論機械零件加工精度的影響因素及應(yīng)對策略

摘 要：機械零件的質(zhì)量對于整個機械的質(zhì)量具有較高的影響，因此在零件加工的過程中，一定要加強對其精度的重視程度，衡量機械質(zhì)量的一個重要指標(biāo)就是對其零件加工精度的考察。機械零件加工過程中，會受到多方面因素的影響，其精度的控制是一項難度相對較大的技術(shù)。文章首先介紹了機械零件加工精度內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上對其各方面的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的探討，有針對性的提出了解決措施，希望對提高機械零件的加工精度起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：機械零件；加工精度；影響因素；應(yīng)對策略

前言

近年來我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對于各項機械的需求量大大增加，其中以小型和微型的機械需求量最大。這樣一來給機械零件的加工提出了更高的要求。機械零件加工過程中，其精度的控制是非常重要的，需要工作人員在機械需求基礎(chǔ)上進(jìn)行精細(xì)的量身定做，針對不同的需求，應(yīng)用不同的加工技術(shù)，從而保證每一個機械零件都在精度要求的范圍之內(nèi)。加工過程中應(yīng)注意到這一復(fù)雜繁瑣的過程，甚至每一個細(xì)節(jié)都會對加工精度產(chǎn)生一定程度上的影響。

1 機械零件加工精度簡介

在加工機械零件的過程中，其總體的精度主要受到三方面因素的影響，即形狀、位置及尺寸精度。這三方面限制條件在整個加工過程中是相互制約和影響的關(guān)系。位置的公差不可以小于形狀的公差，同時尺寸公差能夠決定位置公差的范圍。加工過程中所產(chǎn)生的誤差數(shù)值通常能夠充分代表加工的精度。加工零件的工作人員在進(jìn)行零件加工之前，通常會擁有設(shè)計者對零件尺寸的嚴(yán)格要求數(shù)值，而經(jīng)過加工之后的零件會同設(shè)計存在一定的偏差，這就是加工誤差，它是客觀存在的。同時，該誤差越大則說明加工精度越小。在進(jìn)行零件加工的過程中，一般需要經(jīng)歷不同的環(huán)節(jié)和步驟來完成，而每一個環(huán)節(jié)當(dāng)中都會或多或少存在一定的誤差，這些誤差綜合起來對加工精度的影響是非常大的，例如，裝夾環(huán)節(jié)當(dāng)中是很容易發(fā)生定位誤差的，這是該零件的定位基準(zhǔn)同設(shè)計基準(zhǔn)無法重合的原因造成的；夾緊誤差的存在是由于過大的夾緊力造成的等。這其中的每一個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的誤差會隨著加工流程的進(jìn)行而不斷積累，在最終的環(huán)節(jié)將嚴(yán)重影響零件的加工精度。現(xiàn)階段我國在研究機械零件加工精度的過程中主要采用了兩種手段，即單因素的分析法和統(tǒng)計分析法。其中前者是研究每一個環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的誤差對加工精度所產(chǎn)生的影響程度，而這一過程中需要忽略掉其他環(huán)節(jié)誤差影響。后者屬于抽樣調(diào)查，精度的分析是針對一批零件中的部分進(jìn)行的，努力將其中存在的各種誤差進(jìn)行充分的研究，值得注意的是這種方法在批量生產(chǎn)當(dāng)中具有較高的使用價值[1]。

2 影響因素

各個環(huán)節(jié)的加工手段都會對機械零件的加工精度產(chǎn)生影響，從而從根本上影響零件的質(zhì)量。以下從受力變形、熱變形和工藝系統(tǒng)幾何精度三個角度來分析加工精度的影響因素。

2.1 受力變形

加工機械零件時，工藝系統(tǒng)的變形現(xiàn)象時常發(fā)生，這是受到多種外力影響的結(jié)果，如夾緊力和重力等。在這種情況下，會改變加工毛坯所對應(yīng)的刀具位置，促使誤差的出現(xiàn)，這是影響加工精度的重要因素之一。變形的工藝系統(tǒng)在影響加工精度的基礎(chǔ)上，還會導(dǎo)致零件表面的質(zhì)量降低，生產(chǎn)效率也會嚴(yán)重減小。通常情況下，彈性變形是工藝系統(tǒng)最易發(fā)生的受力變形，因此加強該系統(tǒng)當(dāng)中彈性變形的抵抗能力，對提高加工精度具有重要作用[2]。

