任宪健
中国重汽集团青岛重工有限公司
浅谈机械加工工艺对零部件精度的影响
任宪健
中国重汽集团青岛重工有限公司
机械加工工艺与零部件的精度之间有着不可分割的关系,想要生产出符合精度要求的零部件,就必须做好机械加工工艺的设计。因此在实际工作中需要全面掌握机械加工工艺,保证机械加工工艺的完善与准确,降低零部件生产的不合格率,实现企业的经济效益,提高零部件生产企业的综合竞争力,需要零部件生产企业加强机械加工工艺的研究和投入,把影响零件精度的外在因素和内在因素降到最低程度,促进机械加工行业的长远发展。基于此本文分析了机械加工工艺对零部件精度的影响。
机械加工工艺;零部件精度;影响
机械加工工艺的相关概念主要有机械加工工艺流程、机械加工工艺和机械加工工艺规程。机械加工工艺流程是指工件或零件制造加工的步骤,是利用机械加工的方法对毛坯进行更改,使毛坯逐渐与零件生产标准相吻合的过程。机械加工工艺对毛坯的更改包括对毛坯形状的更改、毛坯尺寸的更改等。一般情况下,比较笼统的机械加工工艺流程主要是从粗加工到精加工,由精加工再到装配,装配结束进行检验,最后对检验合格的零件或工件进行包装。机械加工工艺流程是使毛坯变成合格产品的过程,这个过程由零件加工流程和零件加工步骤构成,具体的机械加工流程和机械加工步骤中都有相应具体的标准和要求,这些步骤和流程中具体的机械加工标准和机械加工要求就是机械加工工艺。一般的机械加工工艺规程包括零件加工的工艺路线、加工工序的具体内容、加工设备的具体情况等等。在零件加工过程中,流程是生产路线,规程对零件加工生产进行指导,而加工工艺则决定着零件生产的精度。
我国在机械加工方面一直在不断的探索和发展,在现今的许多机械加工企业中还应用着传统的加工手法,这种传统的技术也在进行不断的完善,切削与磨削技术水平也有所提高,在零件的加工精度方面也不断向超精密加工方向发展,许多的机械加工技术也逐渐进入实际使用阶段。而另一些企业则引进先进的设备与技术知识,在机械加工作业中逐步走向全自动机械加工,作为智能控制的机械加工作业,自动化加工技术对零件的精度有着更准确的控制力度。
3.1 加工几何精度对零部件精度的影响
零部件的机械加工是将原材料通过车、铣、镗等工序,加工成特定形状、尺寸、硬度、韧性符合设计要求零部件的过程。因此在机械加工中,只有保证加工的几何精度,才能确保最终零部件通过精细加工和热处理等工序达到精度要求。机械加工工艺中对零部件几何精度产生影响的因素包括刀具的精度、机床主轴的回转误差等。
刀具是车、铣、镗等工序中必要的加工设备,刀具在切削加工过程中,受刀具材料、刚性、韧性和刀型的影响,必然会对加工精度带来直接的影响,如果刀具的选用不符合零部件加工要求,则很难通过加工获得预期要求的零部件加工几何外形,如果刀具的刀刃、刀面和工件发生磨损,也会加大工件表面的摩擦值,影响几何精度。除此之外,如果刀具的刚度、韧性不符合要求,或由于过劳使用下降,会导致刀具在加工中出现非常规震动,改变工件的切削颜色和形状。因此,想要保证机械加工的精度,就要做好刀具的选择、检查、保养和维护,并适时通过冷却润滑剂和采用补偿装置对磨损进行自动补偿,提高机械加工零件的精度。
机床是通过主轴旋转、运动,改变零部件和刀具的相对位置实现机械加工的。因此机床主轴的机械运动直接影响着零部件的几何加工精度,如果主轴转动动力发生偏差,会直接影响工件表面的平整度,导致残件、废件率提高。因此,机床安装时,要严格按照操作规程安装主轴,并在使用中勤于检查、润滑、维护和保养,以减少主轴的回转误差。
3.2 加工中受力变形对零部件精度的影响
3.2.1 外力的影响。在各种外来力的作用下会对零部件精度产生影响,一是来自刀具本身的刚度,由于存在刚度差会导致刀杆变形,进而会影响加工孔的精度;二是当工件的刚度远低于机床和刀具的刚度时,会由于来自其外力的应而导致零部件发生变形;三是由于机床本身的承受力导致的刚性变化而影响零部件加工精度。为预防和减少外力对零部件精度的影响,应当不断降低加工系统的荷载受力程度,减少综合受力,并解决系统中的受力薄弱点,对机床等选用抗拉、抗压性能指数高的材料增强其机械强度,从而提高加工系统的整体稳定性和使用寿命,减少其受力变形的可能性。
3.2.2 残余应力的影响。在零部件的加工过程中会产生一些残余的应力,在毛坯锻造和焊接过程中的应力,在浇铸、锻打后的冷却中,会由于零部件结构复杂或者各部位厚度不均而造成坯件冷却收缩的速度不同和多种变化而导致内部产生内应力。其解决措施为采取人工时效和自然时效消除残余应力,自然时效即为在铸造和锻造时,待毛坯成型后,让其自然放置一段时间,待温度降低内部应力会缓慢消除,但是会增强机械加工的周期;人工时效可采取热时效和振动时效,热时效是将加工对象再加热到一定温度随炉冷却;振动时效是通过振动装置用激震荡器对零部件进行共振,可消除应力,即简便易行又可减少成本支出。
3.3 加工过程中热变形对零部件精度的影响
运动和摩擦必然会导致热产生,在零部件加工中,无论是工件、刀具还是机床都会发生一定程度的热变形。一旦热变形出现,将会导致工件加工的形状精度受到影响。如果工件在加工中热变形影响精度,可以适当的采用冷却剂,为工件散热,避免工件局部热变形影响精度。刀具则可以采用增加润滑剂和冷却剂的方法,降低刀具在机械加工中的热变形程度。
总之,在当前的机械加工领域,不断提升零部件的精度和质量,已然成为机械加工企业和相关研究单位重点探索和实践的课题,需要引起重视。
[1]魏辉朋,梁治民,郭慧鸽.浅谈机械加工工艺系统对加工精度的影响[J].科技传播,2010,18:189+180.
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