机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的思考

杨兴强

【摘要】在机械制造产业快速发展下，机械加工工艺日益成熟，同时应用领域对零件加工质量也提出了更高要求。本文首先对机械加工工艺流程进行分析，探讨机械加工工艺对零件加工精度的影响作用，并针对其影响机制，提出几点有效的零件加工精度控制方法，包括流程控制方法、温度影响控制方法、机床设备改良方法和操作技术控制方法等。

【关键词】机械加工工艺 零件加工精度 影响因素 控制方法

在零件技加工制造过程中，机械加工工艺对零件精度有直接影响，进而会影响最终的产品质量。在机械制造业发展过程中，机械加工工艺的每一次进步和优化，都使零件加工精度得到有效提升，关于机械加工工艺对零件加工精度影响的研究也受到了行业内外的广泛重视。从目前机械加工工艺水平来看，仍有较大的提升空间。应积极分析零件加工精度的影响因素，并对机械加工工艺进行优化，从而满足市场对零件加工精度的实际需求。

一、机械加工工艺流程分析

机械加工工艺流程可分为前期生产和后期加工两大部分，在两个阶段的加工刚生产过程中，对机械加工工艺都有较高要求，需要实现从原材料到半成品、从半成品到成品生产过程的有效控制。此外，还要做好原材料运输和存放管理工作，避免对加工工艺过程产生影响。在此基础上，通过做好工艺流程控制，使加工零件质量达到生产要求。因此，机械加工工艺流程较为复杂，涉及的影响因素众多，需要在充分了解各方面因素的基础上，通过采取有效的技术措施，提高零件加工精度。比如对每一道工序的加工尺寸、工艺设备、温度工艺条件进行控制等。为满足实际生产需求，数控编程技术等在机械加工过程中已经得到广泛应用，与其他工艺技术一同成为机械零件加工精度的主要影响因素。应基于机械加工工艺流程，对每个环节和影响因素进行有效控制，从而确保零件加工精度符合要求。

二、机械加工工艺对零件加工精度的主要影响

（一）几何参数影响因素

几何参数影响主要是机械加工工艺过程中应各方面因素引起的几何精度误差。比如加工机床的自身误差、机床刀具经过长期使用后出现磨损等。这些问题的存在都会对零件加工精度产生直接影响。其中，机床自身误差主要是由于机床在设计和制造过程中不满足机械加工工艺要求导致的，对零件加工精度的影响作用十分显著，会导致零件加工精度与生产要求出现较大偏差。比如在切削加工工艺中，机床主轴回转误差会导致零件尺寸出现较大偏差，甚至导致零件形状不符合要求。机床导轨精度如果不符合要求，在控制机件移动的过程中，就会出现相对位置偏差，改变刀具移动位置，进而导致零件受损或加工精度下降。此外，用来固定零件的夹具也容易存在制造误差、定位误差和磨损误差等，影响零件加工精度。

（二）热变形影响因素

热变因素是影响零件加工精度的主要因素之一，在机械加工工艺中，热变因素主要是指机床热变、刀具热变和工件热变等问题。比如工件出现热变形问题，会对加工零件产生直接影响，对长度较长零件的影响尤为显著。比如长度为2m的磨削丝杠，在每次磨削过程中，温度会提升3摄氏度左右，进而导致丝杠长度伸长0.07mm左右。而根据相关机械加工工艺要求，6级丝杠的长度误差要求控制在0.02mm以内，而工件热变因素会直接导致零件加工精度不符合要求。因此，在机械加工工艺控制过程中，必须提高对热变因素的关注。再比如，刀具如果出现热变形，也会影响零件加工精度，或导致零件受损。其热变形现象是由切削热导致的。在机床加工生产过程中，容易受到内外热源影响，导致部分温度快速升高。由于不同机床的人员分布不同，所以局部温度升高现象也不均匀，对其进行控制需要从机床结构出发。

（三）数控技术影响因素

数控机床己经在机械加工工艺中得到广泛应用，而且数控技术发展迅速，一直以提高零件加工精度作为技术发展目标。与普通机床相比，数控机床在零件加工精度控制方面更有优势，但也需要注意数控机床可能带来的加工精度影响。比如在数控编程过程中，需要合理确定编程原点。如果编程原点选择不当，会对零件加工精度产生较大影响。在数控编程过程中，数据处理会对零件轮廓轨迹等产生影响，进而影响零件的加工精度。在加工路线设计方面，如果设计不合理，不仅会影响零件技工精度，还会影响加工效率。此外，插补运算也会对加工精度产生影响，当系统累积误差达到一定程度，就会导致机床发生位移或定位误差。

