淺析機(jī)械加工工藝對零部件精度的影響

陸永康

[摘 要]隨著社會(huì)工業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)械行業(yè)得到長足的完善，作為機(jī)械制造業(yè)的重要組成部分的機(jī)械加工，其機(jī)械加工工藝對零件加工精度及質(zhì)量具有關(guān)鍵性影響，因此，在開展機(jī)械加工過程中，要對加工工藝進(jìn)行合理選擇，選用更為嚴(yán)格的加工控制方法，促使加工質(zhì)量得到保證，滿足零部件相關(guān)精度標(biāo)準(zhǔn)和要求。本文分別從幾何精度、受力變形及殘余應(yīng)力等方面，分析機(jī)械加工工藝對零部件的精度狀況所產(chǎn)生的影響，并對此提出相應(yīng)的解決措施，為相關(guān)應(yīng)用提供理論支撐。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械加工工藝；零部件；精度；影響

中圖分類號：TH161 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0093-01

引言

機(jī)械加工工藝作為整個(gè)零部件進(jìn)行加工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在具體的加工過程中，會(huì)存在相應(yīng)力的作用，同時(shí)還會(huì)存在熱量，這些因素均會(huì)影響整個(gè)工藝系統(tǒng)，進(jìn)而對于零件的精度產(chǎn)生一定影響。所謂機(jī)械加工工藝就是在相關(guān)加工工藝的基礎(chǔ)上，運(yùn)用一些方式對加工對象相應(yīng)的幾何形狀、性質(zhì)及尺寸等進(jìn)行改變，并促使加工對象向自身所需要的相應(yīng)產(chǎn)品或者半成品予以轉(zhuǎn)變。

一、加工工藝當(dāng)中幾何精度對于零部件精度所產(chǎn)生的影響

從加工工藝本身來分析，機(jī)床所具有的精度會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)的精度狀況產(chǎn)生直接性影響，所以，相關(guān)加工刀具在具體的速度及變化上，均由機(jī)床對其進(jìn)行控制和操作，并且對零部件產(chǎn)生直接性的作用。有時(shí)會(huì)因?yàn)闄C(jī)床自身所具有的精度問題，對零部件相應(yīng)尺寸及外形方面的精度產(chǎn)生不足的狀況，比如主軸回轉(zhuǎn)存在誤差等，機(jī)床主軸所存在的回轉(zhuǎn)誤差狀況，會(huì)對零部件加工表面所具有的幾何精度產(chǎn)生直接決定作用。與此同時(shí)，在主軸相應(yīng)的徑向及軸向方面出現(xiàn)輕微的搖擺狀況，對于不同零部件加工在精度狀況上均會(huì)造成影響，比如在純徑向方面的圓跳動(dòng)狀況，對于零部件加工就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的圓度誤差的現(xiàn)象，雖然此種誤差所產(chǎn)生的平面誤差，對于零部件的端面產(chǎn)生影響；如若主軸出現(xiàn)純角度的擺動(dòng)狀況時(shí)，在具體的零部件加工過程中，就會(huì)對其相應(yīng)圓柱度造成誤差狀況；而如若主軸在軸向方面出現(xiàn)攢動(dòng)狀況時(shí)，當(dāng)零部件在具體的加工過程中，其端面也就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的平面度的誤差狀況，所以，在具體的機(jī)械加工過程中，要對主軸環(huán)節(jié)的相關(guān)安裝、制造及設(shè)計(jì)的精度狀況予以提升，最大限度的將主軸轉(zhuǎn)動(dòng)過程中所存在誤差進(jìn)行減少，從而達(dá)到零部件精度提升的目的。

在實(shí)際加工過程中，還需要對零部件進(jìn)行相應(yīng)的固定操作，此外，在固定過程中還應(yīng)就刀具之間保持一定的距離關(guān)系，因此，對于夾具的使用一定要選擇專業(yè)化的。對于夾具所產(chǎn)生的誤差來講，通常情況下其主要來自與出廠時(shí)在具體的制造過程中的誤差，并且在使用過程中，其具體的安裝過程、定位誤差及磨損誤差等，當(dāng)夾具在固定零件的過程中，經(jīng)常存在反作用力的實(shí)際狀況，至此，則會(huì)造成機(jī)械的變形及勞損狀況，此種狀況人們往往予以忽略。在具體的零件加工過程中，如若發(fā)現(xiàn)夾具、刀具甚至是整個(gè)機(jī)床出現(xiàn)發(fā)生誤差時(shí)，需要對其進(jìn)行有針對性的調(diào)整。針對上述三者所產(chǎn)生的誤差來講，對于誤差的控制，可以采用相應(yīng)的補(bǔ)償技術(shù)予以完成，并且促使誤差控制在一定的可控范圍之內(nèi)。針對那些精度比較高的機(jī)床來講，其自身通常情況下均會(huì)自帶相應(yīng)的補(bǔ)償裝置，在具體的使用過程中，可以根據(jù)實(shí)際操作需要對其進(jìn)行相應(yīng)的矯正操作。然而在實(shí)施操作的過程中也可能會(huì)出現(xiàn)一定誤差狀況，主要由于在實(shí)施調(diào)整的過程中，完全精準(zhǔn)的狀況時(shí)不存在的，調(diào)整誤差產(chǎn)生的元嬰有很多，但是在具體的調(diào)整次序及方法上存在不同，那么所產(chǎn)生的誤差狀況也會(huì)存在差異。

