机械加工工艺对零件加工精度的影响

机械加工工艺对零件加工精度的影响

闫锐

身份证：652301198110023222

摘要：零件是机械加工主要内容之一，文章简单介绍了零件加工精度控制的重要性，叙述了机械加工工艺对零件加工精度的影响，并提出了几点避免机械加工工艺影响零件加工精度的措施，希望为零件机械加工精度的提升提供一些参考。

关键词：机械加工工艺；零件；加工精度

引言

在机械制造与加工业朝着信息化、精密化、智能化、自动化方向发展进程中，其在零件加工方面也面临着更高的精度要求。一旦机械加工工艺使用不当，就会导致零件加工精度下降，影响加工效益。因此，从机械加工工艺着手，探究提高零件加工精度的多元措施非常必要。

1.机械加工工艺对零件加工精度的影响

1.1受力变形

在零件生产阶段，机械加工工艺系统极易因长时间、大功率做工而产生内部应力，发生系统加工位置、加工形状的异变，威胁整个机械加工系统的安全、平稳运行。机械加工工艺系统承受的力来自于内部多方作用力以及实际运行压力，内部多方作用力主要表现为机械加工工艺系统自身压力、加工零件施加压力、相邻部件之间摩擦力等，会直接导致内外应力差距悬殊，引发不可测机械变形；实际运行压力主要表现为刀具工作压力、夹具工作压力或其他工作压力，会直接导致构件相互对应位置异变或形状不正常变化。

1.2内在干扰

机床误差是机械加工工艺内在对零件加工精度的主要影响模块，主要表现为主轴回转误差、导轨误差、传动链误差等，源于投入时安装偏差、安装工艺选择错误、刀具磨损等。在机床发生主轴回转误差时，可以直接影响零件加工过程精度；在机床发生导轨误差时，会直接导致集合系统受损，增加零件加工时标准误差出现概率；在机床发生传动链误差时，可促使零件加工输出时展露精度下降问题。除此之外，因实际机械加工时加工参数处于动态变化状态，根据生产产品的差异，加工参数也需要进行科学变更。而加工参数的调整受机械加工内在因素的直接影响，无法确保参数调整准确度达到 100%，最终引发零件加工精度下降问题。

1.3热变形

在机械加工工艺实施过程中，工件热变形、刀具热变、机床自身及结构热变形均会导致零件加工精度下降。其中工件热变形主要是在长零件机械高精度加工时期，因两端受热不均而引发的形状、尺寸不一致问题；刀具热变形主要是在零件机械切割加工阶段，因多次切割而产生摩擦热量，招致零件形状异变等精度受扰问题；机床自身及结构热变形主要是在机床运行期间各构件相互摩擦或碰撞产生额外热量，导致机床自身、局部甚至整体温度超出标准要求，同时伴随机床自身结构契合度受扰，间接干扰零件加工精度。比如，在高温环境中，机床局部结构紧密，而低温时结构出现微小缝隙，直接干扰加工零件精准度。

2.避免机械加工工艺影响零件加工精度的多元措施

2.1减小受力变形

为降低零件机械加工阶段设备表面、零件之间的摩擦力，机械加工工艺人员应每间隔一定时期进行机械加工设备表面的打磨，控制零件机械加工误差，尽可能将零件机械加工误差报废率控制到 0，推动零件机械加工经济效益向高水平发展。比如，在模具线切割加工工艺实施过程中，模具加工面拉应力时刻存在，若无法及时消除，则会增加零件变形风险。因此，机械加工工艺人员应贯彻低电流、低切割速度、小脉宽、低线速原则，进行模具表面喷丸、研磨、抛光操作，达到改善零件加工精度的目的。

2.2控制内在干扰

2.2.1减小机床误差

为减小机床误差，机械加工工艺人员应从提升轴承回转精度着手，优选高精度滚动轴承、静压轴承以及多油锲动压轴承。同时通过提升箱体支撑孔与主轴轴径精度、与轴承相配合表面润滑系数，控制与轴承相配件对零件加工精度的影响。有条件的情况下，机械加工工艺人员可以相应件径向跳动范围为对象，进行科学测量、调节，达到补偿误差、抵消误差的目的。在调节相应件径向跳动范围的基础上，机械加工工艺人员可以对滚动轴承进行预紧处理，以便在消除间隙的同时，均化滚动体误差，为滚动轴承整体刚度提升提供依据。为避免主轴回转精度反映到零件加工过程中，机械加工工艺人员应以机械加工设备出厂时期着手，对全部机械加工设备进行检查，预先了解并记录机械加工设备自身潜在误差问题。根据相关问题表现，更换为与零件高精度加工要求相符的机械加工设备。

