機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響及控制措施

賈風(fēng)里

中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司 山東青島 266111

1 機(jī)械加工工藝和零件加工的基本概念

1.1 機(jī)械加工工藝的主要含義

機(jī)械加工工藝是將毛坯件、工件和零部件通過打磨、銑以及車等方法，使其尺寸不斷接近真實(shí)數(shù)據(jù)的過程。一般來說，都是先進(jìn)行初加工，使其滿足零件的大體輪廓；其次進(jìn)行精加工，這就是比較精細(xì)工作，需要對(duì)零件細(xì)微部位進(jìn)行精雕細(xì)琢，達(dá)到設(shè)計(jì)師圖紙上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；最后，通過檢驗(yàn)包裝成為合格品，控制不合格率。

1.2 零件加工精度的主要含義

零件加工精度指的是：對(duì)零件的加工完成以后，實(shí)際得到的零件進(jìn)行測量得到的參數(shù)和設(shè)計(jì)圖紙要求的數(shù)據(jù)差距。差距越小，零件加工的精度越高，反之則越低。對(duì)零件加工零度的把控需要在零件加工的過程當(dāng)中進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)控制和流程安排，保證加工過程的順暢連接能夠有效減少零件加工當(dāng)中的失誤[1]。

2 機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響

2.1 機(jī)械加工受力變形對(duì)零件加工精度的影響

在機(jī)械加工工藝正常操作中，可以看出，一旦受力位置發(fā)生變化，就會(huì)直接影響機(jī)器正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致機(jī)器使用年限減少，重者報(bào)廢。導(dǎo)致這種情況發(fā)生的原因主要有以下三種。第一，在機(jī)器設(shè)備運(yùn)行中，機(jī)器部件除了要承受加工零件相對(duì)力度外，還需要承受機(jī)器本身力度，各個(gè)部分之前的摩擦力度對(duì)機(jī)械加工精度造成了非常嚴(yán)重的影響。第二，在實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)強(qiáng)度較大。這主要是機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中，所使用的零部件承受強(qiáng)度比較大，長時(shí)間運(yùn)行下，位置可能會(huì)發(fā)生改變，甚至因?yàn)槭芰Χl(fā)生變形。第三，內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化重新分布引發(fā)誤差。零件上一旦產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力后，就會(huì)使工件金屬處于一種高能位不穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)，工件自然地要向低能位狀態(tài)轉(zhuǎn)化，并伴隨變形情況，從而使工件喪失原有的加工精度。

2.2 機(jī)械加工熱變形對(duì)零件加工精度的影響

由于在進(jìn)行零件加工的過程當(dāng)中，機(jī)床和零件需要進(jìn)行不斷的摩擦，從而產(chǎn)生熱能，這一部分能量將會(huì)通過熱變的形式影響最后的零件成果，包括零件因?yàn)槭軣嶙冃魏痛策M(jìn)行要變等問題[2]。其中又以工件熱變形對(duì)零件加工精度的影響最大，比如在一些長形零件的加工過程當(dāng)中，對(duì)長形的零件進(jìn)行打磨，在不停地摩擦當(dāng)中就會(huì)產(chǎn)生熱量，零件的溫度就會(huì)不斷升高。由于受到熱脹冷縮的物理原理影響，會(huì)對(duì)長方形的零件進(jìn)行長度的變化，最終影響到零件加工的精準(zhǔn)程度。而我們在對(duì)零件進(jìn)行加工過程當(dāng)中，對(duì)零件產(chǎn)生的熱能是沒辦法進(jìn)行具體的測量的，這就在一定程度上造成了零件誤差的不可控性。

