機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制的思考

楊興強

【摘要】在機械制造產業快速發展下，機械加工工藝日益成熟，同時應用領域對零件加工質量也提出了更高要求。本文首先對機械加工工藝流程進行分析，探討機械加工工藝對零件加工精度的影響作用，并針對其影響機制，提出幾點有效的零件加工精度控制方法，包括流程控制方法、溫度影響控制方法、機床設備改良方法和操作技術控制方法等。

【關鍵詞】機械加工工藝 零件加工精度 影響因素 控制方法

在零件技加工制造過程中，機械加工工藝對零件精度有直接影響，進而會影響最終的產品質量。在機械制造業發展過程中，機械加工工藝的每一次進步和優化，都使零件加工精度得到有效提升，關于機械加工工藝對零件加工精度影響的研究也受到了行業內外的廣泛重視。從目前機械加工工藝水平來看，仍有較大的提升空間。應積極分析零件加工精度的影響因素，并對機械加工工藝進行優化，從而滿足市場對零件加工精度的實際需求。

一、機械加工工藝流程分析

機械加工工藝流程可分為前期生產和后期加工兩大部分，在兩個階段的加工剛生產過程中，對機械加工工藝都有較高要求，需要實現從原材料到半成品、從半成品到成品生產過程的有效控制。此外，還要做好原材料運輸和存放管理工作，避免對加工工藝過程產生影響。在此基礎上，通過做好工藝流程控制，使加工零件質量達到生產要求。因此，機械加工工藝流程較為復雜，涉及的影響因素眾多，需要在充分了解各方面因素的基礎上，通過采取有效的技術措施，提高零件加工精度。比如對每一道工序的加工尺寸、工藝設備、溫度工藝條件進行控制等。為滿足實際生產需求，數控編程技術等在機械加工過程中已經得到廣泛應用，與其他工藝技術一同成為機械零件加工精度的主要影響因素。應基于機械加工工藝流程，對每個環節和影響因素進行有效控制，從而確保零件加工精度符合要求。

二、機械加工工藝對零件加工精度的主要影響

（一）幾何參數影響因素

幾何參數影響主要是機械加工工藝過程中應各方面因素引起的幾何精度誤差。比如加工機床的自身誤差、機床刀具經過長期使用后出現磨損等。這些問題的存在都會對零件加工精度產生直接影響。其中，機床自身誤差主要是由于機床在設計和制造過程中不滿足機械加工工藝要求導致的，對零件加工精度的影響作用十分顯著，會導致零件加工精度與生產要求出現較大偏差。比如在切削加工工藝中，機床主軸回轉誤差會導致零件尺寸出現較大偏差，甚至導致零件形狀不符合要求。機床導軌精度如果不符合要求，在控制機件移動的過程中，就會出現相對位置偏差，改變刀具移動位置，進而導致零件受損或加工精度下降。此外，用來固定零件的夾具也容易存在制造誤差、定位誤差和磨損誤差等，影響零件加工精度。

（二）熱變形影響因素

熱變因素是影響零件加工精度的主要因素之一，在機械加工工藝中，熱變因素主要是指機床熱變、刀具熱變和工件熱變等問題。比如工件出現熱變形問題，會對加工零件產生直接影響，對長度較長零件的影響尤為顯著。比如長度為2m的磨削絲杠，在每次磨削過程中，溫度會提升3攝氏度左右，進而導致絲杠長度伸長0.07mm左右。而根據相關機械加工工藝要求，6級絲杠的長度誤差要求控制在0.02mm以內，而工件熱變因素會直接導致零件加工精度不符合要求。因此，在機械加工工藝控制過程中，必須提高對熱變因素的關注。再比如，刀具如果出現熱變形，也會影響零件加工精度，或導致零件受損。其熱變形現象是由切削熱導致的。在機床加工生產過程中，容易受到內外熱源影響，導致部分溫度快速升高。由于不同機床的人員分布不同，所以局部溫度升高現象也不均勻，對其進行控制需要從機床結構出發。

（三）數控技術影響因素

數控機床己經在機械加工工藝中得到廣泛應用，而且數控技術發展迅速，一直以提高零件加工精度作為技術發展目標。與普通機床相比，數控機床在零件加工精度控制方面更有優勢，但也需要注意數控機床可能帶來的加工精度影響。比如在數控編程過程中，需要合理確定編程原點。如果編程原點選擇不當，會對零件加工精度產生較大影響。在數控編程過程中，數據處理會對零件輪廓軌跡等產生影響，進而影響零件的加工精度。在加工路線設計方面，如果設計不合理，不僅會影響零件技工精度，還會影響加工效率。此外，插補運算也會對加工精度產生影響，當系統累積誤差達到一定程度，就會導致機床發生位移或定位誤差。

