機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響及對(duì)策

劉璐

摘 要：機(jī)械零件加工精度越高，零件在機(jī)械中發(fā)揮的作用優(yōu)勢(shì)就越大，機(jī)械功能發(fā)揮就越穩(wěn)定。在實(shí)際中，零件加工質(zhì)量經(jīng)常會(huì)受到機(jī)械加工工藝的影響，可能是因?yàn)榧庸すに囍械臏囟炔环弦螅灿锌赡苁鞘芰Ψ矫媾c實(shí)際要求不符，這些影響雖然造成的誤差也不大，但零件就是無(wú)法與機(jī)械相匹配。所以相關(guān)人員還是要對(duì)機(jī)械加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，使影響零件加工進(jìn)度的因素都被規(guī)避掉，能進(jìn)一步提高零件與機(jī)械應(yīng)用部分的契合度。

關(guān)鍵詞：加工工藝；零件；加工精度

中圖分類(lèi)號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

零件加工精度作為零件質(zhì)量的影響因素之一，對(duì)其加工工藝進(jìn)行不斷優(yōu)化調(diào)整是十分有必要的，除去加工設(shè)備精度影響外，相關(guān)人員不僅要將影響因素找出來(lái)，還要找到解決措施。該文主要針對(duì)機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響進(jìn)行分析。

1 機(jī)械加工工藝影響零件加工精度的因素

1.1 溫度因素

金屬零件本身都是有熔點(diǎn)的，零件加工的環(huán)境溫度如果超過(guò)熔點(diǎn)，零件很容易變形，精度自然會(huì)與設(shè)計(jì)要求不一致。這種熱變形主要表現(xiàn)在3個(gè)方面，其一是機(jī)床結(jié)構(gòu)發(fā)生的熱變形，加工零件的機(jī)床結(jié)構(gòu)本身在合適的溫度下，配合最好，既不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的摩擦力也不會(huì)對(duì)零件本身造成影響。但如果機(jī)床結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期運(yùn)行，摩擦生熱導(dǎo)致結(jié)構(gòu)本身溫度上升或外界給予機(jī)床的溫度本來(lái)就高，很容易使各部分結(jié)構(gòu)無(wú)法磨合在一起，在這樣的條件下，繼續(xù)加工零件，零件的外形和尺寸可能都會(huì)出現(xiàn)小偏差，這就對(duì)精度造成了影響。其二是工件發(fā)生的熱變形，工件指的是零件，零件在加工的過(guò)程中，在剪切之前，零件本身的尺寸和設(shè)計(jì)要求總是不一樣的，超過(guò)設(shè)計(jì)尺寸的零件溫度上就不會(huì)和正常零件保持一致，在這種情況下，尺寸不同的2種零件之間是存在溫度差的，會(huì)直接超過(guò)工件的承受極限。其三是刀具熱變形，零件的尺寸以及外形要和設(shè)計(jì)圖紙保持一致，需要在加工的過(guò)程中對(duì)原材料進(jìn)行切割，用的工具就是金屬刀具，金屬刀具與金屬原材料直接接觸不斷摩擦的過(guò)程中，兩者接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熱量會(huì)很大，當(dāng)其超過(guò)刀具的承受極限時(shí)，金屬刀具就會(huì)發(fā)生變形。

1.2 受力因素

受力變形是針對(duì)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)而言，機(jī)械加工工藝系統(tǒng)屬于零件加工的主體系統(tǒng)，在零件加工前，零件外形模子和尺寸參數(shù)等都會(huì)被記錄到工藝系統(tǒng)中，工藝系統(tǒng)中的各個(gè)構(gòu)件也會(huì)按照加工要求布置在合適的位置上，當(dāng)工藝系統(tǒng)受到來(lái)各種壓力后，這些構(gòu)件和參數(shù)等都會(huì)發(fā)生小偏差，這樣加工出來(lái)的零件也不會(huì)保持高精度。這些壓力來(lái)自于構(gòu)件本身，也來(lái)自于構(gòu)件直接接觸的零件反作用力，以及兩者之間的摩擦力。在壓力作用下，再加上系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，構(gòu)件保持位置有效的情況會(huì)越來(lái)越差，尤其是重要部位的構(gòu)件，位置發(fā)生變化后直接影響零件的精確度。受力變形雖然和構(gòu)件位移有關(guān)，但也和零件本身質(zhì)量和強(qiáng)度有關(guān)，如果零件抗應(yīng)力和壓力的作用效果好，構(gòu)件壓力和位移對(duì)其產(chǎn)生的影響也會(huì)減少。而對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行造成的受力變形，還要減輕系統(tǒng)的運(yùn)行荷載，以減少系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)強(qiáng)帶來(lái)的影響。

1.3 內(nèi)在因素

幾何精度誤差以及機(jī)械構(gòu)件安裝質(zhì)量不規(guī)范，都是機(jī)械加工工藝的內(nèi)在影響因素。這些內(nèi)在因素如果不消除，溫度以及受力變形因素即使消除，零件還是照樣有誤差。加工工藝中的機(jī)床幾何精度誤差是由主軸回轉(zhuǎn)造成的，回轉(zhuǎn)的方向不同，作用力度不同，零件誤差的作用范圍和影響力度都會(huì)有差異。至于安裝因素，是指機(jī)床、刀具等的位置和松弛度與實(shí)際要求不符。這會(huì)導(dǎo)致安裝不合格的機(jī)床結(jié)構(gòu)之間以及機(jī)床與零件之間的摩擦力變大，最終導(dǎo)致機(jī)床或刀具等本身質(zhì)量受損，在發(fā)揮功能時(shí)作用效果也會(huì)下降。

