机械加工工艺对零部件加工精度的影响研究

王东升，金卫红，佟圣旺

（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司，辽宁 盘锦 124209）

所谓的机械加工工艺，实际上就是依靠机械加工方法更改毛坯，在不断的打磨中，毛坯渐渐和零部件的生产标准变得匹配。机械加工手段对于毛坯的更改包括毛坯尺寸更改、毛坯形状更改。机械加工在零部件加工中是最基础的工艺技术，直接影响着最后的加工精度。越到位的机械加工工艺，越能保障零部件加工的精度和质量。机械加工中，受限于多种因素限制，很多条件都会影响到零部件加工水平，成为机械加工重大损失。所以机械加工生产零部件的时候，一定要清醒的了解各种因素，完善加工工艺，保障加工准确度和精度。

1 机械加工概念

在机械加工中，需要考虑的有加工工艺规程、加工工艺和流程。加工工艺流程就是加工零部件的步骤与环节，使用机械加工的方法更改毛坯，让毛坯的各种属性达到生产规定。一般就是更改毛坯的尺寸和毛坯的形状。机械加工往往是从粗加工开始，随后是精加工，最后是装配和检验。在质量达标后开始包装。加工工艺能够让毛坯成为所需要的产品，其需要很多的步骤。并且需要考虑的因素有很多，比如毛坯的加工工艺、数据规范、加工工序、粗糙度。加工工艺就是加工企业根据生产需要选择的工艺文件。在加工生产的时候，加工企业并不是盲目选择工艺的，而是要结合实际生产条件确定。该过程要根据实际操作方法和情况选择工艺规程，并记录好流程，制作工艺文件。文件要层层审批，以便为后续的加工提供指导。一般加工工艺就是加工工序内容、加工工艺路线和加工设备情况。零部件加工流程可以为后续的生产提供很大帮助，关系到最后的加工准确度和效果。

2 影响机械加工零部件加工精度的要素

对于机械行业来说，产品精度关系到企业的发展稳定性。从条件契机的因素出发，可以看到，影响加工准确度的条件包括外在条件和内在条件。机械加工系统自身的几何精度就是内在因素，会对零部件加工造成十分直接的影响。

2.1 影响加工精度的内在因素成因

在机械加工中，设备和系统本身的精度水平直接影响着最后的加工精度和加工效果。影响来自于3 个方面。第一个方面，因为一些机械加工系统出厂时候，生产过程精度问题遭到了忽视，所以机械加工系统本身自带的问题影响到了最后的加工精度和效果。第二个方面机械加工系统安装使用的时候，由于和机械系统安装存在明显差距，不够精细的操作以及不够准确的定位都会导致零部件加工精度受到严重影响，比如夹具、刀具、机床出厂的时候，构件误差或是安装使用时候出现问题，比如安装不到位，没有准确定位、畸形化操作，甚至还有一些是因为夹具、刀具、机床使用过程中，出现问题，导致设备部位严重磨损，都会影响到最后的零部件加工效果。

2.2 机械加工系统几何精度问题

受限于机械加工系统的自身工艺精度限制，比如有些机械设备在出厂的时候就已经有误差了，甚至在使用的时候，机械设备的操作不合理、安装不到位，长时间使用也会影响到零部件加工质量。误差控制往往需要用到补偿技术。比如智能化、自动化数控机床中都会配备用于校正的软件。假设有机床误差，只需要在软件中将补偿数据输入其中就可以，也就是刀补，控制机床误差，随后就可以自动化运行数控机床。一般机床如果有磨损问题，就要用到校正数据搭配手动操作控制达成误差补偿要求。

3 影响零部件加工精度的外在条件

3.1 系统受力变形

机械加工系统运行的时候，受力变形是很常见的情况，其会导致形状和位置发生比较大的变化话，影响到系统运行，甚至会让系统寿命所见。究其原因主要是这两个因素导致的。第一个原因系统运行强度过大，系统运行的时候，系统的夹具、刀具一类小构件往往要承担高强度工作。虽然如今很多刀具的质量已经不错，并且毛坯也大多选择的是合金，操作中对刀具影响也比较小。但是高压下，必然会导致刀具变形[3]。系统长时间运作，刀具就会位移以及形变。第二个原因，系统承受着过大的工作力度和加工零件相对力度，当然部件和部件的摩擦也会影响到生产精度。