三、零件加工精度的控制方法

（一）流程控制方法

在機械零件加工過程中，主要包含熱處理、車削、滾齒和清潔、防銹等工序。比如在起重機回轉零件的加工過程中，為滿足內花鍵、外圓齒輪和兩軸承的加工精度要求，需要對各個工藝環節進行控制和優化。首先應通過熱處理提高材質穩定性，減少工件變形問題。在車削過程中，應校正夾緊左端，光平右端面，控制好鉆孔孔徑和深度。車內槽和車花鍵孔等都要滿足圖紙要求，校正外圓與端面的跳動誤差，將其控制在0.02mm以內，然后夾緊固定。在插內花鍵時，應夾緊左端，校正右端面與端面跳動誤差，將其控制在0.02mm以內。確保高點位置和標記方向一致，并將其夾緊固定，確保插內花鍵滿足圖紙要求。在滾齒過程中，同樣需要校正裝夾，然后去除毛刺。經過熱處理后，對內花鍵、齒輪和兩軸承面的相互位置精度進行控制。為確保零件加工進入，還要對齒輪位置進行校正，確保其符合圖紙要求。完成加工后，及時對零件進行清潔和防銹處理，然后入庫存放。

（二）溫度影響控制方法

機械加工工藝的溫度因素對零件加工精度由較大影響，基于上述影響作用分析，應從機床熱變、刀具熱變和工件熱變等方面著手，采取有效的溫度影響控制措施，提高零件加工精度。針對機床熱變問題，操作人員和技術人員可以通過對機床人員進行分析，確定機床可能出現溫度升高的部位，并合理選擇散熱技術，對機械加工工藝流程進行優化，避免因局部過熱導致零件加工工藝受到影響。具體可以采用熱源隔離、機械構件潤滑的措施，降低熱源對機床的干擾，消除因磨削、切削等內部熱源引起的熱變形問題。此外，現場操作人員還可以采取強制冷卻方法，降低機床整體熱量。針對其部分升溫不均勻問題，可在適當位置設置熱源，起到促使機床熱變穩定的作用。針對刀具熱變形問題，應通過合理選擇刀具材質、型號，控制好刀具幾何參數，并做好刀具潤滑和冷卻工作，避免刀具出現熱變形。此外，還可以利用切削液或誤差補償方法，降低熱變形對零件加工剛產生的影響。

（三）機床設備改良方法

為降低機械加工工藝對零件加工精度產生的負面影響，需要對機械加工工藝的內部因素進行有效控制，合理設計零件加工過程，從零件結構和加工精度要求出發，對機械加工工藝進行優化調整。首先應加強對機械加工工藝內部因素中各種設備問題的關注，根據零件加工要求進行設備選型。并在加工前對設備進行檢查，了解設備存在的自身誤差，在平時做好檢修和保養工作，避免因設備問題影響零件加工精度。此外還要關注于機械組合因素，加強對機械安裝施工質量的控制，嚴格按照設計要求和工藝流程進行機械安裝，確保各部分的組合良好。對于容易發生磨損的部分，應定期進行檢查，更換受損部件，從源頭上消滅零件精度的影響因素。一套良好的加工系統設備對產品生產質量有重要影響。針對部分機械加工企業設備較為落后的情況，應提高設備改良方面的投入，盡快更新機械加工技術設備。并增加設備研發投資，利用具有自主知識產權的設備和工藝提高企業競爭力，依靠零件加工精度獲得市場競爭優勢。

（四）操作技術控制方法

在完善機械加工工藝系統和機床設備的基礎上，對機械加工操作技術進行優化也是提高零件加工精度的主要途徑。針對目前使用廣泛的數控機床，在數控編程過程中，應嚴格按照工藝流程圖和相關設計規范要求，結合零件加工生產的工藝條件，合理設計控制參數。在數控機床加工生產工程中，時刻關注于系統的警示信息，及時排除設備故障問題，為避免因人為設置和人工操作引起機械故障問題，在現場進行操作的人員必須充分熟悉機械加工工藝流程，掌握操作流程圖，具備識別工藝問題的能力。為提高機械加工操作水平，加工企業必須重視操作人員的專業素質培訓工作。特別是在工藝流程優化和設備更新時，應盡快讓操作人員掌握先進的加工剛生產技術，為零件加工生產質量提供保障。通過科學的系統操作，降低外力因素干擾，根據系統實際運行情況，及時加強系統剛度?；蛲ㄟ^降低負荷等方式，減少工件間的擠壓力和摩擦力，避免零件受到損傷。通過對系統運行過程進行及時調控，保證零件加工質量。

四、結束語

綜上所述，機械加工工藝對零件加工精度有多方面影響，通過對機械加工工藝流程和具體影響因素進行分析，可以為工藝流程優化及加工精度控制提供依據。在此基礎上，從工藝流程優化、設備升級、主要影響因素控制和操作技術優化等方面著手，可以全面降低零件加工精度的負面影響，提高零件加工精度。

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