3 機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度控制措施

3.1 嚴(yán)格控制機(jī)械加工過程

針對(duì)機(jī)械加工期間幾何精度誤差對(duì)零件加工精度的影響，機(jī)械加工人員可從人為因素、機(jī)械設(shè)備兩個(gè)模塊出發(fā)，進(jìn)行合理控制。一方面，機(jī)械加工人員應(yīng)依據(jù)機(jī)械零件加工工藝流程及標(biāo)準(zhǔn)，主動(dòng)提升自身專業(yè)知識(shí)及素養(yǎng)，完善自身專業(yè)結(jié)構(gòu)。另一方面，針對(duì)機(jī)械設(shè)備磨損導(dǎo)致的零件加工誤差，機(jī)械加工人員應(yīng)優(yōu)先選擇生產(chǎn)高精度零件的機(jī)械加工設(shè)備，同時(shí)對(duì)已投入生產(chǎn)的機(jī)械加工設(shè)備，進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)改造，從根本上保證零件機(jī)械加工精度。其次，機(jī)械加工人員應(yīng)嚴(yán)格檢查機(jī)械加工設(shè)備，全面掌握機(jī)械加工設(shè)備自身潛在誤差。并預(yù)先制定誤差控制措施。最后，機(jī)械加工人員應(yīng)對(duì)前期機(jī)械加工設(shè)備運(yùn)行階段出現(xiàn)的誤差進(jìn)行全面搜集統(tǒng)計(jì)。

3.2 解決受力問題導(dǎo)致精度不高的解決辦法

由于受力問題導(dǎo)致部件加工精度不準(zhǔn)確，為了有效地解決該問題，可以相應(yīng)地調(diào)整處理系統(tǒng)中的受力問題，從而在機(jī)器設(shè)備運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)受力問題最小化。在實(shí)際運(yùn)行操作中，機(jī)械加工系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、切削應(yīng)力、剪力以及其他因素系統(tǒng)運(yùn)行影響產(chǎn)生的力，這些受力都會(huì)對(duì)零件加工精度造成影響。所以，在實(shí)際的加工時(shí)，對(duì)于需要進(jìn)行處理的零件在加工結(jié)束后，要對(duì)其進(jìn)行退火處理，這樣就能夠有效減小熱應(yīng)力。另外，還應(yīng)該對(duì)加工的順序進(jìn)行合理調(diào)整和布局，盡量減少加工中產(chǎn)生額外應(yīng)力，從而使零件加工精度得到有效保證。系統(tǒng)運(yùn)行中也會(huì)存在一定受力情況，在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中，可以對(duì)工藝系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行提高或改造，使工藝系統(tǒng)外部受力能力得到有效提升，還可以通過減少系統(tǒng)運(yùn)行的載荷量，使系統(tǒng)運(yùn)行中的外力得到控制[3]。

3.3 零件加工中熱變形問題應(yīng)對(duì)措施

對(duì)機(jī)床和設(shè)備的熱變因素進(jìn)行控制，主要是從兩方面進(jìn)行分析。第一，工作人員在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，如果要采用切削等工藝，應(yīng)提前使用切削液對(duì)加工零件進(jìn)行降溫處理。更普遍的解決方法就是通過對(duì)誤差進(jìn)行計(jì)算，在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)將誤差算進(jìn)去，這也能從一方面防止熱變對(duì)零件加工的影響過大。此外，在使用切削刀具時(shí)一定要對(duì)刀具進(jìn)行提前的準(zhǔn)備，保證切削刀具的順暢度。在對(duì)機(jī)床的影響因素進(jìn)行控制時(shí)，我們最常采用的方式就是在熱量進(jìn)行控制，使其發(fā)散。這樣才能更好的減少熱量影響對(duì)零件加工產(chǎn)生的誤差。

通過文章的分析我們可以知道，由于很多因素的影響，零件加工過程往往會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，最終導(dǎo)致零件精準(zhǔn)度不夠高的現(xiàn)象發(fā)生。但是這些因素絕大部分是可控的。這就要求我們的工作人員在對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，充分考慮這幾個(gè)因素對(duì)零件加工的影響范圍。從零件加工開始到結(jié)束進(jìn)行科學(xué)合理的控制，最大程度上避免零件加工受這些因素的影響，通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)將沒辦法避免的誤差計(jì)算到零件加工的范圍當(dāng)中，從反向?qū)α慵庸みM(jìn)行精準(zhǔn)度的控制，這也不失為一個(gè)控制零件加工精準(zhǔn)度的好辦法。