基于成本的机械加工产线资源仿真优化设计

基于成本的机械加工产线资源仿真优化设计

黄林敏

浙江省建设工程机械集团有限公司   浙江省杭州市  310014

摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，制造业在战略强的地位一直都非常重要，而制造业的稳定发展将给中国现代化社会建设带来重要的经济效益。介绍了机械加工工艺的概念、流程和特点，从变形、误差分析了机械加工工艺对车辆零件制造精度的影响，研究了改善机械加工工艺对零件精度措施，逐渐地减少机器件加工工艺的误差率，以便于推动现代化制造业的稳定发展。

关键词：机械加工；产线资源；仿真优化设计

引言

随着科学技术的迅速发展，各类新型制造技术和制造设备广泛应用于制造业，提高了机械化制造水平，推进了我国零件加工技术的优化和创新。零件精度出现误差容易影响产品的正常使用，消耗企业成本和人力资源，不利于企业的稳步发展。因此，需要提高零件的加工精度，关注机械加工工艺技术对零件加工精度的影响，提出优化措施，进一步推动零件加工工艺的发展与进步。

1机械加工基本原则

机械加工过程中需要遵循以下基本原则：（1）先基准面后其他。首先对选用的加工机械进行精基准的表面加工，再以加工出的精基准表面为定位基准面，然后进行其他工艺加工。例如：精度要求较高的轴承类零件，首先需要以外圆面为精基准加工表面，然后在对两端进行孔位定位进行表面的粗加工，这样能够提高机械加工精准度，提高机械产品质量。（2）先孔后面。针对箱体、连杆等机械产品进行加工时，需要遵照这一原则，保证产品的孔位精度，为细加工做好基础。（3）根据机械产品要求使用合适的加工设备。在粗加工阶段，对机械产品的精度要求并不高，选择精度低且功率低的设备即可。而细加工过程中，严格要求机械产品的精度，需要选择精度最大的设备满足加工要求。对于一些既有孔又有面的机械产品加工时，需要先确定精准面进行粗加工，然后对孔的大小、形状、性质等进行细加工。由于孔的位置与大小难以控制，需要选择精度最大的设备进行加工，且使用钻头打孔时需要注重位置，以免位置打偏，然后在对于产品面进行细加工。（4）合理安排热处理加工技术。进行热处理加工时，需要根据机械产品特点和性质进行不同的加工处理。如果要消除机械材料中的内应力，应在精加工之前和粗加工之后进行热处理。如果要提高机械产品的整体性能，需要在整个加工过程之后进行热处理。

2机械加工流程简介

针对中国的机器加工流程来说，它一般分为零部件前期的粗加工制作和后期的精加工制作二个主要方面。而上述二个主要方面的内容，对实际的机器加工技术都具有较高的规定和标准，以及每个的加工过程中都必须严格遵循一定的流程和规定进行，以此才能保证整个生产的品质。除此之外，针对中国的机械加工制造流程则一般分为对零部件加工工艺的分析、加工工序方法的制订、运输生产对象、机械设备和加工辅助工具的选用以及毛坯生产加工和处理等其他流程，其中比实际的生产流程更加繁琐和困难。而为有效的提高实际的机械加工制造效率和经济性，当前数量众多的机械制造公司通常都会使用更加高效的机械设备加工体系，并同样借助于各类新型的机械加工工艺。而与此同时，由于汽车零部件加工制作要求牵涉到很多的生产流程和环节，而任何一个环节或者流程中的失败都会对加工制作最终的精度以及产品质量产生很大的负面影响，从而相关企业必须继续不断的对加工工艺技术和材料进行创新、引进以及完善。

3机械加工工艺对零件加工精度的影响

3.1机械设备因素

不同机械设备之间差异性较大，设备的性能与参数、规格指标均影响加工质量。机床设备是零件加工的基础工具，安装或使用过程中一旦受到磨损，容易增大误差，造成加工精度差等问题。例如，机床主轴回转误差会导致零件弧度和角度变形，机床传动链老化会造成位置变化。这些影响零件加工精度的常见机床设备问题，需在日常加工操作中引起重视。

3.2几何精度和刀具选择因素

在机械零件加工过程中，部分工序通过人工完成， 如毛坯件切割、打磨等，易出现误差问题，影响加工 的总体精度。此外，使用刀具粗加工处理毛坯件时， 刀具精度是否满足要求也会影响加工精度。在零件加 工过程中，不同的刀具会对零件精度产生不同影响。 实际加工中，以零件实际用途选择刀具，可从根本上 提高零件加工精度。

3.3热变形因素

在机械零件加工过程中，零件精度易受外界环境 影响，而受热变形是最常见的一种表现。零件长期处 于高负荷工作状态，会导致设备温度升高，影响机械 设备的内部结构，无法保障零件的加工精度。随着 振动时间的增加，温度不断升高，但是达到平衡后， 热量处于较为稳定的状态，此阶段称为预热阶段。可 见，热变形加工误差存在一定规律。关注机械加工生产过程中热变形的具体情况，达到平衡状态后可实施 相应的操作。

4优化机械加工工艺以提升零件加工精度的策略

4.1合理控制车床流程

加强对于车床生产流程的管控，是工厂和企业提升零件加工精度的重要举措。从零件加工的方案设计和进度把控层面来看，企业和工厂需要应用产品生产对应的机械加工工艺，并保持技术更新，严格把控编程原点、基准点和尺寸的生产关键指标，并通过专业人员管控和过程监督等方式对生产零件的尺寸、质量和形状的精度控制指标加以监督管理，保证出厂零件成品合格率和工艺精度达到交付需求。另外，过程控制是优化机械加工工艺并提升零件加工精度的关键部分。企业和工厂要通过现代化的管理方式，保障车床作业流程和加工路线制度化与规范化，将换刀点、切削参数和对刀点等流程信息具体转化为操作手册指引，以此保证零件加工工作有序开展，并根据不同加工精度的需求应用相应的管理手册，提升企业管理规范度。

4.2合理控制机械零件的加工温度

机械设备运行时易受高温影响，且过高的机械运行温度会影响零件的加工质量。第一，要合理控制机械零件的加工温度。不同机械设备可承受的温度不同，相关操作人员要依据实际情况科学选择温控手段，避免温度变化幅度过大影响零件表面材料，造成零件出现裂缝或裂纹问题，要多采取物理降温手段自内到外进行深层次降温处理。第二，针对工件热变形问题，合理使用切削作业中的切削液，降低工件的表面温度，同时利用误差补偿法控制工件精度。第三，针对刀具的热变形问题，选择具有合理几何参数的切削刀具，在具体操作过程中关注刀具的润滑和冷却处理，避免在加工过程中因温度高而产生误差、变形等问题。第四，从发热源和散热两方面解决机床的热变形问题，以隔绝热源、强制冷却以及增加散热等措施来强化温度控制效果。

结语

总之，在机械加工工艺技术操作中，难免会出现加工误差，为了提高机械产品加工水平，提高产品质量，需要减少误差的产生。对于存在误差的各种原因进行详细分析，做出可执行性的解决措施，提高加工技术精准度水平，具体需要从直接误差、原始误差、温度误差、外力误差及工艺技术加工原则等方面构建减少机械加工误差的方法，同时设置误差补救的方法，尽可能消除原始误差，从而实现机械加工工艺技术误差的有效降低。

参考文献

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