2.2.2调整工艺系统

恰当设置机械加工路线、工艺系统是优化零件加工环节、提高零件机械加工精度的关键。机械加工工艺人员可以从加工轨迹、进刀方式两个方面着手，进行调整。特别是在零件数据铣削加工时，机械加工工艺人员可以根据零件工艺性要求，选择恰当的进刀方式，确保工具切削加工效率、加工精度。比如，在铣削平面零件外轮廓环节，机械加工工艺人员应进行刀具切入路线与切出路线的安排，沿着刀具轮廓曲线延长线切入或切出，规避平面零件外轮廓铣削交接位置出现刀具痕迹。根据具体零件精度要求，机械加工工艺人员还需要进行顺序铣削、逆序铣削的选择。在确定测量顺序后，利用调整法或试切法，完成工艺系统调整作业。

2.2.3减小传动链传动误差

根据机械加工工艺传动链传动误差，机械加工工艺人员应采用降速传动的方式，梯度下降传动副速度，促使接近末端传动副传动速度、传动比均处于较小水平，保证末端件加工精度超出其他传动件。同时在保证加工效率的情况下，机械加工工艺人员可以通过降低传动件数量、缩短传动链的方式，提高传动精度，为零件机械加工精度提升提供支持。

2.2.4减小刀具磨损

在数控加工中心进行零件机械加工时，因刀具需事先在刀库内储存，在启动加工开始工序后无法灵活更换，一旦刀具选择不当或安装错误，就会直接导致零件机械加工精度下降。因此，机械加工工艺人员应严格根据工艺要求，精选刀具材质，并优先安装刚性佳、调整便捷、精度高、耐用度高的刀具。同时每间隔一定时期利用专用切削油完成刀具的全面润滑，若刀具尺寸磨损进入急剧磨损阶段则应进行刀具的重新打磨，降低刀具磨损度，保证零件机械加工精度。

2.3减小热变形

在零件机械加工过程中，加工温度对零件加工质量具有显著的影响，过度高温、低温均会干扰机械设备正常运行。加工温度不正常变化与零件加工阶段机械设备运行速度也具有一定关系。比如，在零件加工阶段机械设备运行速度较快时，机械加工设备与零件之间温度会上升，埋下零件形状异变、尺寸突变的隐患。此时，机械加工工艺人员应利用冷水降低温度的方式，减小热变形。特别是在零件打磨环节，呈高速旋转的砂轮与零件之间过度摩擦将生成大量热，砂轮与零件之间的温度会朝着高水平发展，一旦温度超出一定标准，零件形状会发生异变，此时，通过冷水促进砂轮温度下降就非常必要。除了利用外部条件控制环境温度外，机械加工工艺人员还可以通过减少热源发热、隔离热源、均衡温度场、加速达到传热平衡等方式，减小零件机械加工热变形。由机床热变形机理可知，机床各传动件摩擦发热是机床内热源产生的主要原因。此时，机械加工工艺人员可以从辅助冷源控制着手，根据机床冷态精度水平要求，配备冷却系统，促使机床始终处于不发生温升的无温升或者温升较小的低温升状态。

结语

综上所述，控制零件加工精度，不仅是降低劳动强度、提高生产效率的需要，而且是提高经济效益与机械制造水平的需要，机械加工工艺对零件加工精度具有较大的影响。因此，零件加工者应根据零件加工精度要求，调整工艺系统，降低机床误差以及传动链传动误差，控制机械加工工艺系统受力变形、热变形、磨损变形，保证零件加工精度在公差范围内，且位置误差在尺寸公差内。

参考文献

[1] 张伟 . 影响机械加工精度的因素及优化措施 [J]. 内燃机与配件 ,2021(17):181-182.

[2] 刘燕萍 . 冲压模具在机械零件精密加工中的使用研究 [J]. 科技创新与应用 ,2021(08):170-172.