机械加工工艺对零件加工精度的影响研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 10 日 作者简介：程剑峰（1981），男，汉族，江苏连云港人，中级职称，本科学历，研究方向为机械制造、机械冷加工中工艺路线和方法研究，设备维护与管理等。-155-机械加工工艺对零件加工精度的影响研究 程剑峰 郅大伟 陆宝明 扬州力德工程技术有限公司，江苏 扬州 225131 摘要：摘要：零件加工精度好坏一定程度上取决机械加工质量，机械加工工艺达到相关标准，就可以保证零件加工精度。同时，在机械加工期间，经常会被多因素所影响，出现机械刀具与工件位置产生变化，无法满足生产需求，零件加工精度较大，限制了机械行业发展进程。对此，为保证零件加工的精度，就需要对机械加工工艺影响因素进行总结，并且有针对性进行解决，从而消除负面影响，确保零件加工精度，实现良好的加工效益，也希望通过下面的研究和阐述，为相关研究工作提供一定参考。关键词：关键词：机械加工工艺；工艺路线；内应力；零件加工；精度 中图分类号：中图分类号：TG659 在机械零件加工期间，经常会受到多种因素影响，这样不仅会影响加工效率，加工精度也会下降，严重影响机械企业生产效益。同时，机械加工对于机械零件来说，有着十分重要的作用，主要是因为加工所完成的几何参数直接决定了机械零件加工的精度，所以加工和零件精度之间形成正比，只要保证机械零件加工精度，才能获取良好经济效益。但是，为了保证机械零件加工精度，并且明确和总结影响机械零件加工的影响因素，并且提出相应解决措施，确保机械零件加工的精准性。1 机械零件加工精度概述 机械零件加工主要是对零件几何参数进行加工，几何参数主要包括：长度、宽度、厚度、形状、位置，以及标准零件等相关参数等，并且所加工零件与标准零件加工参数产生较大差异的话，就会影响机械零件加工精度，也将这种情况叫零件加工误差，所以零件加工精度与零件加工之间的误差为反比关系1。同时，机械零件加工精度一般包括以下几项内容：（1）机械零件加工大小精度一般取决于零件长度、高度、厚度，以及宽度等，确保各项参数处于标准范围，这样才能保证机械零件加工的精度。零件的大小精（2）通常情况下，机械零件加工形状以正方体或者圆柱体为主。（3）任何机械零件加工的精度都不能处于 100%的状态，都会存在着一定的误差，这时如何有效控制零件加工误差。将误差限定于最小范围内，成为机械零件加工的关键。在机械零件加工期间，需要对影响零件精度原因进行总结，并且掌握零件加工误差的规律性，从而采取有效解决措施，降低零件加工误差，促使误差降低到最小数值，提升机械零件加工的精度2。另外，在机械零件加工期间，经常会受到诸多因素的影响，导致相同措施在不同情况下也会产生较大误差，这时就需要对机械加工工艺进行严格控制，从而将零件误差降低到合理范围内，确保机械零件加工的精度。2 机械加工工艺对零件加工精度因素 机械加工工艺将机械原材料进行加工，加工成符合相关要求的零件，最终形成所需要的机械产品。但是，在机械零件加工期间，影响因素诸多，很容易影响零件加工精准，所以在解决该问题之前，需要对影响因素进行总结和研究，这样才能确保问题解决的有效性。2.1 机床夹具 机床夹具是机械零件加工中重要加工，根据加工需求确保工件在夹具位置上，并且在机械零件加工期间，工件位置一定要固定不变，这时就需要使用机床夹具，夹具在夹具工件确定了定位和夹紧等，其中定位是指工件在夹具中找到准确位置过程，然而夹紧是指工件定位以后进行固定，避免产生移动。但是，在机械零件加工期间，加工零件如果平整度较差，这样就会影响定位的作用，并且工件位置就会产生误差，中国科技期刊数据库 工业 A-156-进而影响机械零件加工的精度。另外，定位零件在定销的情况下，如果未能结合实际情况进行合理调整，高度参差不齐，这样也会给零件加工带来负面影响。2.2 机床夹具、机床误差 机床是由动力源、支撑件、冷却系统、润滑系统、传动系统等方面组成，并且机床型号的不同，技术参数也是不同的，所以在机械零件加工期间，如果未能根据加工生产需求，合理选择机床型号，就会影响机械零件的精度3。