闡述機械加工工藝對加工精度造成的影響分析

劉紅雨

摘要：機械加工工藝中產(chǎn)生誤差的原因類型多樣，且發(fā)生位置幾乎覆蓋了工件加工的整個過程，是必不可免的。但是我們可以通過相應(yīng)的對策盡量降低誤差對加工精度的影響。例如加強操作人員技術(shù)培訓，引進智能化、自動化機械設(shè)備改進工藝系統(tǒng)，打造數(shù)控車間等手段，都是降低機械加工工藝誤差，提高加工精度的好方法。

加工精度是判斷機械加工質(zhì)量的重要標準。本文從機械加工工藝角度出發(fā)，討論機械加工工藝誤差產(chǎn)生的原因，分析加工精度的影響因素。

關(guān)鍵詞：加工精度；機械加工工藝；影響分析

1機械加工工藝概述及其現(xiàn)狀

機械加工工藝是指通過一定的加工工藝流程處理，從而改變原材料的幾何形狀、尺寸、物理性質(zhì)以及相對位置等屬性，使原材料成為成品或半成品。機械加工對機械設(shè)備要求較高，不僅需要完備的基礎(chǔ)設(shè)備，如機床、夾具等，生產(chǎn)某些產(chǎn)品還需要特殊的機械設(shè)備。目前，很多機械加工工廠機械設(shè)備更新落后，缺乏新式設(shè)備，且加工技術(shù)常年沒有經(jīng)過改良；也有部分工廠忽視對設(shè)備的維護工作，往往是不出故障不維護。這些現(xiàn)象都對加工精度產(chǎn)生了極大的影響，降低了產(chǎn)品質(zhì)量。

2幾何誤差對加工精度的影響

在進行機械加工時，刀具的維護情況以及原材料自身的制造精度會對其加工精度產(chǎn)生影響[1]。例如刀具自身磨損會使加工對象的表面形狀產(chǎn)生額外變化，產(chǎn)生誤差；而單刃刀具雖然不會對零件加工精度產(chǎn)生之間影響，但是零件自身磨損會影響其尺寸和幾何屬性，導致誤差產(chǎn)生。

制造過程中產(chǎn)生的誤差在任何產(chǎn)品中都是無法避免的，即機械加工機床本身就存在一定的誤差，影響了加工精度。同時，工廠在安裝和使用機床過程中，安裝不牢固或是磨損等現(xiàn)象進一步加大了機床誤差，對加工精度產(chǎn)生影響。機床幾何誤差會隨著使用時間增加而不斷增大，若操作人員在使用過程中不注意維護和校準，將會使加工產(chǎn)品出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題。機床對加工精度影響最大的制造誤差主要分為三類：導軌誤差、主軸回轉(zhuǎn)誤差、傳動鏈誤差。

2.1導軌誤差

引進導軌方便了機床的運動，但是在機床移動過程中難免會導致誤差產(chǎn)生。較常見的導軌誤差有扭曲度誤差、直線度誤差和相對位置誤差三種，工廠在實際操作中可以通過安裝保護裝置、潤滑導軌、更換材料等方面降低導軌誤差的影響。

2.2主軸回轉(zhuǎn)誤差

工廠在安裝機床主軸部件時，若安裝操作不夠謹慎，很容易導致主軸回轉(zhuǎn)誤差的出現(xiàn)。在主軸組件安裝中，加工的零件表面可能會在機床回轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生誤差，主要表現(xiàn)為部件部件因純角度擺動出現(xiàn)圓柱度誤差，端面受軸向竄動則會出現(xiàn)平面度誤差，部件因純徑向圓跳動發(fā)生圓度誤差，但是部件的斷面層不會受到影響。

2.3傳動鏈誤差

機床傳動鏈在安裝或使用過程中產(chǎn)生的磨損會在傳動鏈兩端形成幾何誤差，降低加工精度。有相關(guān)研究實驗表明，降低傳動誤差可以通過減少傳動鏈部件數(shù)量以及縮短傳動鏈長度來實現(xiàn)[2]。

除上述誤差產(chǎn)生原因外，操作人員的操作本身也會導致幾何誤差產(chǎn)生。例如在校準夾具、刀具、機床等設(shè)備過程中，不可能做到百分之一百的精確校準，有時候校準反而會導致新的誤差產(chǎn)生；也有一些操作人員在使用刀具的時候為圖方便，不按規(guī)定使用近似的工具代替，導致誤差產(chǎn)生。為降低或消除該類誤差造成的影響，操作人員應(yīng)按照工藝標準規(guī)定的方法進行校準和操作，重視規(guī)定操作流程對加工精度的影響。

3工藝系統(tǒng)物理性質(zhì)對加工精度的影響

工藝系統(tǒng)是由工具、夾具、機床以及工件組成的系統(tǒng)總稱。在加工過程中，工藝系統(tǒng)會受到壓力、重力、傳動力、切削力、慣性等外力影響，導致彈性變形現(xiàn)象出現(xiàn)，使工件與工具之間的相對位置發(fā)生變化，從而產(chǎn)生誤差[3]。例如與機床、刀具相比，工件的剛度較低，因此在加工過程中會因為受力產(chǎn)生變形現(xiàn)象；當工件受力位置出現(xiàn)誤差時，就會導致工件出現(xiàn)截面大小不統(tǒng)一、呈鞍狀或鼓狀等形狀誤差。此外，在加工工件過程中，每一轉(zhuǎn)切削深度都會使切削力發(fā)生變化，反作用于工藝系統(tǒng)整體上，是工藝系統(tǒng)發(fā)生受力變形。若切削力變小，系統(tǒng)變形就會變小；若切削力變大則系統(tǒng)變形就會隨之增加，從而導致誤差復映現(xiàn)象的出現(xiàn)，原材料切削剩余量的不平衡，毛坯的圓度誤差、形狀誤差等都會經(jīng)由誤差復映出現(xiàn)延續(xù)到一整批產(chǎn)品中。該現(xiàn)象會使大批量零件加工生產(chǎn)中出現(xiàn)大量形狀誤差較大、尺寸不一的產(chǎn)品，對工廠造成較大的損失。

同時，加工過程中溫度的變化也會對加工精度產(chǎn)生影響。工藝系統(tǒng)溫度變化主要受到系統(tǒng)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量以及工件加工的溫度要求影響。根據(jù)科學研究表明，工藝系統(tǒng)在加工中熱變形引起的誤差占總誤差的50%左右，是最主要的誤差原因之一[4]。在切削工件過程中，若工件上下表面的溫差過大，工件上表面會拱起；而當切削過程結(jié)束后，工件溫度下降，表面就會出現(xiàn)凹陷，導致工件平面出現(xiàn)嚴重誤差，影響產(chǎn)品質(zhì)量。針對這類問題，操作人員可以采用切削液，在切削過程中對零件表面降溫，將有助于減少該誤差的影響。

4結(jié)語

綜上所述，加工精度是判斷機械加工質(zhì)量的重要標準。本文從機械加工工藝角度出發(fā)，討論機械加工工藝誤差產(chǎn)生的原因，分析加工精度的影響因素。

參考文獻：

[1]安寶余.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制的探討[J].工程技術(shù)：全文版，2017（3）：230- 230.

[2]閆新和.機械加工工藝對零件加工精度的影響研究[J].工程技術(shù)：文摘版，2016（8）：263- 263.

[3]陳亮.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].科技與創(chuàng)新，2016，35（15）：83- 83.

[4]崔立廣.淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].工程技術(shù)：引文版，2016（8）：264- 264.

（作者單位：天津長蘆漢沽鹽場有限責任公司）