数控机床金属零件加工中精度工艺优化研究

数控机床金属零件加工中精度工艺优化研究

南龙浩

哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市150060

摘要：数控机床是发展起来的自动加工设备，数控技术的应用有效提升了机床的加工效率和精度，并且加快了我国工业产业向数字化和智能化方向发展的进程。因为数控机床金属零件加工工艺较为复杂，技术难题较多，所以对加工精度工艺进行分析具有重要意义。文章首先阐述了数控机床的精度工艺特点以及精度加工工艺解构，然后对数控机床金属构件中精度加工工艺进行分析，为推动数控机床加工工艺的进一步提升提供参考。

关键词：数控机床；金属零件；加工工艺；优化

随着我国社会的快速发展，对机械加工产品的质量要求不断提升，在航空航天、造船、军事等领域中应用的机械零件要求的精度较高，很多零件的形状比较复杂，有时还需要更改规格和型号，但是生产批量较小。在加工这类机械零件时，普通机床或者专用化程度高的自动化机床需要频繁的改装或者调整设备，无论是在生产效率还是加工精度方面都已经无法满足生产需求，数控机床的出现有效解决了这些问题。加工的精度和自动化程度提高，为促进我国机械加工技术的进一步发展奠定了良好的基础。

一、数控机床精度加工工艺解构

精加工作为数控铣床加工零件的最后一道工艺，对加工有较高的标准，要求零件的尺寸、表面粗糙度以及形状等各方面的精度都能够与设计图纸保持一致。在精加工过程中，为了保证刀刃的平稳性，一般会在工件表面预留一定的余量，尽量减小切削时差生的误差。尽量选择直径较小的加工刀具，为了防止加工变形，可采用多次走刀的方式，不断优化走刀路线，提高加工精度。

二、数控机床的精度提升技术的研究

在实际的数控机床加工中，数控机床系统所产生的系统性误差和随机性误差都是影响数控机床加工精度的重大影响因素，并且很多原因都可能诱使上述误差产生进而影响数控机床的加工精度，例如，在数控机床进行原始制造的过程中，管控系统、机床运行产生的热变形、切削作业对机床产生的负荷、共振等原因都可能在一定程度内造成误差的产生，进而使数控机床的精准度降低，为了能尽量避免该误差的产生，目前人们常使用误差防止法或误差补偿法进行问题的改善。

1.几何误差

第一，对金属零件加工时，如果使用道具的精度本身就不够，容易对最终的加工精度产生影响。在具体加工时，刀锋和零件本身也会产生摩擦，造成工具磨损，这种磨损程度随着使用频率的提升会越来越严重，最终对零件加工精度产生影响。第二，在利用机床加工时，其一直处于高速运转状态，在其反复运行过程中，自身回旋误差也在进一步累加，最终造成偏离问题，影响加工精度。

2.工艺系统的受热变形

工艺系统在受热情况下，由于热胀冷缩原因各部位可能会发生不同程度的变形，破坏本来的位置关系。例如刀具在加工过程中受热发生热胀冷缩，导致形状和尺寸变化，这种变化产生的结果就是使被加工的工件精度下降。在机械加工过程中，因为存在摩擦和切削的，所以会产生大量的热量。这些热量的产生对加工精度影响很大，尤其是精密加工中影响更为明显。

3.工件内应力变化导致的误差

工件的内应力本应是一种平衡的状态，一旦这种平衡被打破，工件就会自发的变形，以应对这种内应力的变化，直至内应力再次保持平衡。工件在切削、焊接、热处理作用下都会使工件内部产生内应力。由于内应力的存在，刚刚加工完成后加工精度合格的工件，可能放置一段时间之后就会发现工件发生了变形，加工精度下降，最终造成的结果就是质量不合格。

