機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響分析

摘要：進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，許多因素都有可能影響最終的加工精度。因此，從各個(gè)方面盡量減少對(duì)機(jī)械加工精度的影響，是增加加工精度的最終目標(biāo)。本文主要從三個(gè)方面分析了機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響，即工藝系統(tǒng)的幾何精度、受力變形和熱變形三個(gè)方面，并提出了一些有效的處理措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；加工工藝；加工精度；影響

機(jī)械加工精度是機(jī)械加工質(zhì)量的關(guān)鍵所在，主要就是指加工產(chǎn)品的尺寸、幾何形狀和相互位置與最初設(shè)計(jì)的參數(shù)是否符合。具體來說影響機(jī)械加工精度的因素很多，本文著重分析了機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響，通常而言，影響加工精度的原因主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：幾何精度、受力變形和熱變形。

1.機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)介

通常所說的機(jī)械加工工藝，指的就是：按照加工工藝流程，通過合適的途徑改變生產(chǎn)產(chǎn)品的幾何形狀、尺寸、相對(duì)位置以及特性等，完成對(duì)生產(chǎn)的加工或半加工。工藝流程是指具體采用何種工藝對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工，工藝流程過程的確定主要依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量、設(shè)備條件、操作人員素質(zhì)等。工藝規(guī)程就是將工藝過程按照有關(guān)規(guī)定寫成工藝文件。

1.1.機(jī)械加工工藝過程

機(jī)械加工生產(chǎn)過程所包含的內(nèi)容非常多，包括原材料的運(yùn)輸、保存，加工準(zhǔn)備階段，毛坯制作和產(chǎn)品的熱處理等工作。工藝過程就是直接改變?cè)牧系膸缀涡螤睢⒊叽绾吞匦宰兂沙善返倪^程。該過程是機(jī)械加工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它由若干個(gè)按順序排列的工序組成。按生產(chǎn)類型可以大致將機(jī)械加工分為三類：?jiǎn)渭a(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)。

1.2.機(jī)械加工工藝路線制定

機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定主要由以下幾方面確定：

1.2.1.規(guī)范合理的零件加工工藝路線；

1.2.2.各工序所需的工序尺寸 ；

1.2.3.完成各工序需要的機(jī)床設(shè)備。制定工藝路線主要堅(jiān)持的原則有：

1.2.3.1.對(duì)于基準(zhǔn)面優(yōu)先加工，在加工過程中，先平面后孔的加工次序，這是為了保證平面和孔有足夠的相對(duì)位置精度；

1.2.3.2.加工過程中有粗加工和精加工，分開加工注意次序，根據(jù)具體的零件選擇合適的加工設(shè)備與熱處理方法。

2.機(jī)械加工工藝系統(tǒng)對(duì)加工精度的影響

機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響主要?jiǎng)澐譃槿矫妫汗に囅到y(tǒng)的幾何精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和工藝系統(tǒng)的熱變形。

2.1.工藝系統(tǒng)的幾何精度對(duì)加工精度的影響

加工工藝系統(tǒng)對(duì)加工精度的影響主要是由誤差造成的，主要的誤差包括：加工原理誤差、機(jī)床誤差、調(diào)整誤差以及刀具、夾具的誤差等。

2.1.1.加工原理誤差的產(chǎn)生主要是由于加工時(shí)刀具進(jìn)行的是近似的成型運(yùn)動(dòng)。例如在數(shù)控銑床上銑削復(fù)雜曲面的產(chǎn)品時(shí)，采用的是球頭刀具沿著曲面每個(gè)點(diǎn)的切線進(jìn)行近似成形的加工，由于其原理上是近似的所以會(huì)有誤差產(chǎn)生。大部分的機(jī)床都采用這種工作方式，雖然會(huì)降低加工精度，但是這樣原理上的簡(jiǎn)化有利于簡(jiǎn)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)和刀具的形狀，并且其誤差也是控制在一定范圍之內(nèi)的，因此，這種加工方式應(yīng)用廣泛。

2.1.2.引起機(jī)床誤差的原因較多，主要的原因有以下三方面：機(jī)床的制造誤差、安裝誤差以及機(jī)床運(yùn)行由于磨損、振動(dòng)等原因引起的誤差。

2.1.3.在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)對(duì)加工工藝系統(tǒng)的調(diào)整是不可避免的，但是調(diào)整就會(huì)存在誤差，調(diào)整誤差就是這么來的。

2.1.4.加工時(shí)使用的刀具在出廠時(shí)，因?yàn)橹圃旃に嚨膯栴}就會(huì)存在誤差，由刀具加工的產(chǎn)品一樣會(huì)有誤差，這就是刀具誤差。夾具的誤差主要是由夾具制造誤差、夾具定位誤差、夾具安裝誤差三者構(gòu)成。針對(duì)機(jī)床、刀具以及夾具的制造誤差，一般通過誤差補(bǔ)償技術(shù)來減少誤差提高加工精度。

