淺議如何提高機(jī)械加工質(zhì)量的策略

林世東

摘 要：機(jī)械加工過(guò)程中，在機(jī)床、工件以及夾具和刀具組成的完整的加工工藝的總體系統(tǒng)中，加工質(zhì)量是整個(gè)工藝系統(tǒng)環(huán)節(jié)里的重中之重，在工藝系統(tǒng)的多種誤差加工的整體過(guò)程中，在不同的情況下會(huì)分別以不同觀點(diǎn)和形式反映加工的誤差，導(dǎo)致加工質(zhì)量下降。文章即是通過(guò)論述加工過(guò)程中影響加工質(zhì)量的因素并提出提高機(jī)械加工質(zhì)量的策略。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；質(zhì)量；策略

前言

機(jī)械加工和質(zhì)量控制是一個(gè)十分復(fù)雜的理論性問(wèn)題，同時(shí)加工質(zhì)量從開(kāi)始至加工結(jié)束也是一個(gè)十分復(fù)雜的實(shí)踐性問(wèn)題，首先機(jī)械加工質(zhì)量所包含的內(nèi)容十分廣泛，很多因素都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械加工質(zhì)量的變化，其種類之多，很容易被加工者忽略，因此，對(duì)于機(jī)械加工質(zhì)量的控制需要以綜合、全面的眼光進(jìn)行問(wèn)題的分析和思考，同時(shí)需要辯證的進(jìn)行系統(tǒng)的分析。

1 影響機(jī)械加工質(zhì)量的主要因素

在機(jī)械加工的質(zhì)量控制過(guò)程中，往往對(duì)于每一個(gè)單一質(zhì)量指標(biāo)的控制都會(huì)有一種牽一發(fā)而動(dòng)全身的感覺(jué)。因此作為一個(gè)優(yōu)秀的工作者，需要學(xué)會(huì)全方位的進(jìn)行問(wèn)題的思考。根據(jù)工藝系統(tǒng)的基本概念來(lái)說(shuō)，機(jī)械加工的質(zhì)量問(wèn)題需要對(duì)于工藝系統(tǒng)進(jìn)行總體的剖析。因此可以說(shuō)想要控制和提高機(jī)械加工質(zhì)量就需要解決工藝的問(wèn)題，機(jī)械加工的質(zhì)量問(wèn)題是個(gè)體問(wèn)題，而工藝系統(tǒng)的問(wèn)題則可以作為整體問(wèn)題。所謂的零件加工精度值是機(jī)械零件經(jīng)過(guò)加工過(guò)程后，所表現(xiàn)出來(lái)的幾何形狀以及尺寸、各表面之間的相互位置等參數(shù)的實(shí)際數(shù)值與設(shè)計(jì)初衷中的理想值相符合的程度。當(dāng)然理論上來(lái)講，契合程度越高，機(jī)械加工零件的加工精度便越高，而如果兩者之間產(chǎn)生了一部分偏差，那么這個(gè)偏差的數(shù)值便是所謂的加工誤差。加工誤差的大小直接反應(yīng)了加工精度的高低，加工誤差將直接限制零件加工表面的宏觀幾何形狀并產(chǎn)生誤差，例如表面形狀的圓度、平面度以及直線度等數(shù)值。相互間的位置精度、加工表面以及其基準(zhǔn)間的相互位置的誤差也會(huì)受到限制。例如平行度、同軸度等方面的數(shù)據(jù)都會(huì)受到限制。

1.1 機(jī)床產(chǎn)生的幾何誤差

在機(jī)械加工中，夾具、刀具、機(jī)床等工具以及被加工的零件一起構(gòu)成了一個(gè)加工整體，這一整體便是被稱為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)。因此對(duì)于機(jī)械加工精度的過(guò)程進(jìn)行分析也就是對(duì)于這一工藝系統(tǒng)在多種不同的工作條件中，通過(guò)多種不同加工方式所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行反應(yīng)的分析。而機(jī)床、夾具以及刀具則是這一工藝系統(tǒng)中重要的組成部分。

