零件加工精度要求下的机械加工工艺研究

鲍明轩

摘要：机械加过工艺系统复杂、环节多、影响因素多，对零件加工精度影响较大。为确保零件加工精度符合质量要求，必须对加工工艺环节中影响零件加工精度的因素进行控制。本文简单介绍了机械加工工艺，分析了机械加工工艺中影响零件加工精度的因素，探讨了基于机械加工工艺提高零件加工精度的措施。旨在為机械加工工艺中零件加工精度的控制提供一些参考。

Abstract： The machining process system is complex， with many links and many influencing factors， which has a great influence on the machining accuracy of parts. In order to ensure that the machining accuracy of parts meets the quality requirements， it is necessary to control the factors affecting the machining accuracy of parts in the machining process. This paper briefly introduces the machining process， analyzes the factors affecting the machining accuracy of parts in the machining process， and probes into the measures to improve the machining accuracy of parts based on the machining process. The purpose is to provide some references for the control of machining accuracy of parts in machining process.

关键词：零件加工;精度;机械加工;工艺

Key words： parts processing;accuracy;machining;process

中图分类号：TH161                                        文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）02-0094-02

0  引言

随着经济全球化的发展，市场竞争日益剧烈。提高企业核心竞争力成为企业成功占领市场、抢占客户的关键。在机械加工制造行业中，零部件加工精度代表着一个企业的生产力标准化水平的高低，也影响着企业的竞争力。企业想要在竞争剧烈的市场中获得长足的发展，就需要不断的提高机械加工的精度，不断的通过工艺改造及升级提高核心竞争力。在这种背景下，我国的机械制造行业零件加工精度不断提升，为精密设备的制造奠定了基础，也为企业的发展带来了更多的机遇。与此同时，一部分不能适应市场竞争需求，未采取有效措施对机械加工工艺改进和升级的企业，最终不得已被市场所淘汰。可见机械加工工艺中零件加工精度提升的重要性。研究机械加工工艺对企业提供机械加工工艺系统核心竞争力有着重要的意义。

1  机械加工工艺概念界定

1.1 定义

机械加工工艺是指制造产品的技巧、方法、程序。机械制造过程中，凡直接改变零件形状、尺寸、相对位置、性能等，使其成为成品或半成品的过程，就是机械制造工艺过程。机械制造的工艺过程一般包括零件的制造与机器的装配。

1.2 作用

机械加工工艺是制造零件加工制造和机器装配的主要技术文件，也是机械加工生产组织与生产预备工作的依据。新建工厂或新设计车间，都需要依据生产所需的设备类型、数量、机床布置、车间面积、生产工人工种、组长及数量、辅助部门的安全等等来制定生产工艺规程。

1.3 重要环节

机械加工工艺的主要环节包括加工、安装、切削、装配等。涉及内容包括零件加工工序、及其装配工序、工步、工艺参数等等。零件加工涉及的工艺装备包括刀具、夹具、模具、量具、检具、钳工工具、工位器具等等。零部件的加工必须严格按照工艺卡编制的设备采用规定、工艺装备规定、工艺内容、工艺参数、工艺操作等要求实施。零部件加工完成后，必须严格执行检验工艺卡的规定，对零件质量的合格与否进行检验与标记。

1.4 加工要求

机械加工工艺要求分为粗加工、精加工、半精加工。粗加工对零件加工精度较低。需要从坯料上切除较多的余量，加工表面粗糙度数值较大。精加工对零件加工精度较高。需要从坯料上切除较少的余量，加工表面粗糙度数值较小。半精加工介于粗加工与精加工之间，切除余量和表面粗糙度也介于二者之间。

2  机械加工工艺中影响零件加工精度的因素

2.1 机械加工工艺内部因素

不同材料的加工性能存在显著的差异性。在相同的机械设备条件下，加工材料的差异性决定了机械加工工艺自身对零件加工精度不可避免的产生影响。机械加工工艺对零件加工的影响相对于外部因素而言更大。它包含多方面的影响因素。

2.1.1 加工系统几何精度误差因素

机械加工工艺系统加工过程中，不同的机械设备的控制精度本身存在差异性。因此，不同设备组合而成的加工工艺生产线中存在的零件加工误差也各不相同。不同设备工艺零件加工的精度控制方法和控制作用不同，零件加工过程中的不确定因素不同，因而必然导致加工系统几何精度误差。这决定了采用同样的原材料加工零件时零件精度的差异性。

2.1.2 设备安装及配置差异因素

设备是零件加工的主体，也是影响机械加工工艺的关键因素。设备的好坏、新旧程度、使用性能等直接影响着零件加工的精度。相同的设备安装方法、设备配件的差异性，也会造成机械加工工艺的差异性，致使零件加工精度发生差异。机械加工过程中，非统一批次的零件加工的原料、加工工具的选择存在差异性。受原料与加工工具的差异限制，零件加工的精度必然受到相应的影响。如果加工夹具安装不规范，在零件加工过程中，夹具、刀具等容易发生损坏或移位，从而影响零件加工的精度。或量具选择不当，造成测量误差，也会导致零件加工精度发生不同程度误差，从而影响零件成品的质量。

