淺析機械加工工藝對零件加工精度的影響

于婷

（大慶油田石油專用設備有限公司研發中心，黑龍江 大慶 163411）

工藝主要指在產品加工或裝配過程中應用的手段及方法。機械加工工藝則指利用機械加工方法改變毛坯料的外形尺寸、形狀、位置、表面質量等，使其成為成型的合格零件的過程。對于機械產品來說，加工質量是其基礎。在機械加工行業中，一直以來都是表面加工質量以及加工精度作為評價零件加工精度的主要參數。機械加工精度主要指零件加工后幾何參數與理想參數之間的符合度，符合度越高，表示加工精度越高。機械加工技術條件一定的情況下，有效提升的機械加工工藝可以保障零件加工精度，提升產品的成品率，企業經濟效益也能得到有效的提升。

1 機械加工工藝路線

1.1 機械加工工藝過程

機械加工工藝主要指機械產品前期生產的以及后期加工工藝過程的綜合，上述兩個過程中，通過嚴格的技術要求將半成品以及原材料加工成產品，這就是機械生產過程。整個過程中，還會涉及原材料的運輸和保存、生產前準備、毛坯制造、零件加工及熱處理等多個環節。由此可見，在機械加工生產全過程中涉及豐富的內容。現代企業的生產過程都會應用到先進的系統工程學進行組織和指導，在管理組織科學不斷進步的形勢下，企業的生產效率以及產品品質都得到了極大的提升，也有效地促進了企業競爭實力的提升。

機械零件的加工生產是由多道生產工序共同組成，通過各道生產工序就可以實現原材料到產品的轉變，該環節也被稱為工藝過程，是機械零件加工中非常重要的一個環節，機械加工企業的零件生產通常都是按照多道工序進行批量生產的。

1.2 機械加工工藝路線

在制定機械加工的工藝規程的過程中，需要擬定加工工藝路線、確定加工工序尺寸，同時，還要對每道工序加工過程中使用的設備進行明確。制定工藝路線通常需嚴格遵守以下幾個原則：加工時要優先以基準面開始，并將整個加工過程嚴格劃分為不同階段，優先加工平面，后加工孔類，加工時要充分保障平面和孔的加工位置精度。此外，還要嚴格區分精加工和粗加工，并根據加工工序要求來選擇加工機械設備和熱處理時間等。

2 機械加工工藝對零件加工的影響

2.1 機床夾具對加工精度的影響

在進行工件加工時，根據工藝要求需要保障工件在夾具上位置的正確，同時，在加工過程還要保障工件位置不變。此時，需要應用到機床夾具，夾具在裝夾工件的過程中擺闊了定位和夾緊等兩層含義。定位主要指工件在夾具中找到正確位置的過程；夾緊則指完成工件定位后將其良好固定，同時保障在整個加工過程中工件不能產生位置變動。設計夾具的過程中，要根據加工工件具體情況來合理選擇定位元件，例如，以加工工件平面為基準的情況下，定位元件可以選擇定位板、定位釘等；如果以圓孔定位的情況下，定位元件可以選擇圓柱銷；當以工件外圓柱表面定位的情況下，定位元件可以選擇定位銷。定位原則的選擇首先要保障其平整性，定位元件為定位銷的情況下，要對各銷進行合理調整，保障高度的一致性。

加工元件不平整的情況下，會影響其定位作用，工件的經過加工后會產生一定的位置誤差，進而影響工件加工的成品率。因此，需將工件在特定位置上進行零號固定，并保障整個加工過程中機床的穩定運行，在加工零件的過程中。

2.2 機床自身誤差導致的影響

目前，機械加工行業中常見的加工機床主要包括動力源、支撐件、冷卻系統、潤滑系統、傳動系統等幾個主要組成部件。不同機床的技術參數是固有的，在加工工件的過程中，可以根據加工工藝要求來科學選擇機床。機床自身的加工精度會對機械成品質量產生直接影響，機床精度因素主要包括幾何精度、運動精度、工作精度、定位精度、傳動精度等，不同精度因素之間會產生相互影響，任意一個因素產生誤差都會對其他因素產生影響，并最終反饋到加工工件上。例如，傳動部分產生誤差的情況下，機床軸移動過程中會出現拖拉，在此情況下，軸的實際移動距離要小于工藝尺寸要求，最終導致加工產品成為殘次品。機床在加工工件的過程中，會產生重力、夾緊力、摩擦力、沖擊力等多種力的作用，因此，這些加工作業要對機床本身的承受范圍進行充分考慮，即機床要達到機械加工的剛度要求。由此可見，在機械加工過程中，要保障機床加工精度和剛度的要求，才能保障產品的合格率。