在機(jī)械零件的加工中相對(duì)于刀具來(lái)講，機(jī)械零件的成型過(guò)程是通過(guò)機(jī)床來(lái)完成的。所以，在機(jī)械零件的整個(gè)加工過(guò)程中，對(duì)機(jī)床的加工精度要求是非常高的，同時(shí)對(duì)于加工精度具有很大影響的也包括機(jī)床的制造誤差。機(jī)床中的誤差包括主軸回轉(zhuǎn)誤差、導(dǎo)軌誤差以及傳動(dòng)鏈的誤差。這些誤差都會(huì)對(duì)工件加工的精度具有較大的影響，其中尤其以機(jī)床的磨損為例，機(jī)床的磨損會(huì)讓機(jī)床的工作精度大幅度下降，而主軸回轉(zhuǎn)誤差則會(huì)直接影響被加工工件的精度。所謂主軸回轉(zhuǎn)誤差，指的是在每一次的實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于其平均回轉(zhuǎn)軸線的變動(dòng)量，而機(jī)床上進(jìn)行確定機(jī)床部件相對(duì)位置的關(guān)系的基準(zhǔn)便是導(dǎo)軌。導(dǎo)軌本身也會(huì)存在制造誤差，導(dǎo)軌的誤差主要是由于其受到不均勻的磨損或者在安裝過(guò)程中不規(guī)范造成。而機(jī)床精度下降，首當(dāng)其沖的影響因素便是導(dǎo)軌的磨損，其次是傳動(dòng)鏈的誤差，傳動(dòng)誤差也就是傳動(dòng)鏈的誤差，也就是說(shuō)傳動(dòng)鏈的組件在制造和裝配過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，傳動(dòng)鏈在使用過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生磨損，這種誤差通常會(huì)用傳動(dòng)鏈的末端原件的轉(zhuǎn)角誤差來(lái)衡量。

1.2 夾具的幾何誤差影響

夾具的作用便是讓工件在機(jī)床上具有一個(gè)正確的安裝位置，因此，夾具制造時(shí)產(chǎn)生的誤差會(huì)對(duì)工件的加工精度產(chǎn)生巨大的影響。首先是基準(zhǔn)不重合的誤差，根據(jù)原有的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，與夾具的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)形成誤差的便是基準(zhǔn)不重合誤差，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在零件設(shè)計(jì)圖紙上確定的表面尺寸、形狀、位置所要依據(jù)的基準(zhǔn)，所謂工序基準(zhǔn)在工序圖上是這樣定義的：用來(lái)確定其工序上加工表面在加工后的形狀、尺寸及位置所采用的標(biāo)準(zhǔn)。在機(jī)床上對(duì)某件零件進(jìn)行加工時(shí)，需要在工件上選擇若干的要素作為加工時(shí)候的定位基準(zhǔn)，不重合誤差便是選用的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合所產(chǎn)生的誤差。其次，定位原件制造的不準(zhǔn)確而最終形成的誤差也會(huì)對(duì)于零件的加工質(zhì)量產(chǎn)生影響，夾具上的定位原件在制造時(shí)不可能絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，或多或少都會(huì)在規(guī)定允許的范圍內(nèi)進(jìn)行變動(dòng)，而零件在夾具進(jìn)行定位的同時(shí)，由于定位副制造的不準(zhǔn)確以及定位副間的配合間隙產(chǎn)生變動(dòng)，這便是定位副制造所產(chǎn)生的不準(zhǔn)確誤差。

1.3 刀具切削誤差

刀具在切削零件的過(guò)程中，每一次的工作都會(huì)或多或少的產(chǎn)生一定的磨損，因此會(huì)逐漸引起所切削的工件尺寸及形狀的改變，因此需要操作人員正確的選用刀具材料，選用新型的耐磨刀具材料，并且合理的選用刀具幾何參數(shù)并且注意零件的切削用量，在最大限度上減少刀具的磨損消耗，保證零件的加工質(zhì)量。