2.2 外部因素

2.2.1 受力变化因素

①系统受力的影响。机械设备在运行过程中，往往受到外力的影响。外力的变化会影响加工工艺系统的受力变化。如对夹具和刀具的压力和冲击力。机械设备运行中，当夹具与刀具受到较大的冲击力或压力时，容易造成夹具磨损或损坏，夹具不稳定，工件位置发生变化。此时，机械设备加工的工艺参数不便的情况下，零件加工的精度和表面精度都会受到影响。若外力对夹具、刀具的作用超过工件加工规定的力度，直接导致加工零件精度不达标，零件质量不合格。

②系统部件受力的影响。除零件加工工艺系统的受力外，零件被加工过程中，系统部件也可能受到影响。如机械加工系统设备各个部件之间的摩擦力、压力。在摩擦力、压力等外力的综合作用下，系统部件的影响也会对加工参数造成影响，从而影响零件加工的精度。部分系统部件在多外力的作用下，向被加工的零件施加压力，导致零件加工精度和零件表面精度受到影响。

2.2.2 热变因素

①刀具热变。机械加工过程中，刀具与加工件表面发生摩擦力，并因摩擦力产生热量。高精度零件加工过程中要求严格控制刀具热变，保持刀具稳定在规定的温度内相对的稳定性。当刀具与加工件表面摩擦力较大，刀具表面温度就会较高。当热量过高时，就会加剧刀具的磨损。刀具在高温摩擦下发生形变或磨损，进而导致零件加工精度降低。

②工件热变。加工件在长时间的加工过程中，也会发生与刀具类似的摩擦力。在摩擦力作用下，加工件的温度也会不断的升高，发生热变。当热变较大、热变持续时间较长时，在加工高精度零件时就容易造成工件发生形变，从而导致零件加工精度和表面精度降低。

③機床结构热变。机床在持续不间断的运行状态下，会发生热量积累。一部分热量来自于设备机床运行时产生的热量，一部分来自于摩擦力差生的热量。当机床积累的热量较多，机床温度过高时，容易发生机床形变。机床结构形变必然造成机械加工系统与加工件之间整体的锲合度降低，最终导致零件加工精度和加工件表面精度的降低。

3  提高零件加工精度的措施

3.1 加强工艺过程的控制

针对零件加工精度受机械加工工艺系统的影响，在零件加工过程中建议加强对整个加工过程的误差控制。第一，要加强设备的维护与保养，及时更换老旧或损坏的零部件，最大程度的控制设备零部件造成的原始误差。第二，要加强机械加工工艺及程序的规范性，提高加工工艺的标准化程度。在设计加工工艺时，精确计算几何误差，并通过全面检查刀具、夹具、量具等，反复测试各个流程的加工精度，来确保零件加工达到高精度的要求。第三，根据加工零件的实际加工需求合理的选择刀具、夹具、量具，使机械加工工艺系统与加工件保持较高的适应性，来预防几何误差。第四，加强加工环节的数据记录，通过整理分析总结问题，分析误差发生的原因，并加强影响误差产生的影响因素的控制，来预防机床误差造成的零部件加工精度降低的问题。第五，采用机械加工工艺系统自控制系统，将零件实际加工过程中产生的误差输入数控机床中，来提高加工工艺系统整体的加工精度。

3.2 加强设备加工的温度控制

企业要加强机械加工过程中对设备的温度控制。必要时需要增加通风设备或散热装置，来控制设备的温度，预防设备升温造成的刀具、加工件的热变性。当加工件进入砂轮打磨环节，巨大的摩擦力会导致加工件温度迅速升高。发生该问题，可采用冷水降温的方式来控制温度，预防加工件热变形的问题。

3.3 加强影响零件的外力因素的控制

加工零件、夹具、刀具易受机械加工工艺系统外力而导致加工件精度降低。针对该问题，所有的设备建议采用信息化管理的方式记录维护保养与记录信息，总结出设备及各部件维护保养的规律。按照设备维护保养规律执行设备检修。检查过程中一旦发生设备各部位零部件异常，或设备运行异常，及时检查夹具、加工件的位置是否发生偏移误差。一旦发生偏移误差，要立即调整到原位，来减少设备及设备各部件之间的压力、摩擦力对夹具及加工件的干扰，进而控制由此对零件加工件造成的精度降低的问题。

4  结语

综上所述，零件加工精度与机械加工工艺之间有着紧密的关系。机械加工工艺中，影响零件加工精度的因素来自于机械加工工艺内在因素及受力变化、热变等外部因素。在内外部因素的综合作用下，零件加工精度受到不同程度的影响。因此，提高零件加工精度必须加强对控制机械加工工艺内、外不同因素，以及对机械加工工艺过程的监测与管控，来预防影响因素的变化。在零件实际加工中，企业可以采取多种手段机械改进和调整加工工艺，及时对工艺系统进行升级，加强工艺过程中对影响零件加工精度的因素的控制，来实现有效提高零件加工精度的目的。

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