机械加工工艺对零部件精度的影响

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摘要：随着市场经济的繁荣，机械制造行业也进入了飞跃发展时期，而机械加工是机械制造中重要的环节，其加工工艺与零部件的精度密切相关。本文主要论述了机械加工工艺流程和加工工艺路线制定，探讨了机械加工工艺和零部件精度的关系，并分析了其具体影响，从而不断提升加工工艺保证零部件精度要求。

关键词：机械加工工艺；零部件；精度

目前的经济生产中，各行各业均需要大量的机械设备，对其要求程度也越来越高，而机械设备的是由不同的零部件所构成的，只有精度符合要求的零部件才能制造出性能优越的机械设备。在机械加工中对零部件精度要求较高，但是在实际的机械加工中，存在一些因素会对零部件精度造成影响，从而降低了生产效率和零部件质量，因此应当探讨分析机械加工工艺对零部件精度的影响，不断改进提升加工效果。

一、机械加工工艺流程和加工工艺路线制定

(一)机械加工工艺流程

机械加工工艺流程分为两个部分，一为前期的生产过程；二为后期的加工工艺过程，这两个过程的最终目的是将原材料或者一些半成品材料制造为符合要求的成品。机械加工工艺的流程较为复杂，不单单是制作和加工，还有之前各项准备工作，包括原材料的运输和保管，制造毛坯以及后期对零件进行热处理和再加工等。由于机械加工工艺流程涵盖的环节较多，对零件成品要求也不同，企业一般需要不同的工序来完成生产需求，因此需要更为科学合理的方式提升对机械加工工艺流程的管理。目前在经济发展速度较快和科学技术进步的大环境中，各个企业均采取了先进系统的管理方式，加强了生产组织和生产过程中的各个环节管控，以提高企业生产效率和质量，使之在市场中以较强的竞争力脱颖而出。

(二)机械加工工艺路线的制定

只有在机械加工之前制定好加工工艺路线，确定好在每一个工序时需要使用的材料和工具，以及加工的具体参数等，才能妥善的完成机械加工过程。在制定加工工艺路线时，首先要保证优先加工基准面，细化加工的过程，由条理的逻辑顺序将其分为几个阶段，应当先加工平面然后再加工孔，要保证平面以及孔位置的正确和精度。其次机械加工时精细加工和粗加工要分开操作，确定分别所使用的机械设备，保证设备规划的合理性和匹配度，然后在安排热处理工序的时间及后续加工事项[1]。

二、机械加工工艺和零部件精度之间的关系

机械加工工艺是指通过具体的加工工艺的过程，采取特殊的方式或者特定的手段进行改变被加工对象的形状、尺寸以及性质等，使之达到满足在其他机械制造设备中的需求，即生产出符合需求的零部件。零部件的加工精度是机械加工工艺中必须满足的质量需求，零部件的精度是指可满足设计中的具体参数，例如几何形状、尺寸以及形状扣互相位置等，其相符程度越高，则表示加工出的零部件的精度越高。机械加工工艺需要通过工艺规程和工艺流程实现零部件的精度加工需求，工艺规程主要是将以往符合制造需求和优化后的工艺流程的内容进行文字记录，标志成一定的规章制定，以便在后续的工艺加工中可按标准执行，或者加工其他类型零件时予以借鉴。工艺流程是实施机械加工的具体过程，与最终零部件的精度具有直接的关系，且影响因素较多例如工人技术水平、专业素质、设备运转的情况、加工的产品设立等等。零部件在机械制造中以及市场中是经常用到的物品，制造精度符合标准的零部件对于人们使用以及其他方面来说具备重要的作品，因此在机械加工工艺中，一定要保证零部件的精度。机械加工工艺的方式较多，不同的工业对于零部件精度而言效果不同，为提升零部件的精度，需要科学合理的机械加工工艺，并不断进行精细化改进。因此零部件的最终精度直接受机械加工工艺的准确性和实用性影响，而同理也只有精密合理的机械加工工艺才能制造出精度符合实际需求的零部件，两者之间相辅相成密不可分。

三、机械加工工艺对零部件精度影响分析

(一)加工几何精度对零部件精度的影响

在零部件机械加工的过程中，其打磨、切割等过程均需要人工完成，因此从一定程度而言，操作精度很难分毫不差，导致最终零部件的几何参数存在误差，容易影响其几何精度的误差因素如下：

