機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響分析

潘長(zhǎng)旺

（南京中電熊貓照明有限公司， 江蘇 南京 211899）

引言

機(jī)械加工工藝對(duì)零件表面質(zhì)量與加工精度有著密切影響，尤其在零件加工精度方面會(huì)受到環(huán)境溫度以及工藝系統(tǒng)的影響。

對(duì)此，在誤差影響方面需要結(jié)合問(wèn)題進(jìn)行深度分析，并提出有效的改進(jìn)方法，以此優(yōu)化提升機(jī)械加工工藝，有效降低零件加工精度的誤差影響，全面提升零件加工過(guò)程精密度。

1 主軸回轉(zhuǎn)加工工藝誤差對(duì)零件加工精度的影響分析及改進(jìn)方法

1.1 主軸回轉(zhuǎn)加工工藝誤差影響

機(jī)械加工工藝過(guò)程中會(huì)存在加工工藝幾何方面的誤差，導(dǎo)致對(duì)零件加工精度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，主軸回轉(zhuǎn)部分也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重誤差。這是因?yàn)橹鬏S部件的軸徑以及周邊的座孔存在工藝誤差，才導(dǎo)致主軸配合質(zhì)量以及相應(yīng)的潤(rùn)滑條件出現(xiàn)了嚴(yán)重影響。

對(duì)于瞬時(shí)回轉(zhuǎn)軸線來(lái)說(shuō)，它會(huì)隨著一定的周期性對(duì)空間位置造成一定的影響，可以看出回轉(zhuǎn)中心與理論上的回轉(zhuǎn)中心出現(xiàn)了不匹配問(wèn)題，繼而導(dǎo)致誤差出現(xiàn)。尤其在主軸回轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差，主要表現(xiàn)在軸承間的間隙大問(wèn)題，導(dǎo)致不同段位的軸孔與軸徑出現(xiàn)了誤差，而主軸因?yàn)闇囟冗^(guò)高出現(xiàn)嚴(yán)重變形。

機(jī)械加工會(huì)因?yàn)橹鬏S回轉(zhuǎn)誤差造成主軸傾角擺動(dòng)的影響，尤其在車(chē)削過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)工件徑向位置的圓形狀態(tài)，軸向位置會(huì)出現(xiàn)梯形狀態(tài)，可以看出，鏜孔在主軸角度擺動(dòng)過(guò)程中需要對(duì)回轉(zhuǎn)軸線以及工作臺(tái)的導(dǎo)軌進(jìn)行分別處理，這時(shí)主軸與回轉(zhuǎn)軸線處于不平行狀態(tài)，導(dǎo)致螺紋的加工過(guò)程中發(fā)生主軸回轉(zhuǎn)周期誤差。

1.2 改進(jìn)方法

機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響有很多，尤其是主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)機(jī)械零件加工精度影響非常大，同時(shí)這也是主要的影響因素之一。對(duì)此，需要采用針對(duì)性的改進(jìn)方法，具體如下：

首先，需要加強(qiáng)高精度主軸部件的更換，并在系統(tǒng)誤差上采用有效的方法進(jìn)行處理，例如，可以選擇C 軸承，有效將傳統(tǒng)的動(dòng)壓軸承更換為靜壓滑動(dòng)軸承，這樣可以有效降低徑向回轉(zhuǎn)誤差的問(wèn)題，全面提升主軸箱體的軸承關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了零件加工精度的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

其次，有效提升機(jī)床主軸可以實(shí)現(xiàn)零件切割加工的進(jìn)度，尤其在超精度加工機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，可以將切割精度到達(dá)納米的數(shù)量級(jí)標(biāo)。

再有，通過(guò)對(duì)加工零件形為誤差的減小，可以確保加工工藝的合理化標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)型工具，對(duì)零件進(jìn)行精度加工。尤其是在進(jìn)行頂尖外圓磨削加工時(shí)，需要先進(jìn)行孔位定位，并結(jié)合零件實(shí)際加工中的具體形態(tài)，有效提升零件加工精度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)零件外圓柱面的優(yōu)化提升方式[1]。在切削力加工過(guò)程中其零件毛坯會(huì)由于余量不足而出現(xiàn)橢圓形誤差。刀具在雙點(diǎn)畫(huà)線位置的毛坯橢圓長(zhǎng)軸方向上有背吃刀量為ap1，在短軸方向則存在背吃刀量ap2。

2 導(dǎo)軌加工誤差對(duì)零件加工精度的影響分析及改進(jìn)方法

2.1 影響

在機(jī)械加工工藝中，導(dǎo)軌誤差直接會(huì)影響零件加工的精度，導(dǎo)軌機(jī)床需要對(duì)應(yīng)不同機(jī)床部件的基準(zhǔn)位置，這非常容易造成加工工藝的誤差影響，尤其是在零件加工精度方面，會(huì)造成導(dǎo)軌自身的系統(tǒng)誤差方法。長(zhǎng)此以往，機(jī)械加工工藝會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌出現(xiàn)磨損情況，尤其在加工時(shí)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的變形問(wèn)題。這是因?yàn)閷?dǎo)軌在加工過(guò)程中出現(xiàn)了水平面的誤差，導(dǎo)致垂直直面出現(xiàn)誤差影響。

對(duì)此，可以通過(guò)對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行加工時(shí)出現(xiàn)的誤差進(jìn)行深度分析，如機(jī)床車(chē)削加工，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)軌水平面內(nèi)側(cè)出現(xiàn)凸起現(xiàn)象，從而導(dǎo)致對(duì)零件加工精度產(chǎn)生的誤差影響。