2 零件加工精度影響因素的解決措施

2.1 提高機(jī)械加工工藝系統(tǒng)設(shè)備的精確度

機(jī)械加工工藝系統(tǒng)設(shè)備精確度能得到保證，本身也很健全完善，加工工藝運(yùn)行過(guò)程中效果不會(huì)下降。零件加工工藝是在設(shè)備中進(jìn)行，所以設(shè)備算是為工藝提供應(yīng)用平臺(tái)和環(huán)境，設(shè)備要時(shí)刻處于最優(yōu)狀態(tài)，加工工藝在發(fā)揮上才不會(huì)因?yàn)樵O(shè)備原因產(chǎn)生影響。相關(guān)人員還要加強(qiáng)對(duì)零件加工設(shè)備的研究，使機(jī)械加工工藝系統(tǒng)設(shè)備的精確度和完善度都得到提高，可以參考國(guó)外先進(jìn)的加工設(shè)備構(gòu)造等。

2.2 對(duì)零件加工中的外力進(jìn)行控制

無(wú)論是系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的外力，還是構(gòu)件本身對(duì)零件產(chǎn)生的擠壓力和摩擦力，對(duì)零件來(lái)說(shuō)，都屬于外力，將這些外力產(chǎn)生的干擾控制住，零件加工精度還是能得到保證的。但這些外力是不能被完全消除的，只能最大限度地降低。首先要保證構(gòu)件松弛有度，構(gòu)件過(guò)緊，本身就會(huì)產(chǎn)生極大的擠壓力，與零件之間的摩擦力也會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)接觸中越來(lái)越大。構(gòu)件過(guò)松，構(gòu)件的位置發(fā)生變化，零件的模型發(fā)生變化，零件本身尺寸等也會(huì)發(fā)生變化，所以相關(guān)人員要時(shí)刻對(duì)加工設(shè)備的構(gòu)件松弛度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)松弛度發(fā)生細(xì)微變化時(shí)，就及時(shí)制止，對(duì)構(gòu)件松弛度進(jìn)行調(diào)整，還要注意做好提前檢查工作。零件在進(jìn)行加工的過(guò)程中和設(shè)備總是直接接觸的，有的還會(huì)隨著設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，總會(huì)產(chǎn)生摩擦，零件本身的尺寸很有可能在摩擦中發(fā)生偏差，所以還要盡量減少兩者之間的摩擦力，通常是通過(guò)改變?cè)O(shè)備中兩者直接接觸地方的光滑度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這也是在減少零件報(bào)廢的機(jī)會(huì)，使零件加工質(zhì)量能得到保證。

2.3 對(duì)溫度進(jìn)行控制

對(duì)零件加工環(huán)境的溫度進(jìn)行控制，對(duì)加工設(shè)備的機(jī)床、刀具以及其他部分進(jìn)行溫度控制工作，零件受到的影響將會(huì)降低。冷水降溫可以降低加工環(huán)境溫度，但要對(duì)溫度進(jìn)行合理控制，還要從溫度上升的因素方面著手，對(duì)溫度上升情況進(jìn)行控制。比如減少零件和設(shè)備的摩擦生熱現(xiàn)象，對(duì)零件本身材料進(jìn)行合理選擇，使零件的抗摩擦能力和熔點(diǎn)都高一點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)闇囟壬叨冃?。在減少摩擦生熱上，主要從軸承和齒輪這些傳動(dòng)摩擦上入手。還要保證機(jī)床構(gòu)件各部分在熱量承受上是均勻的，這樣也會(huì)減少部分熱變形不均勻、不穩(wěn)定現(xiàn)象。此外，還要對(duì)設(shè)備所處的室內(nèi)環(huán)境維度進(jìn)行控制，使其永遠(yuǎn)處于合適的恒溫狀態(tài)。

3 對(duì)零件制造過(guò)程進(jìn)行控制

主要對(duì)機(jī)械加工工藝中的幾何精度影響因素進(jìn)行控制，使零件都在規(guī)范的模子中生產(chǎn)，尺寸和形狀都與設(shè)計(jì)相差無(wú)幾。首先在加工設(shè)備選擇上，就要選擇在性能發(fā)揮中參數(shù)不會(huì)發(fā)生變化的機(jī)械設(shè)備，即使發(fā)生變化也不會(huì)對(duì)結(jié)果造成太大的偏差。在應(yīng)用之前，還要做好檢查工作，對(duì)設(shè)備誤差產(chǎn)生的地方進(jìn)行仔細(xì)記錄，并找到有效的措施來(lái)減少這些誤差。其次還要采取能控制幾何精度誤差的措施，即補(bǔ)償技術(shù)。這種技術(shù)主要使用在機(jī)床上，主要通過(guò)補(bǔ)償軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，能對(duì)磨損誤差進(jìn)行自我修正，所以還要在軟件中輸入相應(yīng)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)作為補(bǔ)償技術(shù)修正數(shù)據(jù)的依據(jù)。而對(duì)于明顯可控制的誤差，可有相關(guān)人員自己完成機(jī)床參數(shù)的修正。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響是巨大，畢竟零件精度得不到保證，輕則影響設(shè)備的性能發(fā)揮，重則零件報(bào)廢，這不僅會(huì)對(duì)設(shè)備造成影響，還會(huì)給生產(chǎn)加工商造成經(jīng)濟(jì)損失。

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