1.刀具的精度

刀具是进行机械加工时常用的设备，在机械加工时对零部件的几何精度影响较大，尤其是一些在一些特殊的加工方式中，刀具的精度的影响作品十分巨大。刀具在切削的过程中，不可避免的会由于刀刃、刀面和工件以及切屑的摩擦力作用而发生磨损，一旦达到一定的磨损值后，便会增大工件表面的摩擦值，进而在刀具切削的过程中发生振动使切削的颜色和形状发生变化，降低了工件的精度。为提升工件的几何精度，减少刀具精度对其影响，提高切削的效率，应当提高成型刀具的安装精度和耐磨性，可以在设备安装时增设显微镜，实现高精度刀具安装，并选用高性能耐磨的刀具。在实际使用刀具的过程中，应当加强对刀具的养护，通过采用冷却润滑剂以及采用补偿装置对磨损进行自动补偿等，提升机械加工中零部件的精度[2]。

2.机床主轴的回转误差

机床是控制机械加工过程中其他设备的重要工具，其在持续不断的运转过程中主轴很容易发生回转误差，由于受到多种因素的影响，主轴不断的偏离标准中心轴线，导致产生一定的误差，进而会通过加工的动力体现到加工的零部件身上。主轴的转动动力主要控制了刀具和加工的零部件的相对位置，其一旦发生偏差，便直接影响了工件表面的加工平整度。为控制机床主轴的回转误差，避免对零部件精度产生较大的影响，应当在机床主轴安装时严格按照操作标准进行装配，并在后期的使用过程中勤加保养，多加观察做好润滑工作减少主轴回转误差。

(二)加工中受力变形对零部件精度的影响

机械加工工艺系统组成主要分为四个部分，分别为机床、工件、工具和夹具，在加工的过程中会受到各种作用力，包括工具的切削力、夹具的夹紧力以及工件本身的重力等，在这些力的综合长期作用下，导致系统内部产生一定的疲劳，而在疲劳状态下部件会发生一定的变形，且变形不可恢复形成误差。其受力变形一般分为如下形式：

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，当刀杆的刚度小于外圆车刀的刚度时，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.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。

(三)加工过程中的热变形对零部件精度的影响

在机械加工的过程中由于物体和物体之间的摩擦作用，会产生较多的热量，例如机床的运动和切割等，再加上加工系统的多余应力也会产生部分的热量，在这些无法避免的热量的影响作用下，会对各部件的正常运转造成一定影响，会使系统发生热变形，引起一些加工精度的误差。

1.工件热变形

工件在实际加工工程中，会受到热量的侵蚀导致发生变形，工件的一些部位一旦发生变形，便会大幅度降低工件的整体精度，尤其对于一些精度要求较高的工件，为预防和改善工件热变形的情况，应当适当使用冷却剂，避免工件局部过热而产生变形。

2.刀具热变形

一般刀具的热变形多由于切削过程中产生的热量，当刀具在切削过程中持续不断的运行，会增加热量的散发，并使刀具持续变形直到达到稳定状态。为解决刀具热变形问题，在切削过程中应当增加使用润滑剂和冷却剂，促进刀具散热，降低刀具热变形程度。

3.机床热变形

刀具的切削热、工件的摩擦热等多个热量散发均会作用到机床中，更是由于热源散布的不均匀而导致机床的复杂结构局部温度过高，最终影响加工的零件精度，应当针对具体变形情况采取措施加以控制。

四、结语

综上所述，机械加工工艺和零部件精度之间是不可分割的关系，应当注意和分析加工中几何精度、加工中受力变形以及加工中的热变形对零部件产生的影响，通过实际有效的措施加以控制和调节，研制出优秀的机械加工工艺，不断提升零部件的精度和质量。

参考文献：

[1]郑勇.浅析机械加工工艺对零部件精度的影响[J].科技创业家.2013(10):39-40.

[2]刘东凯.机械加工工艺对零部件精度的影响[J].科技创新与应用.2013(30):15-16.

[3]江敦清.浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].黑龙江科技信息.2010(16):57-59.

作者：李磊 单位：西京学院