機械產(chǎn)品加工質(zhì)量問題探究

趙剛

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，人們的生活越來越離不開機械產(chǎn)品的陪伴。在各種機械加工過程中，不可避免的會產(chǎn)生許多影響加工精度的因素，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量受到一定的影響。加工工藝就是眾多影響因素之一，而且不同的加工工藝也會對工藝的質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響。

【關(guān)鍵詞】機械裝配工藝；質(zhì)量；問題探討

裝配是機械生產(chǎn)中的主要步驟，雖然裝配的應(yīng)用設(shè)備較少，如今高效的工藝品不多，但裝配工藝卻是不可小覷的重要環(huán)節(jié)。機械加工工藝水平越高，相應(yīng)零件的精度也就越高，相關(guān)零件之間的吻合度也就越高。因此，如何利用多種加工工藝使工件的精度達到質(zhì)量要求，減少各種因素對加工精度的影響，成為我們首要考慮的問題。

1 機械系統(tǒng)與生物學(xué)的結(jié)構(gòu)相似性

上世紀中期仿生學(xué)的概念被提出，這是一門根據(jù)生物結(jié)構(gòu)、功能以及作用原理，通過特殊的工程技術(shù)手段，實現(xiàn)機械特殊功能的學(xué)科。人類的胳膊就像機械臂一樣，也可以抽象的看作是有很多個連桿、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以及牽引裝置所構(gòu)成。在結(jié)構(gòu)上，二者有著非常多的相似之處。這實際上就是仿生學(xué)的一個研究內(nèi)容。按照系統(tǒng)論的相關(guān)理論可以看出，生物體均是由很多種具有不同功能的器官所組成的，如呼吸器官、消化器官等等；這些器官又是由很多種組織所構(gòu)成，如肌肉組織、神經(jīng)組織等等；每一個組織又可以細分為很多種細胞，如白細胞、紅細胞等等；多種化學(xué)元素又共同構(gòu)成了每一個細胞。這些細分方式是按照不同組成部分的形態(tài)來劃分的，相較于傳統(tǒng)機械系統(tǒng)而言，也就是按照不同結(jié)構(gòu)來進行劃分的。假設(shè)生物體的劃分是從不同結(jié)構(gòu)所起到的作用角度來進行劃分，那么生物體中的肌肉所起到的作用就是傳遞能量，并且可以將生物體按照肌肉所起的不同的作用進行細分。所以，有些研究人員就基于這個思想，將一個生物體劃分為多層次結(jié)構(gòu)。相應(yīng)的，機械產(chǎn)品如果也按照功能來進行劃分，那么也具有多層次結(jié)構(gòu)：機械裝配結(jié)構(gòu)、機械外形、機械的每一個基本組成零件。

2 工藝系統(tǒng)影響加工質(zhì)量的內(nèi)在因素

2.1 幾何精度導(dǎo)致的加工質(zhì)量問題

零件的加工精度通常是指零件完工后的實際幾何參數(shù)對理論幾何參數(shù)的符合程度。工藝系統(tǒng)中包括機床、工件、工具和夾具等。

2.2 機床存在的問題

加工床、傳動鏈和工件導(dǎo)軌等部分構(gòu)成了機床，其中導(dǎo)致出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的因素主要包括因主軸旋轉(zhuǎn)速率出現(xiàn)問題而不能保持恒速狀態(tài)、傳動鏈松動或者過緊、加工過程受熱變形的機床器件、受力不均勻（或者受力過大、過小）工件的各個部位等。在進行削割的過程中，機床存在的一系列問題會造成零件的形狀和所在的位置存在一定的誤差，甚至出現(xiàn)錯誤，進而造成精度上的極大差別，最后導(dǎo)致質(zhì)量問題。

2.3 導(dǎo)軌存在的誤差

為了使機床的移動部件更好地移動到相應(yīng)的位置，引入了導(dǎo)軌。如果導(dǎo)軌出現(xiàn)問題，將直接影響零件的精度，常見的導(dǎo)軌誤差有三類：第一，直線度誤差。第二，扭曲度誤差。第三，相互位置誤差。

3 工藝系統(tǒng)影響加工精度的外在因素

3.1 工藝系統(tǒng)受力變形產(chǎn)生誤差

在生產(chǎn)零件的過程中，高強度的加工會受到很多力的作用。這些力可能導(dǎo)致零件的輕微變形，影響零件的精確度，工藝系統(tǒng)中殘余的應(yīng)力也會導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生變形。