三、零件加工精度的控制方法

（一）流程控制方法

在机械零件加工过程中，主要包含热处理、车削、滚齿和清洁、防锈等工序。比如在起重机回转零件的加工过程中，为满足内花键、外圆齿轮和两轴承的加工精度要求，需要对各个工艺环节进行控制和优化。首先应通过热处理提高材质稳定性，减少工件变形问题。在车削过程中，应校正夹紧左端，光平右端面，控制好钻孔孔径和深度。车内槽和车花键孔等都要满足图纸要求，校正外圆与端面的跳动误差，将其控制在0.02mm以内，然后夹紧固定。在插内花键时，应夹紧左端，校正右端面与端面跳动误差，将其控制在0.02mm以内。确保高点位置和标记方向一致，并将其夹紧固定，确保插内花键满足图纸要求。在滚齿过程中，同样需要校正装夹，然后去除毛刺。经过热处理后，对内花键、齿轮和两轴承面的相互位置精度进行控制。为确保零件加工进入，还要对齿轮位置进行校正，确保其符合图纸要求。完成加工后，及时对零件进行清洁和防锈处理，然后入库存放。

（二）温度影响控制方法

机械加工工艺的温度因素对零件加工精度由较大影响，基于上述影响作用分析，应从机床热变、刀具热变和工件热变等方面着手，采取有效的温度影响控制措施，提高零件加工精度。针对机床热变问题，操作人员和技术人员可以通过对机床人员进行分析，确定机床可能出现温度升高的部位，并合理选择散熱技术，对机械加工工艺流程进行优化，避免因局部过热导致零件加工工艺受到影响。具体可以采用热源隔离、机械构件润滑的措施，降低热源对机床的干扰，消除因磨削、切削等内部热源引起的热变形问题。此外，现场操作人员还可以采取强制冷却方法，降低机床整体热量。针对其部分升温不均匀问题，可在适当位置设置热源，起到促使机床热变稳定的作用。针对刀具热变形问题，应通过合理选择刀具材质、型号，控制好刀具几何参数，并做好刀具润滑和冷却工作，避免刀具出现热变形。此外，还可以利用切削液或误差补偿方法，降低热变形对零件加工刚产生的影响。

（三）机床设备改良方法

为降低机械加工工艺对零件加工精度产生的负面影响，需要对机械加工工艺的内部因素进行有效控制，合理设计零件加工过程，从零件结构和加工精度要求出发，对机械加工工艺进行优化调整。首先应加强对机械加工工艺内部因素中各种设备问题的关注，根据零件加工要求进行设备选型。并在加工前对设备进行检查，了解设备存在的自身误差，在平时做好检修和保养工作，避免因设备问题影响零件加工精度。此外还要关注于机械组合因素，加强对机械安装施工质量的控制，严格按照设计要求和工艺流程进行机械安装，确保各部分的组合良好。对于容易发生磨损的部分，应定期进行检查，更换受损部件，从源头上消灭零件精度的影响因素。一套良好的加工系統设备对产品生产质量有重要影响。针对部分机械加工企业设备较为落后的情况，应提高设备改良方面的投入，尽快更新机械加工技术设备。并增加设备研发投资，利用具有自主知识产权的设备和工艺提高企业竞争力，依靠零件加工精度获得市场竞争优势。

（四）操作技术控制方法

在完善机械加工工艺系统和机床设备的基础上，对机械加工操作技术进行优化也是提高零件加工精度的主要途径。针对目前使用广泛的数控机床，在数控编程过程中，应严格按照工艺流程图和相关设计规范要求，结合零件加工生产的工艺条件，合理设计控制参数。在数控机床加工生产工程中，时刻关注于系统的警示信息，及时排除设备故障问题，为避免因人为设置和人工操作引起机械故障问题，在现场进行操作的人员必须充分熟悉机械加工工艺流程，掌握操作流程图，具备识别工艺问题的能力。为提高机械加工操作水平，加工企业必须重视操作人员的专业素质培训工作。特别是在工艺流程优化和设备更新时，应尽快让操作人员掌握先进的加工刚生产技术，为零件加工生产质量提供保障。通过科学的系统操作，降低外力因素干扰，根据系统实际运行情况，及时加强系统刚度。或通过降低负荷等方式，减少工件间的挤压力和摩擦力，避免零件受到损伤。通过对系统运行过程进行及时调控，保证零件加工质量。

四、结束语

综上所述，机械加工工艺对零件加工精度有多方面影响，通过对机械加工工艺流程和具体影响因素进行分析，可以为工艺流程优化及加工精度控制提供依据。在此基础上，从工艺流程优化、设备升级、主要影响因素控制和操作技术优化等方面着手，可以全面降低零件加工精度的负面影响，提高零件加工精度。

参考文献：

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