2.2.工藝系統(tǒng)受力變形對(duì)加工精度的影響

在機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)，工藝系統(tǒng)一般會(huì)受到切削力、傳動(dòng)力以及機(jī)器、工件自身的重力等，產(chǎn)生一定的變形，這樣可能會(huì)使刀具和工件的相對(duì)位置發(fā)生變化，進(jìn)而在加工時(shí)出現(xiàn)幾何形狀和尺寸誤差。工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生的誤差主要有以下三個(gè)方面：

2.2.1.工件的剛度，當(dāng)工件剛度小于機(jī)床和刀具剛度時(shí)，在加工時(shí)各種力的作用下，工件應(yīng)其剛度較小而發(fā)生變形，從而使精度下降；

2.2.2.刀具的剛度，當(dāng)外圓車刀的剛度較大相連的刀桿剛度較差時(shí)，兩者之間剛度的差距使得刀桿受力變形，影響加工精度；

2.2.3.機(jī)床部件的剛度，到目前為止，測(cè)定機(jī)床部件的剛度仍未應(yīng)用到實(shí)踐的生產(chǎn)過程中。

2.3.工藝系統(tǒng)的熱變形對(duì)加工精度的影響

在進(jìn)行機(jī)械加工的過程中，由于各種熱的產(chǎn)生使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生熱變形，變形后使的加工的刀具與加工的工件之間的相對(duì)位置改變，致使精度下降。熱變形是一定會(huì)存在的并且對(duì)零件的加工精度影響很大，特別是工件需要精加工時(shí)，例如精度要求高的細(xì)長(zhǎng)桿的加工，這種誤差可能使工件變?yōu)閺U品。工藝系統(tǒng)的熱變形主要有三方面組成：工件的熱變形、刀具的熱變形和機(jī)床的熱變形。減少工件熱變形的措施：

2.3.1.在切削作業(yè)時(shí)，保證冷卻液的充足，防止工件的切削面溫度過高，同時(shí)也可以進(jìn)行相應(yīng)的誤差補(bǔ)償；

2.3.2.在進(jìn)行工件的夾緊時(shí)，可以使工件表面存在微量變形，抵消熱變形。

刀具的熱變形產(chǎn)生的誤差也是很大的。刀具的熱變形主要是由切削熱產(chǎn)生。為了減少刀具熱變形，合理分配切削量進(jìn)給量等，減少切削熱的產(chǎn)生，同時(shí)還要注意對(duì)刀具進(jìn)行足夠的冷卻。

對(duì)于加工工件的機(jī)床而言，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受熱各組件溫升不同，導(dǎo)致不同的溫度場(chǎng)，各組件的相對(duì)位置也發(fā)生變化，使的加工精度下降。通常，減少機(jī)床熱變形主要通過以下幾方面的措施：

2.3.2.1.減少熱量產(chǎn)生的源頭；

2.3.2.2.加強(qiáng)機(jī)床的散熱能力；

2.3.2.3.優(yōu)化機(jī)床的結(jié)構(gòu)，例如使機(jī)床內(nèi)部結(jié)構(gòu)是熱對(duì)稱的；

2.3.2.4.阻止外部熱量的進(jìn)入，調(diào)控機(jī)床周圍溫度；

2.3.2.5.預(yù)熱機(jī)床，使機(jī)床進(jìn)入熱平衡狀態(tài)，使機(jī)床的熱變形會(huì)趨于穩(wěn)定。

結(jié)語(yǔ)：我國(guó)的科學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展，加工工藝技術(shù)也在不斷的提高，為了使加工精度保持允許的誤差范圍內(nèi)，這就要求相關(guān)工作人員不斷的試驗(yàn)、仔細(xì)的分析研究，提高加工工藝技術(shù)水平，提高加工精度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任妙芳. 淺析機(jī)械加工精度的影響因素及提高措施[J]. 機(jī)械研究與應(yīng)用. 2010（02）

[2] 李萬(wàn)嶺，李寶魁. 工藝系統(tǒng)熱變形對(duì)加工精度的影響及措施分析[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2009（14）

[3] 秦云，趙超峰. 機(jī)械加工中獲得零件加工精度的方法[J]. 中國(guó)科技信息. 2009（15）

作者簡(jiǎn)介：

王海生 （1963.7--） 男 籍貫：河南省安陽(yáng)市 學(xué)歷：大專 現(xiàn)有職稱：工程師 主要研究方向：機(jī)械加工 。