2.2 熱變形

零件的加工過程中，各個環(huán)節(jié)會出現(xiàn)摩擦等現(xiàn)象，導(dǎo)致溫度上升，在熱力的作用下加工系統(tǒng)就會發(fā)生熱變形現(xiàn)象。一旦變形發(fā)生，會嚴(yán)重影響加工設(shè)備的刀具及零件等，從而導(dǎo)致加工精度的降低。對熱變形產(chǎn)生的熱源進(jìn)行分析，主要存在內(nèi)部熱源和外部熱源兩種。前者指的是加工設(shè)備刀具工作過程中所產(chǎn)生的摩擦熱和切削熱；后者指的是太陽光和輻射等外部溫度變化所產(chǎn)生的熱量。近年來我國的自動化加工技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，同時也促使熱變形對我國機械零件加工精度的影響越來越大。尤其是那些對精度要求較高的零件當(dāng)中，熱變形的影響更加嚴(yán)重。

3 工藝系統(tǒng)幾何精度

在進(jìn)行零件加工的過程中，需要夾具、刀具和機床等各個部件充分的進(jìn)行配合，從而形成一個連續(xù)運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)，這就是工藝系統(tǒng)。該系統(tǒng)的計劃精度能夠從加工的原理、調(diào)整和刀具等誤差對加工精度產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。其中加工原理誤差造成的危害最大，因加工零件時不同形狀的刀具無法完全按照規(guī)定的路線運作，從而會產(chǎn)生一定的誤差。例如，直線插補功能是數(shù)控銑床唯一的功能，如果想要促使一段曲線在平面上進(jìn)行加工，只能運用多個較短的直線來形成進(jìn)近似要求的曲線[3]。

4 應(yīng)對策略

4.1 加工誤差的補償

該方法是以抵消原有誤差為出發(fā)點來制造一個人為的誤差，兩種誤差要具有相同的大小和相反的方向，從而達(dá)到相互抵消的目的來提高加工精度。在某些作業(yè)環(huán)境中，該補償值是固定的數(shù)值，應(yīng)用起來相對方便，而多數(shù)情況下該值是經(jīng)常變化的，因此會通過以下兩種方式來進(jìn)行補償。首先，進(jìn)行在線檢測。實時測量零件尺度，加強對刀具及各個設(shè)備位置的控制，促使零件始終在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行加工。其次，偶件自動配磨。以一個精度較高的零件作為基礎(chǔ)來制作其它零件，同樣對零件尺寸進(jìn)行實時測量并同基準(zhǔn)零件進(jìn)行對比。這種方法能夠有效促進(jìn)加工效率的提升[4]。

4.2 就地加工機械零件

這種方法以二次加工零件為目標(biāo)。當(dāng)首次加工無法促使零件達(dá)到一定的精度時，就會對其進(jìn)行二次加工，而二次加工最有效、直接的方法就是進(jìn)行就地加工，這樣做的目的是減少因環(huán)境的變化而導(dǎo)致零件誤差增加。而一些機械的產(chǎn)品，也可以先將各個零件進(jìn)行組裝，之后再進(jìn)行精加工，這樣就能夠從整體上來降低誤差[5]。

4.3 原始誤差的減小

這種方法是最直接進(jìn)行加工精度保護(hù)的手段，加工機械零件時，對誤差產(chǎn)生的原始原因進(jìn)行充分的調(diào)查和研究，從而有針對性的采取有效措施來對原始誤差進(jìn)行消除，達(dá)到最大程度促使誤差減小的目的。例如，在細(xì)長軸的加工過程中，該零件加工過程中非常容易產(chǎn)生變形及振動，在對此加以研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)加工過程中刀具的加工抗力會使該零件表面發(fā)生彎曲，要想有效的解決這一誤差，應(yīng)采用精粗加工交替進(jìn)行的方式，促使輔助支撐得以增加，從而促使刀具和進(jìn)給量的選擇更加合理。在這一方法下變形現(xiàn)象減少，切削的過程也更加穩(wěn)定。

5 結(jié)束語

機械的質(zhì)量會受到機械零件質(zhì)量的嚴(yán)重影響，而機械零件的質(zhì)量又會受到其加工精度的影響。因此提高機械零件的加工精度勢在必行，這是促進(jìn)我國工業(yè)長期發(fā)展的基礎(chǔ)條件。因此應(yīng)及時對影響機械零件加工精度的原因進(jìn)行查找、分析和研究，并有針對性的采用相應(yīng)手段來減小誤差。現(xiàn)階段我國應(yīng)用加工誤差的補償、就地加工機械零件和原始誤差的減小等方法有效提高了零件的加工精度。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧天凱.關(guān)于機械零件加工精度的影響因素及應(yīng)對策略探討[J].科技風(fēng)，2015，11：88.

[2]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，2010，16：7.

[3]張淑琴.影響機械零件加工精度的因素及其控制方法[J].同煤科技，2008，2：41-42.

[4]姚嘉鑫.淺析機械加工精度的影響因素及提高措施[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，17：114.

[5]佟曉飛.機械加工精度的影響因素及提高措施初探[J].黑龍江科技信息，2009，19：7.