同时，机床精度影响因素有很多，主要有几何、运动、工作、定位等精度因素，并且任何一个因素产生较大误差，都会直接反映在机械零件产品上。例如：如果传动部分产生较大误差，这时在机械零件加工期间，机床轴就会呈现拖拉情况，并且轴所移动距离如果小于机械加工工艺相关要求，就会影响机械零件加工精度。2.3 切削热 在机械零件加工期间，刀具和零件经常会产生摩擦，并且工件切削层会存在弹性或者塑性变形等情况，引发发热情况，这也是机械零件加工切削热产生的主要因素。同时，由于刀具与零件之产生摩擦，就会产生大量功耗，这也是切削热产生的主要因素，并且在机械零件加工期间，受到热传导的影响，可以利用零件、介质、刀具等散发。所以，机械零件加工期间，切削热产生以后，并且无法及时散发，就会导致温度急剧升高，此时如果零件加工熔点较低，在高温作用下零件结构就会产生变化，并且在受到热胀冷缩的背景下，机械零件加工精度就会影响。另外，在机械零件加工期间，如果过多热量对机床自身和刀具就会造成一定影响，主要因为机床和刀具在温度的影响下，刚度就会产生一定变化，进而给零件加工带来负面影响。2.4 零件内部残留应力 在机械零件冷加工中，不同坯料的零件内部残留的应力大小不同，这些应力最终会反馈在零件的形位公差尺寸上。零件毛坯有锻件、铸件、粉末冶金、棒料、棒料、焊接件等，不同毛坯类型，根据零件精度要求选择不同的热处理方案。2.5 热处理工艺安排顺序对精度的影响 不同的热处理工艺路线会影响最终零件精度。热处理工艺的作用是消除应力、细化零件组织及提高零件硬度、力学性能等。对于高精度的零件，需要多次安排热处理工艺，以期达到消除内应力对零件精度的影响。例如高速线材模块轧机的箱体，该零件为钢质焊接成型件，最终零件形位公差基本要求 9 级精度，同轴度、位置度、轴线平行度、垂直度、平面度、孔圆度均要求 0.012。钢质焊接件，内部残留应力很大，为保证最终零件精度，需要进行多次热处理，消除内应力，以保证精加工后尺寸不发生变形，保证零件尺寸精度和形位公差。工艺路线为：毛坯时效退火粗加工退火半精加工去应力退火抛丸精加工。不同的工艺路线其经济性也是不同的，这里不做赘述。3 机械加工工艺控制措施 机械加工是利用机械设备对零件外形和尺寸进行加工，并且对零件性能进行改变，但是在整个过程中，任何一个环节出现误差，都会影响零件加工精度，导致最终加工产品质量较差4。对此，为保证机械零件加工精度，就需要对整个机械加工工艺进行控制，并且可以从以下几点展开。3.1 机床与工具合理选择 机床与工具直接影响着机械零件加工的精度，所以在机械加工期间，必须合理选择机床与工具，避免因为机床和工具使用不合理产生负面影响。同时，在机床选择期间，需要重点考虑机床的刚度和精度，主要因为刚度如果较高，可以避免机械加工振中出现振动情况，促使机械零件加工精度达到保证，提升零件产品质量。另外，在工具选择方面，需要将几何形状、刀口质量和材料等作为考虑重点，主要因为刀具几何形状是影响机械零件加工精度的主要因素，所以质量较好的工具，可以降低磨损程度，避免刀具出现断裂，确保机械零件加工精度。3.2 合理设置工作坐标系与工装 其实，工作坐标系和工装也是机械加工中一项重要环节，所以为保证机械零件加工精度，必须合理设置工作坐标和工装，减少机械加工过程误差问题的产生。同时，在工作坐标系与工装合理设置期间，需要重点考虑零件集合特征，以及车削刀切削方向等，并且确保工作坐标系转轴与加工平面处于平行或者垂直等状态，以此减少机械加工所产生的误差5。另外，工装属于机床上夹持零件工具，所以在合理设置期间，中国科技期刊数据库 工业 A-157-应当对几何特点、切削力作用方向等进行综合考虑，并且还应当关注工装刚度和稳定性，避免因为工装所产生误差，提升机械零件加工精度。3.3 温度控制 温度变化对机械加工工艺有着很大影响，高温或者低温都会影响机械零件加工精度。因此，在机械加工期间，一旦出现温度过高等情况，这时就需要进行降温处理，可以利用冷却液介质降温，避免高温所带来的负面影响。