1.4 工藝系統(tǒng)中工件受力變形產(chǎn)生誤差

和相對(duì)于堅(jiān)硬不易變形的機(jī)床、夾具以及刀具來(lái)講，其零件的強(qiáng)度就會(huì)變低了，在加工過(guò)程中由于切削力的作用，零件會(huì)由于強(qiáng)度過(guò)低而產(chǎn)生不必要的局部變形，這種變形便會(huì)對(duì)于零件的加工質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。因此可以說(shuō)加工工藝的方法是否得當(dāng)也會(huì)對(duì)于零件的加工精度產(chǎn)生非常重要的影響。相對(duì)于零件來(lái)講，刀具的硬度十分高，其剛度在加工表面的法線方向上剛度有尤為突出，刀具的變形可以暫時(shí)忽略不計(jì)，但如果出現(xiàn)在鏜直徑變小的孔時(shí)，刀桿的剛度很差，因此刀桿在受力變形之后對(duì)于孔加工的零件精度影響巨大，機(jī)床的部件由很多做工精細(xì)的零件構(gòu)成，機(jī)床的零件的變形以及載荷不成線性關(guān)系，所需加載和卸載的曲線無(wú)法重合，例如卸載曲線相對(duì)于加載曲線相對(duì)于滯后，由摩擦力產(chǎn)生的變形也會(huì)因加載與卸載循環(huán)因數(shù)有所損耗，因此可以使用這種方法通過(guò)多次的加載和卸載，才能讓兩曲線相重合，減少殘余形變。

2 提高機(jī)械加工質(zhì)量的策略

2.1 減少原始的誤差

定期對(duì)于機(jī)床的所有零件進(jìn)行整修，提高機(jī)械加工時(shí)所使用的機(jī)床的幾何精度，提高夾具、刀具等元件自身精度，控制加工系統(tǒng)過(guò)的受力，同時(shí)防止刀具的磨損以及測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的誤差等。通過(guò)對(duì)于產(chǎn)生加工誤差的各種主要原始的誤差進(jìn)行逐行分析來(lái)控制提高加工精度和質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于不同情況產(chǎn)生的誤差采用不同的方式進(jìn)行修正和解決，對(duì)于精密的零件來(lái)講，在對(duì)其進(jìn)行加工時(shí)，盡可能提高機(jī)床及其工具的結(jié)合精度，提高元件強(qiáng)度，同時(shí)選用更加精密的機(jī)床進(jìn)行加工，對(duì)于具有成型表面的零件，為進(jìn)一步減少刀具安插時(shí)的誤差必須要在調(diào)整好刀具形狀誤差之后才能進(jìn)行細(xì)致的加工程序，以此更正原始誤差的數(shù)值。

2.2 進(jìn)行誤差補(bǔ)償方案

此方法主要用于修正系統(tǒng)工藝中的原始誤差，通過(guò)采取誤差補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)對(duì)于零件加工的誤差進(jìn)行控制，主要運(yùn)行原理是通過(guò)人為的造成一些新的誤差，以此來(lái)對(duì)于原工藝系統(tǒng)中的原始誤差耗損進(jìn)行補(bǔ)償和抵消，從而達(dá)到減少原始誤差，提高加工質(zhì)量的目的。

3 結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)械加工的過(guò)程中，會(huì)不可避免的產(chǎn)生大量的誤差，作為優(yōu)秀的工作者，需要我們不斷的對(duì)于加工時(shí)產(chǎn)生的誤差以及質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析，從頭抓起，分析其原因的同時(shí)掌握誤差的變化規(guī)律，從而根據(jù)不同的產(chǎn)生原因采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，不斷的提高機(jī)械加工的質(zhì)量。

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