二、在加工過程中所存在的受力變形對零部件精度所產(chǎn)生的影響

在整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施加工時(shí)，其往往存在各種力相互作用的狀況，并且在長期力的支撐及受力下，在系統(tǒng)的內(nèi)部會(huì)發(fā)生相應(yīng)的疲勞狀況，如果此種疲勞狀況如果長時(shí)間持續(xù)作用，其所造成的變形將不可恢復(fù)。然而在具體的機(jī)械加工過程中，當(dāng)重力、切削力及傳動(dòng)力等對整個(gè)工藝系統(tǒng)進(jìn)行影響下，就會(huì)造成零部件外形產(chǎn)生相應(yīng)變化。當(dāng)采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零部件加工時(shí)，在受力的作用下，其刀具所具有的位置就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)變化，并且促使加工過程中其相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生相應(yīng)的變化，并進(jìn)一步造成加工過程中的池翠誤差及幾何誤差的產(chǎn)生，對零部件的加工精度產(chǎn)生影響。

在具體的加工過程中，在各種受力的作用下其所存在的誤差主要存在以下幾個(gè)方面：（一）刀具剛度。如果圓車刀存在剛度比較大的狀況時(shí)，如若其相應(yīng)的刀桿的剛度不足時(shí)，上述二者之間所存在的剛度差就會(huì)促使刀桿在受力的狀況下出現(xiàn)變形，并對孔的加工精度造成一定影響。（二）工件的剛度。如果工件的剛度狀況差于刀具或機(jī)床的剛度狀況下，在對零部件進(jìn)行加工過程時(shí)，工件則會(huì)由于其剛度的不足，從而造成變形的狀況，對零部件加工精度造成一定影響。（三）機(jī)床剛度。針對機(jī)床剛度的測定來講，當(dāng)前對其只能通過實(shí)驗(yàn)的方法予以完成。具體措施：（一）將加工系統(tǒng)的載荷進(jìn)行降低，對所受到的力的作用給與減少。（二）將整個(gè)加工系統(tǒng)的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行增加，比如機(jī)床材料的選擇等，能夠?qū)崿F(xiàn)受到外力影響減少的目的。在具體機(jī)械加工過程中，針對那些比較薄弱的環(huán)節(jié)來講，對其材料選擇可采用高強(qiáng)度、抗壓及抗拉等，避免在零部件加工過程中出現(xiàn)變形狀況，另外，還可達(dá)到使用壽命延長及誤差概率降低的效果。

三、殘余應(yīng)力對零部件加工精度所產(chǎn)生的影響

在對加工對象進(jìn)行制造時(shí)，會(huì)存在參與應(yīng)力的產(chǎn)生，比如在鍛造、焊接或鑄造毛坯的過程中，其所產(chǎn)生的應(yīng)力狀況；針對加工對象來講，由于其自身所存在的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，或其各個(gè)部分存在薄厚不均勻的狀況，其就會(huì)導(dǎo)致毛坯各個(gè)部分之間，在冷縮速度上出現(xiàn)不均勻或不平衡的狀況，其內(nèi)部的金屬組織在不同的溫度狀況也也會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變，因此，在所加工對象的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力狀況。然而在具體的機(jī)械加工過程中，將加工對象的應(yīng)力層予以切除，對于其所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力并不能達(dá)到消除的效果，反而對于工件內(nèi)部的應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)改變的狀況，其內(nèi)部的參與應(yīng)力還會(huì)進(jìn)行重新分布，最終造成工件報(bào)廢的狀況。因此，應(yīng)對上述內(nèi)容采取針對性的措施，比如對于殘余應(yīng)力的消除，可以采用人工時(shí)效及自然時(shí)效予以完成。對于人工時(shí)效來講，還可將其進(jìn)行劃分，即振動(dòng)時(shí)效及熱時(shí)效，所謂熱時(shí)效就是將相關(guān)加工對象完成后，再次放進(jìn)爐內(nèi)，并將其進(jìn)行加熱，然后隨著爐溫降低而冷卻，此種方法可達(dá)到工件鑄造及鍛造過程中所產(chǎn)生應(yīng)力消除的效果。所謂振動(dòng)時(shí)效具有采用激震蕩其，實(shí)現(xiàn)對加工對象給與共振的效果，以此達(dá)到對相關(guān)應(yīng)力消除的目的，此種方法在具體的操作上也比較簡單，能夠有效節(jié)約資源，此外，在前期投資上也比較少，在應(yīng)力的消除方面也比較徹底。針對鑄造及鍛造采用自然時(shí)效來講，當(dāng)毛坯已經(jīng)成型的情況下，將工件先行一段時(shí)間放置，當(dāng)其溫度得到自然降低之后，促使其在自身應(yīng)力予以消除的效果，此種方法在機(jī)械加工時(shí)間上比較長。

結(jié)語

隨著我國機(jī)械加工工藝水平的不斷提升，有效推動(dòng)了我國機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展，然而當(dāng)前我國相關(guān)領(lǐng)域與西方發(fā)達(dá)國家仍然存在比較大的差距，尤其是安歇零部件高精度加工領(lǐng)域更為突出。因此我國要不斷提升機(jī)械加工基礎(chǔ)，并加快高質(zhì)量機(jī)床系統(tǒng)的研究步伐，促使你我國數(shù)控機(jī)床加工精度的不斷提升，另外，還需要注重專業(yè)人才的培養(yǎng)工作，在研究過程中將相關(guān)問題予以消除，實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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