機械加工工藝對零件加工精度的影響

張淼閔

【摘 要】隨著我國社會經濟的持續發展，機械加工產業對推動社會生產力的發展做出了重要貢獻。而零件加工是機械加工中十分重要的內容，在現代系統越來越復雜、零部件精度越來越高的情況下，市場對機械加工工藝提出了更高的要求。文章闡述了機械加工工藝和零件加工精度之間的關系，從受力變形、熱變形以及幾何誤差等角度，分析了機械加工工藝對零件加工精度的具體影響，針對這些影響因素提出了一些提高零件加工精度的建議。

【關鍵詞】機械加工工藝;零件;加工精度

1 機械加工工藝和零件加工概述

機械加工主要是指按照機械設計圖紙，利用現代技術，對機械結構、部件、零件進行加工的過程。在工業革命之后，人類社會機械加工技術全面進步，極大提升了社會生產力。隨著現代社會高速發展，機械加工逐步向結構復雜化、精細化的方向發展，涉及到的各類零件體積越來越小，精度要求越來越高[1]。顯然，傳統粗放式的機械加工方式，無法很好的保證零件精度。零件精度不足，容易導致零件無法與機械系統匹配，機械系統功能無法發揮出來。同時，會加劇機械磨損，影響機械使用壽命，能耗升高，嚴重時還可能引發生產事故。

2 機械加工工藝對零件加工精度的影響因素分析

2.1 受力變形

無論是半自動化加工還是全自動機械加工，基本上都涉及到對零部件材料的粗加工、精加工等環節，其中涉及到切割、切削、打磨及焊接、組裝等多個步驟。在整個過程中，如果零部件材料、本成品受到額外力的影響，很可能出現變形的情況，導致精度受到影響[2]。在現代機械加工中，導致零件出現受力變形的原因如下：其一，自動化加工系統中各個部件匹配度不足，或是受到外力的影響，導致其在運行中出現變形、位移的情況，進而壓迫或磨損零部件材料，導致其發生形變或受到損傷。其二，在零部件的自動化加工中，對各個環節的加工強度控制不到位、參數設置存在誤差，都會導致實際加工出來的零件參數與設計要求存在差異。其三，加工環境出現異物，導致零件半成品磨損，也是影響精度的主要原因。

2.2 熱變形

在多數機械加工工藝實施的過程中，由于高速切割、摩擦，會導致零部件溫度升高，較高的熱量會影響加工系統及零部件本身，導致其精度受到影響。有相當一部分金屬材料本身的熱脹冷縮現象比較嚴重，往往在高精度精細化機械加工中，需要對熱變形因素進行考慮。如果這部分因素考慮不周全，金屬零件在加工中經歷局部熱膨脹、再冷卻的過程，精度將難以得到保證。另外，對于一些金屬材料零部件來說，在不同環境溫度下進行加工，也可能出現材料因溫度變化而出現尺寸不精的情況。如果在加工時沒有考慮環境溫度，或是沒有進行設備預熱，都可能導致熱變形的情況出現。

2.3 幾何誤差

如今，基本上都是使用自動化數控設備加工零部件，顯然以數控機床為代表的加工設備本身的技術水平、應用方式、日常管理等，都可能導致零件加工精度受到影響。總體來講，因加工設備導致的零件加工精度問題，可以總結為幾何誤差。例如，很多零件加工用到的數控機床都屬于大型組合型設備，涉及到多個機械部分和控制部分[3]。一方面，如果加工設備各個部分組裝質量不到位，尤其是刀具、磨具安裝精度不足，都會導致實際加工精度受到影響;另一方面，技術人員在操控加工設備時，存在不規范的情況，比如參數輸入錯誤、操作流程錯誤等，都會導致系統幾何誤差的出現，影響零件加工精度。從數控加工機床的應用角度來講，導致零件另外，任何機械加工設備的日常維護管理尤為重要，如果維護保養不到位，自動化加工系統本身長期運行下出現磨損、老化，會直接導致其打磨、切削能力和精度出現問題，使得加工精度無法達到要求。