例如：在机械零件加工期间，经常因为刀具反复切割，再加上刀具和零件之间产生较大摩擦，这时温度就会不断升高，零件就会产生变形，基于这种现象需要根据机械零件加工工艺，以及零件加工特点，合理选择降温介质，对温度环境进行有效控制。3.4 夹紧力控制 夹紧力也是影响机械零件加工精度的重要因素，所以在机械加工工艺控制期间，需要注重摩擦力、挤压力等夹紧力的影响，可以根据机械加工相关要求，以及零件特点对摩擦力和挤压力等进行削弱，从而对夹紧力进行有效控制6。但是，在夹紧力控制期间，应当注意以下几点：（1）在机械加工之前，需要做好机械设备检查工作，主要是判断设备零件是否存在松动或者不紧实等情况，这时就需要做好调整工作。同时，在调整完成以后，还需要进行二次检查，检查合格以后，才能正式开始加工。（2）需要做好机械设备表面打磨工作，目的是降低机械设备与零件之间摩擦降低到最小，从而确保机械零件加工精度。同时，需要判断机械设备加工是否存在振动，如果存在振动需要立即进行处理，避免振动外力影响加工精度。3.5 其他控制措施 为减小机械加工工艺对零件加工精度的影响，首先需要根据机械加工工艺以及设备现有情况进行升级，并且需要将先进的工艺技术引入机械零件加工中，保证机械零件加工精度。同时，根据机械设备使用情况，定期做好维护和保养工作，一旦发现故障需要立即进行解决，确保机械加工设备处于最佳运行状态7；其次，需要结合机械零件质量要求，对机械加工工艺进行优化，合理设置各项工具和机床参数，减少加工中所产生的误差；最后，从加工技术人员角度来说，需要定期做好培训工作，促使技术人员对机械加工工艺有着全面掌握，不断提升工作能力，这样也为提升机械零件加工精度给予基础性保障。4 机械加工工艺调整 结合机械零件加工需求，做好机械加工工艺调整，也可以提升零件加工精度。但是，在机械加工工艺调整期间，应当重点考虑以下几点。（1）加工工艺在调整期间，需要根据加工手册以及工作指南，例如：加工与切削速度，产品与加工刀具相互作用等，这样才能确保机械加工的精准。同时，在机械加工之前还需要对机械零件进行处理，可以采用喷砂、扩孔、磨削等方式进行处理，这样可以提升机械零件表面的光滑度，以及零件尺寸的精准度，从而减少机械加工误差的产生。（2）结合机械设备加工运行情况，对加工刀具进行检查和维护，并且对磨损较为严重的刀具应立即进行更换，以此减小加工误差产生的可能性。另外，应当对机械加工设备运行情况，对机械加工工艺进行优化，主要包括机械加工细节，这样可以将机械加工工艺影响降低到最小化，提升机械加工工艺的有效性以及可靠性。总的来说，只有对机械加工工艺技术水平以及设备使用状态不断提升以及优化，才能提升机械加工水平，促使机械零件，加工精度得到保障。（3）根据机械零件加工的相关要求，对加工环境温度需要做出相应调整，尤其是高精准度加工，容易受到温度变化的影像，这时对加工环境温度进行适当调整，避免温度带来负面影响8。同时，在机械零件加工环境温度调整期间，应注意环境、湿度，以及清洁等方面，只有符合相关要求，才能确保机械零件加工质量。5 结束语 综上所述，在机械零件加工期间，由于影响因素较多，例如：机床夹具、机床误差、切削热、热处理方案、工艺路线等方面，都会影响零件加工精度，导致最终加工零件产品达不到图纸要求。所以，在机械零件加工期间，需要严格控制整个机械加工工艺过程，并且结合实际情况作出适当调整，尽可能消除影响因素，将加工误差控制到合理范围内，提升机械零件加工精度，提升产品质量。另外，在未来发展中，应用中国科技期刊数据库 工业 A-158-先进数控机床，根据实际机床加工能力，不断优化和改进工艺路线，促进机械加工质量和效率的提高，降低生产成本，形成自我竞争力。参考文献 1赵静.机械加工工艺对零件加工精度的影响与控制研究J.造纸装备及材料,2023,52(06):110-112.2钱如敏.机械加工工艺对零件加工精度的影响C/中国智慧城市经济专家委员会.2023 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