四、机械加工精度影响的控制措施

1.减少外力对零件形成的干扰

工业机械加工设备内部表层在零件加工时发生摩擦不可避免。在工业生产机械加工使用机械设备时，摩擦力通常会随着加工设备的正常运行而不断增加，所以就需要经常对加工机械设备的外层表面零件进行表层打磨，有效地减轻加工零件与机械设备外层表面相互接触的局部摩擦力。此外，还可以通过自动数控机床系统进行精度软件误差补偿，在加工过程中，实时自动采集误差去除和加工的数据，同时将其反馈在机床数据库报表中，提供数控加工系统在机床完成部件修补后实时查询机床误差软件补偿的数值，从而可以达到实时控制机床坐标和转轴以及附加部件运动的主要目的。

2.控制加工过程中的温度

在机械加工过程中，机械设备运行会受到温度的影响，温度过高时，容易导致变形，从而影响零件的加工精度。因此在实际生产中，需要保证温度的稳定性。具体需要结合厂房生产的实际情况，对温度升高的原因进行分析检测，重点关注机械的运行速度、机械设备之间的摩擦力等。从而采取针对性的降温方式，有效缓解温度变化引起的变形问题。具体可以通过定时对机械设备的表面进行打磨处理，减少机械设备接触面的摩擦力，从而有效降低零件中存在的加工误差，进而降低零件的报废率，提高企业的经济效益。为了提升零件加工的精度，需要对机械加工工艺过程的加工温度进行合理把控。在机械加工运行时，因为摩擦力和能量转换等因素的影响，随着加工过程的开展，其温度也在发生变化，无论是升高还是降低，不合理的温度变化总会对设备的正常运行产生影响。因此在机械设备加工过程中，需对不合理的温度变化进行合理调控。如，随着加工时间的延伸，若是因为运行速度的提升导致机械设备表面温度升高，则需要用冷水对设备表面进行降温处理。较为常见的，在对零件表面光滑度进行打磨时，机床上高速转动的砂轮和零件表面因为摩擦力的影响而产生大批热量，从而导致接触面温度升高，若不加以控制，持续的高温将导致与砂轮密切接触的零件发生形变作用。

3.提高工作人员专业水平

在机械加工过程中，工作人员直接决定了最终的加工精度，而工作人员的专业水平高低则和加工精度密切相关，因此，企业必须提高工作人员的专业水平。对工作人员要进行岗前培训，传授给他们与时俱进的机械加工技术知识理念，通过专业培训可以使工作人员明确机械加工要点及规范，保障最终的质量与精度。除此之外，在一些关键环节上，企业应安排经验比较丰富的工作人员，强化他们的加工理念，以此来提高机械加工整体精度。工作人员需具备专业的加工知识，知道各种类型、型号的机械产品对应的加工工艺。同时，当企业在引入全新的加工技术之后，还需灌输工作人员安全加工意识和计算机专业素质，在培训时就应传输工作人员安全意识，培训工作人员远程控制等系统操作规范，从而在减少风险、误差发生的同时，提高机械产品加工精度。

4.引入计算机技术

在自动化控制技术的应用中，主要是由数控机床运行来实现运转的，但在系统当中还存在一个工业机器人配合的中心，该中心的存在给机械加工提供了更优秀的机会。正是因为工业机器人配合中心，可以降低机械加工成本、时间，让整个工作更加连贯，从而大大提高机械加工成效。因为近些年来计算机技术的发展非常快速，在人类的生活和工作中都有着特殊的意义，所以带动了自动化控制技术的进步，并在实践中不断得到完善。自动化控制技术在机械产品加工中的使用，必须要安装计算机系统来辅助技术运行。控制系统和传统的系统相比，其优势更多也更明显，对小批量多品种的机械进行加工时，自动化控制技术更可以快速地完成，既节省了时间，降低了能耗，又有着较高的精度。

五、结语

综上所述，机械制造过程中加工精度会受到多种因素的影响。对于不同的加工企业，应该结合自身的实际情况，分析影响精度的原因，并采取针对性的措施进行预防，消除工艺流程对精度的影响，不断改善我国零件加工的质量。

参考文献

[1]李焱.机械加工工艺对零件加工精度的影响分析及控制[J].中国高新科技，2020（17）：67-68.