3 精密機械零件高精度加工工藝技術

在零件加工中，受到工藝、環境的影響，零部件表面毛刺、雜質及氧化物是影響精度的主要因素之一。隨著現代機械加工技術的進一步發展，我國相關產業領域中已經出現了一些新的高精加工技術，對提高零件加工精度，打下了可靠的基礎。這些技術主要包括：

①電化學加工技術。該技術主要是利用電流沖擊零部件半成品表面，可以迅速去除其表面的毛刺、雜質，達到拋光的效果。將電化學技術應用到現代機械零件加工中，可以作為精加工以及加工收尾階段的重要環節，可以全面提升零件的加工精度和品質。

②磨粒流加工工藝。這種技術主要是利用高強度陶瓷粒對零部件進行研磨或倒角加工，在科學設計的加工磨具當中，可以實現對零部件的高精加工。在實際的機械加工中，通常用到的陶瓷磨粒有多種尺寸，可以滿足多種精度的加工需求。另外，國內近年來還出現了一種全新的軟性聚合物承載磨料，可以根據零件材料、應用要求，選擇研磨自身流經表面特性，在提高零件精度的同時，提高零件的性能和功能價值。

③熱能工藝。針對部分受熱影響較小的零部件，利用可燃氣體燃燒產生的瞬間高溫，去除工件表面毛刺、氧化物，達到提高精度的目的[4]。由于熱能工藝應用過程中產生的高溫是瞬間出現的，可以在去除零件表面雜質的同時，不影響零件本身，也不會導致其產生熱形變。

4 提高機械加工工藝和零件加工精度的策略

4.1 構建完善的加工系統

顯然，在越來越高的機械加工質量要求下，有必要對機械加工工藝系統及設備進行更新和升級。目前我國部分企業過于看重短期利潤，不愿意在機械加工系統方面投入更多的研發精力和資金，導致加工系統無法達到越來越高的加工精度要求。尤其是一些體積小、精度高、造型復雜的零件，采用傳統的機械加工設備，是肯定無法達到加工要求的。所以，相關企業需要加強相關技術研究，投入更多資金升級設備，積極創新機械加工工藝，為提高零件加工精度打下可靠的基礎。

4.2 優化加工流程

任何零部件的加工之前，都涉及到零部件設計和加工流程設計兩個關鍵環節，如果加工流程過長、涉及到的加工環節過多，會導致加工過程不可控因素過多，影響加工精度。為此，技術人員需要深入分析零件加工要求，基于對零件材料特性以及機械加工設備的全面了解，制定合適的加工流程[5]。在保證滿足加工要求的基礎上，簡化加工流程，這一方面可以提高零件加工精度，另一方面有助于縮短加工工期，提高企業效益。

4.3 做好誤差控制

在機械加工過程中，要嚴格確保加工系統各個部件安裝到位，以及加工系統的各類參數設定正確。檢查之后，再進行試加工觀測，直到加工出來的零件達到精度要求，再投入正式生產。同時，要定期對機械加工系統進行維護保養，做好刀具磨損程度的監測，及時更換易損件，進一步降低加工幾何誤差。從長遠來看，機械加工團隊需要做好加工資料、數據的采集、整理和分析，基于大量數據進行幾何誤差分析，逐步將機械加工系統調試到更優狀態。

5 結束語

綜上所述，在我國機械加工產業不斷發展、加工質量要求越來越高的背景下，傳統機械加工工藝及生產加工管理方式存在的不足逐漸暴露出來，對加工精度造成了較大的影響。為此，相關生產企業一方面需要加大機械加工工藝研究、更新的投入，采用更先進的機械加工技術，滿足高精度零部件加工的需求;另一方面，需要做好機械加工工藝流程的研究分析，排除機械加工過程的各類干擾因素，確保零件加工質量達到設計要求。只有這樣，才能更好的提高零件加工質量，滿足市場應用及社會發展的需求。

參考文獻：

[1]文平.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制的思考[J].河北農機，2020（1）：42.

[2]張朝國.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制[J].阜陽職業技術學院學報，2020，31（1）：43-45.

[3]陳曉蓉，鄒星榮，杜京緯.機械加工工藝對金屬零件加工精度的影響及控制分析[J].科學與財富，2020（2）：325.

（作者單位：柏徳皮革（中國）有限公司）