3.2 受力变形解决办法

通过对系统运行中出现的受力变形特征进行分析，可以得到这样几种解决办法：首先要做好薄弱部位和构建的改进工作，提升系统刚度，保障系统拥有足够的外受力抵御能力。这是减少受力变形最直接的办法，能够很好的控制变形问题。直白的说就是控制系统运行荷载量，减少系统外力。其次因为系统运行会产生切削应力以及热应力等残余应力，这些应力会让系统发生形变。因此有必要退火处理热处理零件，控制热应力，用这种方法增强工件刚度，保障其具备足够的抗应力能力。

3.3 机械加工系统运行热变形

机械加工工艺运行的时候会受到很多力影响，外界的各种因素带来的影响十分突出，简单的说就是热变形。这里主要就是机床构件、机床本身、被加工零部件和刀具的热变形。热变形就是系统因为过热出现的形变问题，和被加工零部件以及刀具被破坏存在运动关系、几何关系，会直接影响到加工零部件精度。通常来说，因热变形带来的零部件加工误差甚至能够达到70%，是一个非常恐怖的数字。假设加工有着很高的精度要求，那么这个误差显然是无法保障生产的。机械生产的时候，热变形问题成为了着重需要考虑的话题。一般会选择使用润滑油控制机床零部件摩擦的办法，这种方式可以控制摩擦热量。此外数控机床要及时更换切削液，选择性能好的切削液及时带走加工中出现的废渣，也是控制加工热量的一种做法。生产中搭配冷却水控制温度，吸收生产加工时候产生的热量。

4 提高机械加工水平的建议

4.1 完善机械加工系统设备

如果生产企业能够拥有一套高规格、高质量机械加工工艺、加工系统，那么生产将会变得非常顺利。近些年国内并没有投入非常多的资源用于开发各种现代化的生产工艺、生产技术，其结果就是技术跟不上，加工系统达不到理想生产状态和要求。对此有必要投入更多资金，企业应做好对各种先进生产工艺、生产设备的引入，提高加工水平。此外企业还要提高研发力度，做好人才培养工作，养成自主开发、自主研发人才。用科技创新技术，提高我国机械加工水平和能力。

4.2 制定合理、严谨加工流程

加工过程对于加工精度影响是非常显著的，为了保障加工效果与加工质量就需要结合实际，组织所有的维护人员、操作人员和技术人员一同协商和讨论，选择最合理、最科学的加工思路。产品设计工作人员应当从实际出发，根据实际加工条件、加工水平设计与自身企业相匹配的加工办法。这样才能够减少加工工期，保障加工效益，让企业生产出质量和精度足够稳定的产品。

4.3 重视技术培训提升从业者素质

不论是什么工作，人都是最核心的。当前不少企业只考虑技术，忽视了设备与人的培养。而这其实才是影响生产质量和生产效益最关键的因素。企业有必要予以生产人员、工作人员技能、专业性培养足够关注度，打造一支素质高、专业水平好的生产队伍。只有在生产队伍能力得到全面提升以后，我国机械加工产业的生产效率、生产水平才能够提高，切实保障生产质量、生产效益。

4.4 加强设备管理和养护

现如今很多生产线的生产内容都是比较多元的，在加工过程变化的同时，形变种类也是有所不同的。导致加工出现精度问题的因素有非常多。但是不论是哪种问题，其实都可以用加强设备、系统管理和养护的做法进行处理。比如机床变形是因为机床长期运转缺少养护所导致的。如果加工中机床运转时间过长，使用频率过高，那么机床就会出现热变形。对此生产的时候，机床和刀具不仅要远离热源，同时也要做好隔热保护。要根据生产的实际情况，比如多少分钟过热，制定生产思路，减少过热带来的影响。此外平时一定要多养护设备，定期检查设备的生产问题。如有噪音或是生产的时候发现有毛坯件缺料、缺角就很有可能是因为出现了刀具偏移问题。此时停机处理，安排专业人士检查设备，包括刀盘、刀具情况。一般来说还可以观察切削液和润滑液，如果切削液变色或异常味道应及时更换。另外当前很多数控机床都是自动化生产，但是不少企业为了控制质量都会选择半自动化，也就是人工按启动按钮，一般为几十道或是几道程序为一个间隔，工人按开始按钮。每一个小环节都需要观察生产问题，如有噪音必须及时停机检修，这样才能够保住设备寿命，减少生产误差。

5 结语

在机械加工工艺水平越发完善的今天，国内加工技术、加工领域获得了快速发展。为了全面提升我国零部件加工企业的生产能力、生产精度，减少不合格生产问题，保障企业取得足够生产效益，提高生产加工企业社会市场竞争力，就需要投入更多资源用于研发和研究加工工艺，要控制好加工精度，减少零部件加工误差带来的负面影响。从内在因素和外在因素两个角度切入，准确把握问题，消除安全隐患，提高生产效益。