3.2 工藝系統(tǒng)受熱變形產(chǎn)生誤差

熱處理環(huán)節(jié)是很重要的步驟，熱影響也會導(dǎo)致工藝系統(tǒng)產(chǎn)生一定的變形。熱變形體現(xiàn)在三個方面：第一，工件熱變形。第二，機床熱變形。第三，刀具熱變形。工件熱變形對加工精度會產(chǎn)生較為重要的影響，特別是對長度較長、精度要求較高的零件產(chǎn)生影響。工作過程中的機床會受到內(nèi)外熱源的較大影響，致使各部分溫度逐步升高。各個零件的熱源不同，其靈敏性也不同，再加上機床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，就造成機床各部件的升溫幅度不同。由于同一部件的熱敏不同，因而會形成不均勻的溫度場，導(dǎo)致機床位置結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，破壞了機床原有的幾何精度，進而產(chǎn)生加工誤差。刀具熱變形產(chǎn)生的誤差主要是由切削熱引起的，零件需要不停的被加工，對于這樣的情況，在加工系統(tǒng)進行制作時，最好加強潤滑油的使用，減少各構(gòu)件之間的摩擦，同時可以利用冷卻水等方式對部件進行降溫，這樣能夠更有效率的吸收加工過程中產(chǎn)生的熱量，從而促進相關(guān)工作全面展開。

3.3 編程的數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的影響

對于一些計算，有些數(shù)據(jù)會有較大偏差，因此，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)整合，刪除一些不正確的數(shù)據(jù)，這樣就可減少誤差，進而減少精度的不準確性。

3.4 人員方面的問題

機械工藝加工是個需要嚴謹工作精神的領(lǐng)域，每個人都需要有嚴謹、認真的工作態(tài)度，然而一些員工的疏忽、對流程的不認真，以及對整個技術(shù)的不熟悉與不擅長都會導(dǎo)致誤差擴大化。

4針對內(nèi)部因素和外部因素提出的解決方法

4.1 減少各種部件的誤差

刀具方面：應(yīng)該慎重選擇切削用量和所用道具的幾何參數(shù)，提供充足的冷卻潤滑用品。可以對加工器件予以改進，應(yīng)用質(zhì)量較好、加工精度較高的加工器件，最大程度的減小誤差，最好是在實行改進方案前，將原始數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)不同的情況采取不同的對策。對于較為精密儀器的加工，最好采用專業(yè)的精密儀器。

4.2 針對受力因素的解決方案

在實際生產(chǎn)中，主要從兩方面減少誤差：第一，提高系統(tǒng)剛度。第二，減少載荷及其變化。最有效的措施是增強工藝系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)的剛度，提高剛度需要有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，連接表面的接觸剛度需要滿足一定的條件，要采用合理的裝夾和加工方式。

4.3 針對受熱因素的解決方案

在削磨一些零件時，為減少其產(chǎn)熱引起的誤差，可以在切削時選用較為充分的切削液，降低表面升溫，還可以在裝夾工作時，讓工件表面有微量的夾緊變形，從而減少切削時單面產(chǎn)熱發(fā)生形變而產(chǎn)生的誤差。除此之外，還可以待熱量散去再進行下一步操作。

4.4 提高機械加工水平

提高機械水平就要引進新技術(shù)，新興起的 3D 設(shè)計及打印技術(shù)在機械加工領(lǐng)域都較為流行。新技術(shù)有著獨特的特點和優(yōu)勢，可以利用 3D 技術(shù)達到更高的設(shè)計精度，采用此技術(shù)還可以以立體的形式打印出來，便于修改。

4.5 增強加工人員的素質(zhì)

員工要深入了解整個加工流程，以免發(fā)生狀況時不知如何處理。要提高員工技能，只有這樣才能加工出更為精密的零件。此外，可以對員工進行培訓(xùn)，使員工的知識面更為廣闊。

5 結(jié)語

國際機械加工工藝技術(shù)在不斷提高，我國機械加工工藝也在不斷發(fā)展與完善。若想增強企業(yè)在同領(lǐng)域中的競爭力，就需要不斷提高機械裝配工藝的質(zhì)量，從而滿足企業(yè)的預(yù)期目標，輔以外部人員的協(xié)調(diào)工作，我國機械加工工藝一定會向更好的方向發(fā)展。

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（作者單位：中國第一重型機械股份公司）