2.3 切削熱對加工精度的影響

金屬工件的加工過程中，由于刀具和工件之間存在相互摩擦，金屬工件切削層由于存在彈性和塑形變形從而發熱，這也是機械加工中切削熱的主要來源。在進行塑性金屬加工的過程中，切削區產生的形變、刀具與切屑摩擦消耗的功是切削熱的主要來源；加工脆性材料的過程中，刀具與工件之間因摩擦產生的功耗是切削熱的主要來源。

機械加工過程中產生的熱量在熱傳導的作用下，通過零件、介質、刀具、切屑向外散發。因此，在機械加工過程中，如果產生大量切削熱不能及時發散的情況下，會導致毛坯料的急速升溫，由此使加工工件熔點較低的情況下，高溫環境會導致材料結構發生改變，導致加工材料出現性能不穩定，同時受到熱脹冷縮作用的影響，會導致工件最終加工精度受到影響。此外，在機械加工過程中，如果產生熱量過多會對機床床身、刀具產生較大影響，例如，刀具性能會在高溫影響下產生變化，導致刀具剛度下降。鑒于此，在機械加工過程中，不僅要結合加工工藝要求選擇合理的刀具和加工參數，同時，也要合理利用冷卻介質，通過冷卻液及時帶走切削熱，也能對加工工件形成潤滑作用。

3 機械加工工藝對零件加工精度的控制策略

3.1 嚴格控制機械加工工藝制造過程

為盡量減少機械加工工藝對零件加工精度的負面影響，首先要對機械加工設備進行合理的選擇，機械加工設備要盡量選擇具有良好信譽、技術力量深厚的廠商，機械設備購進要也要進行嚴格檢驗，在檢驗過程中，要重點關注機械加工設備自身的誤差，保障機械加工設備選擇的合理性。此外，在改造已投產的過程中，首先要精確統計設備在日常零件加工中存在的各類誤差，并系統性分析誤差數據，最終將數據分析結果輸入設備操作系統中，這樣就可以及時消除機械加工設計的各位加工誤差，進而有效提升零件的加工質量。

3.2 減少熱邊對零件加工精度的影響

機械加工過程中，溫度對機械設備的運行會產生較大的影響，溫度過高或過低的情況都會導致機械設備的正常運行受到影響。因此，在加工零件的過程中一旦出現溫度過高的現象，要及時利用冷卻液等介質進行降溫。例如，零件加工過程中由于刀具的反復切割，刀具與工件之前長時間摩擦會導致溫度不斷升高，最終導致零件產生變形，此時，需要根據加工工藝要求以及工件特性選擇合理介質進行降溫，從而有效控制因熱變較大而影響零件加工精度。

3.3 有效控制外力對零件加工精度的干擾

在進行機械零件加工的過程中，摩擦力、擠壓力等都屬于外力干擾因素，加工零件受到上述兩種外力的影響后加工精度很難得到保障。因此，要想有效提升零件加工精度，就要針對摩擦力、擠壓力帶來的影響采取有效措施進行削減，首先，針對日常加工作業，相關技術人員要做好機械設備的檢查工作，在設備檢查過程中，一旦發現設備零件固定部位存在結合不緊密的問題，要根據加工工藝需求進行及時修正。其次，針對機械設備表面要定期進行打磨，這樣才能將機械設備與零件接觸面之間的摩擦力控制在最低程度，從而有效削減了摩擦力的影響概念股，同時，也可以有效提升零件的加工質量，控制機械加工產品廢品率，進而全面提升機械加工企業的經濟效益。

3.4 其他措施

機械加工企業首先要結合自身加工工藝要求不斷完善加工設備，并跟隨機械加工工藝技術發展積極引進先進工藝，在日常設備加工生產中，要做好機械加工設備的維護和管理工作，這樣才能充分保障機械設備始終處在最佳運行狀態。

其次，結合自身產品優化零件加工工藝流程，并盡可能縮短加工工藝流程，這樣就能減少在加工中出現誤差。最后，機械加工企業也要通過再教育、培訓等多種方式不斷提升技術人員、設備操作人員綜合素養水平，定期組織相關人員開展生產技術及加工工藝專業化學習，引導員工樹立較強的責任心，這樣才能為全面提升企業零件加工質量奠定基礎。

4 結語

總而言之，我國機械加工行業目前在零件加工精度控制方面仍然存在不少問題，在新的發展時期，機械制造業面臨的一個重大問題就是如何有效提升零件加工精度。而對機械零件加工會造成影響的主要因素有外力干擾、熱變形等多種因素，機械加工企業要結合實際情況，采取有效對策來嚴格控制對零件加工精度有影響的各類不利因素，這樣才能全面提升機械零件加工精度，才能為企業經濟效益提升做出更大貢獻，才能真正實現機械加工行業的健康發展。