零件精度与机械加工设计关系分析

零件精度与机械加工设计关系分析

竺宏亮

竺宏亮

哈尔滨云水工大环保科技股份有限公司

摘要:随着国家科技实力的提升与进步，很多行业领域的发展都得到了明显的突破与创新。近年来机械制造领域也取得了不小的成绩，不仅大量高效独特的技术手段被应用到了实际工作中，相应的机械加工设计理念与模式也发生了改变。机械加工设计中还会涉及到很多的零件，而零件的精度对机械设计质量与后期的使用效果有着紧密联系，需要相关设计部门能够提高对这方面的重视与研究。本篇文章就零件精度与机械加工设计方面的内容进行简单论述，并提出些许观点，希望能对相关人士的研究有所帮助。

关键词:零件；精度；机械；设计

机械加工设计领域是国家建设与发展中不可缺少的重要内容，对很多工程项目以及行业发展有着深远的意义和影响。在近几年的发展中，很多机械加工设计团队都提高了对零件精度加工设计的重视与研究。一方面是因为传统的加工设计理念及方式已经不能满足现阶段机械零件生产需要，相关工作团队需要更新升级加工设计模式，引用新型设计理念，以此来提高机械零件精度。另一方面是因为零件精度会受到某些因素的影响而出现问题，需要加工设计团队对其进行及时的处理。

一、零件精度的几何问题

加工过程中由于误差的存在，就会形成几何精度问题。机床的误差，刀具的误差都会引起这一问题。机床因素作为其中影响最严重的一个因素，主要是由于时间的累计，本身的磨损情况较为严重，从而造成零件加工的偏差。就一汽车地板加工为例，几何精度问题就会造成很严重的后果。

再进行切削加工时，由于机床的磨损，导致主轴回转产生一定的误差，最终导致尺寸不合适，成为废件，造成严重的资源浪费。由于刀具的材料属性以及时间的磨损属性，导致刀具在工作时也会发生一定的偏差，加床与刀具的偏差对整个零件的加工将会产生致命的伤害，这种误差会被严重放大。

另外，机床零件的夹具以及固定工具也会对零件的加工精度造成一定的不利影响。因此，在进行误差分析时，只有保证全面分析误差的成因，才能采用合适的方式以及机械设计方案进行不断改进，从而提高零件的加工精度。采取一定的补偿措施通常是应对零件加工误差的主要手段，就一汽车零件加工为例，加工人员可以按照机床的具体情况采取相应的措施，保证最后加工出来的零件在误差范围之内，不至于造成资源的浪费。

另外，针对重要的零件，由于精度加工的要求较高，因此应该尽可能使用机床磨损程度较小的机械进行加工。目前随着相关技术的不断发展，针对数控机床，已经出现了专门的补偿器械对零件的加工进行控制。通过自动化的方式，秩序对参数进行一定的调整，就可以对精度进行控制。相信随着科学技术的不断发展，这种控制技术会越来越成熟，越来越方便。

二、机械加工的变形设计与零件精度

机械加工设计中经常会涉及到零件变形设计问题，科学合理的对零件进行变形设计不仅能保证机械产品的使用效果和稳定性，还能对零件精度的提升有所帮助。通常情况下，机械加工设计团队会采用两种方式对零件进行精度加工设计，一种是受力变形设计，另一种是受热变形设计。两种加工设计方法都能对机械零件起到精度加工作用，但是在实际设计过程中，两种方法的应用原理和要点却存在一定的差异，还需要相关设计团队能够对两种设计方法的应用原理和要点进行进一步的研究。

1、受力变形设计方面

受力变形是机械加工中常见的一种现象，由于在进行加工操作时，必须对零件进行一定的固定工作，因此导致零件必然受力。根据物理力学的统一理论，物体受力就会发生形变。这种形变的效果随着施加力的增加逐渐变得明显。切削力以及夹紧力是机械对零件加工时必须出现的两个力，这两种力以及其他的作用力都会导致零件发生变形。这种变形的后果就会导致机床以零件的相对位置发生一定的变动，这样就导致加工尺寸不精确，产生误差。

另外，系统中的残余应力也会对其造成一定的不利影响，这些应力主要来源于各种工艺以及相应的结构，并且这些外部因素消失后，仍会有部分的影响存在于构件之内，这就是残余应力，残余应力会对整个系统造成影响，因此，在加工时需要采取相应的措施进行控制。

在使用机械对零件进行加工时，外力会导致零件的变形。通常会采用以下两种方案降低这种变形效果，从而提高加工精度。首先是在系统的本身出发，找到相关因素进行解决，提高加床、夹具以及加工零件的强度，可以有效对变形现象进行抵消，系统的强度会降低零件的变形程度。其次是系统之外进行解决，通过减少负荷的方式，降低变形发生的情况。

第一种方案的优点就是可以提高加工精度同时保证工作效率，缺点是在一定程度上增加了成本；第二种方案可以具有针对性的进行处理，提高部件的强度，是非常经济有效的改善措施。在企业中，应该根据自身的情况以及对加工的要求，对成本以及精度进行一定的衡量，保证自身的经济效益。

2、热变形设计方面

摩擦情况是零件加工时不能避免的现象，这种摩擦就会导致热量的产生，这种热效应也会对零件的精度造成一定的影响，尤其是质地较软的零件比如铝合金材料等。不同的热量对零件精度的影响程度不同，同时加工的时间也是衡量热量的一个重要因素，系统的热变形，会导致零件以及加工工具相对位置的变化，造成尺寸上的误差。

热变形会导致起床以及零件都发生一定的变形，对精度的影响很大。这种情况对于精工轻薄的零件误差更为明显。为了降低热变形对零件以及起床的影响，通常会采用冷却的方式进行缓解。通过不断的冷却，降低温度的偏差，就不会产生变形。补偿法是常用的另外一种方式，通过对零件加工的实践，采用物理方式将其朝着误差产生的相反方向进行一定的预设，在加工过程中就会产生抵消作用，从而保证零件的精度。

降温防止变形还要作用于刀具之上，共同发挥作用。使用相应的润滑剂也可以实现效果。由于热量的产生跟摩擦的时间成一定的正比关系，因此采用物理方式即降低切削次数也是降低热源的重要措施之一。另外对于汽车零件的加工，由于相关的零件巨头特殊的材料特性，因此除了对加工温度进行降低之外，还应该从隔离热源的方式进行加工，保证零件的加工环境，从而降低由于热量造成的误差。

三、结束语

从文章上面论述的内容可以了解到，机械加工设计的效率与质量与零件精度有着紧密联系。在实际加工设计中，工作团队不仅要对机械设备中涉及到的零件进行全面的了解与掌握，同时好要对零件的设计要点进行深入研究。对于机械零件加工设计中存在的难点问题，相关工作团队还需要对问题产生的原因进行全方位分析，并制定合理的优化方案，提高零件的精度与质量。目前，很多机械加工设计团队还会引用新型技术手段，应用到零件精度加工中，以此来提高零件的使用价值。相信在日后的加工设计中，更多先进的技术手段会被应用其中，为国家机械加工领域的发展提供有利的保障。

参考文献:

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