2.2 改進(jìn)方法

在對(duì)導(dǎo)軌誤差進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，需要重點(diǎn)考慮導(dǎo)軌的使用年限，根據(jù)具體的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)導(dǎo)軌誤差出現(xiàn)的零件加工進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以此有效降低機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的不利影響，改進(jìn)方法如下：

首先，可以完善導(dǎo)軌設(shè)計(jì)以及制造過(guò)程，尤其是在防護(hù)裝置以及結(jié)構(gòu)方面，需要進(jìn)行重點(diǎn)加工，以此提升整體的生產(chǎn)加工精度，有效提升了導(dǎo)軌的耐磨性。

其次，機(jī)械加工工藝在使用過(guò)程中需要對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行定期的維護(hù)處理，這樣不僅可以確保導(dǎo)軌不會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷工作現(xiàn)象，同時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，有效降低了機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的不利影響。

最后，合適的潤(rùn)滑劑可以有效降低導(dǎo)軌的加工誤差，通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑劑的有效使用可以大大降低各個(gè)零件與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)，大大提升了導(dǎo)軌的實(shí)際應(yīng)用壽命。

不僅如此，在機(jī)械加工工藝中的硬件系統(tǒng)誤差也進(jìn)行了有效解決，提升了零件加工的整體精度[2]。要更換高精度主軸部件，這是從根本上解決系統(tǒng)誤差問(wèn)題的核心方法，比如可選擇D、C 級(jí)前軸承，將傳統(tǒng)的動(dòng)壓滑動(dòng)軸承更換為靜壓滑動(dòng)軸承，目的就是為了有效降低徑向跳動(dòng)型回轉(zhuǎn)誤差，有效提升主軸箱體的支承孔與軸承之間的密切關(guān)系。

3 受力變形誤差對(duì)零件加工精度的影響分析及改進(jìn)方法

3.1 影響

機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響原因還有受力誤差，這是因?yàn)樵谶M(jìn)行加工的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)離心力以及切削力等不確定外力，嚴(yán)重影響零件加工質(zhì)量，導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的受力變形，尤其是在刀具以及工件的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，導(dǎo)致加工位置出現(xiàn)嚴(yán)重變形，大大降低了零件加工的精準(zhǔn)度。可以看出，機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度中的削切力影響很大，導(dǎo)致出現(xiàn)工件硬度不足等問(wèn)題，出現(xiàn)了不同程度的誤差現(xiàn)象。主要原因是因?yàn)榍邢髁υ诩庸み^(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)橢圓形誤差，尤其是在刀具的劃線位置，需要通過(guò)對(duì)橢圓長(zhǎng)軸方向的刀量背吃問(wèn)題進(jìn)行深度分析，避免造成毛坯受力不均勻的現(xiàn)象，尤其是在進(jìn)行零件加工過(guò)程中這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致零件加工精度出現(xiàn)嚴(yán)重降低。

通常情況下，出現(xiàn)受力變形主要是由夾緊力與離心力兩個(gè)方面造成的，其中夾緊力的對(duì)導(dǎo)致零件加工的精度出現(xiàn)嚴(yán)重誤差，導(dǎo)致零件在卡盤(pán)上出現(xiàn)嚴(yán)重變形，同時(shí)也產(chǎn)生了零件內(nèi)孔加工誤差。再有就是離心力，會(huì)導(dǎo)致零件在回轉(zhuǎn)中心與零件的中心之間產(chǎn)生嚴(yán)重不符情況，出現(xiàn)嚴(yán)重的離心力，導(dǎo)致切削力出現(xiàn)變化，尤其在零件加工以及定位面軸度方面，出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量精度不準(zhǔn)問(wèn)題，嚴(yán)重影響了零件加工的精準(zhǔn)度[3]。

3.2 改進(jìn)方法

提升零件加工的精準(zhǔn)度，改進(jìn)方法可以通過(guò)以下幾點(diǎn)：

首先，優(yōu)化改善零件剛度，尤其是零件的表面質(zhì)量，需要進(jìn)行系統(tǒng)化的改善，這樣可以有效提升零件加工的抗變形目標(biāo)。與此同時(shí)，還需要對(duì)載荷形式進(jìn)行變形受力的清除，以此實(shí)現(xiàn)與間隙合面的相互吻合，加強(qiáng)了機(jī)械加工對(duì)零件加工的接觸面積，有效提升了零件加工精度。

其次，強(qiáng)化提升零件的剛度也非常重要，這可以有效改變輸入輪的運(yùn)轉(zhuǎn)形式，降低轉(zhuǎn)矩的變化率，大大提升了零件自身的過(guò)渡曲線。在集中加工應(yīng)力過(guò)程中，需要運(yùn)用機(jī)械加工工藝對(duì)零件夾緊力以及切削力進(jìn)行有效降低，如此就能提升零件的加工精度[4]。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前由于熱變形所導(dǎo)致的零件加工精度誤差可以占到總加工誤差的70%～80%左右。尤其是在一些加工精度要求較高的大型零件加工過(guò)程中，這一誤差比例還要更高。所以說(shuō)對(duì)機(jī)械加工工藝系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行而言，應(yīng)該考慮定期使用潤(rùn)滑油對(duì)機(jī)床局部部件進(jìn)行潤(rùn)滑，盡量降低它的摩擦系數(shù)以及摩擦過(guò)程中所產(chǎn)生的大量熱能。

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響較大，這需要相關(guān)技術(shù)人員對(duì)新興技術(shù)進(jìn)行充分開(kāi)發(fā)，如切削技術(shù)以及超精度研磨技術(shù)等等。這些技術(shù)可以從本質(zhì)上解決機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度產(chǎn)生的不利影響，有效提升了與零件加工接觸面，促進(jìn)了機(jī)械加工工藝技術(shù)的良好發(fā)展。