工工藝的影響，也會影響機(jī)械加工工藝的實施效果，所以員工要在整合研究傳統(tǒng)加工模式和應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對新時代機(jī)械加工需求和工作現(xiàn)象，不斷優(yōu)化所選加工工藝，并為所有影響加工精度的各類因素，提出科學(xué)的處理對策。在這一過程中，不僅能提升零件的精度，保證機(jī)械加工的規(guī)范性，而且可以充分展現(xiàn)現(xiàn)代化機(jī)械加工工藝的應(yīng)用價值，提升機(jī)械加工工藝發(fā)展速度。從整體來看，研究零件加工精度對機(jī)械加工工藝的影響，對我國未來機(jī)械加工行業(yè)發(fā)展而言具有積極作用。