影響精密零件加工工藝要素的分析

孫洋洋 王慶陽

摘要：隨著我國社會的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在機械零件加工方面也有所提高。但是一個精密零件的加工僅僅靠一臺加工零件的設(shè)備是完全不夠的，除此之外還需要良好的加工零件環(huán)境和專業(yè)的零件加工操作人員。所謂工藝要素就是在零件加工過程中的重要環(huán)節(jié)。本文從零件的工藝環(huán)境要素人手，詳細的分析，介紹了工藝路線的優(yōu)化配置要素，零件裝卡要素，加工溫度控制要素，平衡要素和優(yōu)化切削要素。希望給相關(guān)文章一些借鑒作用。也希望我國的機械零件加工行業(yè)能夠發(fā)展的越來越好。

關(guān)鍵詞：精密零件；加工工藝；影響要素

一、工藝環(huán)境要素

精密零件的加工對工藝環(huán)境要求非常嚴(yán)格，加工的環(huán)境，要在恒溫、隔振和凈化的情況下進行，其溫度應(yīng)控制在20攝氏度，環(huán)境的相對濕度要保持在40攝氏度以內(nèi)、機床地基的隔振系統(tǒng)固有頻率<2HZ、加工區(qū)的凈化度應(yīng)為每立方英尺中大于0.11m的微粒含量應(yīng)不多于10顆，這是保證精密件加工的基礎(chǔ)。對于要求更高的精密零件的超精加工，以上環(huán)境要素要求，還遠遠滿足不了加工要求，甚至要求在二次恒溫間以及獨立操作間，才能滿足精密件加工要求。

二、工藝路線的優(yōu)化配置要素

作為精密零件的加工，其加工精度不僅局限在最終工序中，其全部工藝路線制定的是否合理，是保證加工精度的關(guān)鍵所在。一個精密零件的工藝路線，必須經(jīng)過精心設(shè)計、合理優(yōu)化，才能保證該件的精度指標(biāo)。首先，應(yīng)該認真分析零件的幾何結(jié)構(gòu)、精度指標(biāo)的核心部位精度要求、材料特性、熱處理要求以及使用性能要求等。然后，合理選擇零件的毛坯、合理使用加工設(shè)備、采取合理的去應(yīng)力工藝措施等諸多工藝環(huán)節(jié)合理配置，在生產(chǎn)組織過程中，嚴(yán)格按工藝流程進行實施，在工序過程中，嚴(yán)格檢驗。對于一般零件，其工藝路線為：粗加工——時效——半精加工——精加工即可。而對精密零件的加工，這樣的加工路線顯然是不夠的，必須將工藝路線加長，并適當(dāng)穿插時效處理，并配置超精加工工序，才能保證加工要求。通常工藝流程為：一次粗加工——一次熱時效——二次粗加工——二次熱時效帶振動時效）——半精加工——振動時效即可一一精加工——自然時效（或低溫穩(wěn)定處理）一一精密加工。其中，零件的熱處理要求，應(yīng)根據(jù)零件的整體硬度、局部硬度、表面硬度的不同要求，進行適當(dāng)?shù)拇┎灏才?。而零件精度的穩(wěn)定處理也非常關(guān)鍵和復(fù)雜，簡單的一兩種方法己無法滿足要求，通常根據(jù)需要采取多種方式進行，如：去應(yīng)力退火、低溫穩(wěn)定處理、振動時效、自然時效、甚至采取冷處理等工藝手段，以達到保證精密零件的精度穩(wěn)定要求。

三、零件的裝卡要素

在零件加工過程中，卡緊是完成零件加工中可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而卡緊方式、卡點的分布位置、卡緊力的大小是影響零件加工精度的關(guān)鍵。如卡緊方式不得當(dāng)，則會在一個精密零件的加工過程中，會因卡緊變形，而導(dǎo)致零件精度超差。在精密零件的加工中，卡緊方式的配置為：

（1）卡緊力的方向：優(yōu)先選用卡緊力的方向為影響零件精度的非敏感方向，這樣，因卡緊力使零件產(chǎn)生的彈性變形而帶來的精度附加因素減小。

（2）卡緊點的分布：應(yīng)避免卡緊點集中，使零件的受力集中，導(dǎo)致零件局部變形。采用均化布局的方式，同時，要求卡緊點的位置，必須作用在定位面上，提高卡緊剛度，避免變形。

（3）卡緊力的控制：精加工時，卡緊力的大小至關(guān)重要，過大的卡緊力不但不必要，反而會直接影響零件的加工精度。由于在零件的精密加工時，切削力較小，推薦采用定表（千分表）卡緊法，即在每個卡緊點的位置處，支表進行卡緊，表的變化量不大于零件的精度值的1/3即可。

四、加工溫度控制要素

在精密零件加工過程中，由于加工中各部位產(chǎn)生的熱量不均，使零件產(chǎn)生熱膨脹，從而帶來加工誤差。為此，工藝上應(yīng)采用對零件整體沐浴冷卻以及刀具內(nèi)冷的組合方式，進行零件加工場溫度均化工藝措施，進行溫度控制，控制零件加工過程中，因溫度不均勻，而導(dǎo)致零件的精度超差的現(xiàn)象。

五、平衡要素

平衡要素包括兩個方面：機床自身的熱穩(wěn)定平衡及工件、刀具的平衡。

（1）機床自身的熱穩(wěn)定平衡：精密零件在裝卡找正后，不可直接進入加工環(huán)節(jié)，必須將機床進行運轉(zhuǎn)，使工作母機各關(guān)鍵部件的溫度達到均衡穩(wěn)定后，方可進行精密加工。

（2）工件、刀具的平衡：在精密加工過程中，工件、刀具的平衡至關(guān)重要，它是影響精密零件加工的重要因素之一。為滿足該類零件的加工需求，帶動了高精機床制造業(yè)的快速發(fā)展，這類機床在結(jié)構(gòu)上，配備有工件、刀具自動平衡系統(tǒng)，對工件或刀具在加工過程中產(chǎn)生的不平衡量進行自動補償，此外，在工件或刀具安裝前，還需對它們做靜平衡。對于不具備工件、刀具自動平衡系統(tǒng)的機床，工藝要求，在工件、刀具安裝時，應(yīng)進行靜平衡，或使用便攜式動平衡測量儀進行校正。

六、優(yōu)化切削要素

零件加工的刀具、切削液、切削用量是保證工件順利加工及精度的基礎(chǔ)。首先，按工件的材料及零件加工要求選用正確的刀具，優(yōu)先選用高速、精密刀具，這類刀具具有切削速度高，紅硬性好、耐用度高等優(yōu)勢，對高精密加工具有明顯優(yōu)勢。其次，必須建立良好的溫控環(huán)境，正確選擇應(yīng)用好切削液是提高工件精度的關(guān)鍵，它可以穩(wěn)定零件的精度等級。再次，合理匹配切削用量，可以減小工件在加工過程中的切削力、切削變形、工件的發(fā)熱與變形等，可以大幅度的提高零件的加工精度。通常，對于高精密零件的加工，選用高速、小切深、小進給的切削用量來完成。在精密零件的加工中，選用一臺與之精度相匹配的機床固然重要，同時，還要匹配好優(yōu)化的工藝路線，并做好上述諸多工藝要素的充分準(zhǔn)備，才能加工出高標(biāo)準(zhǔn)的精密零件。

七、結(jié)束語

綜上所述，對于精密盤狀多孔零件的加工，孔隙的加工既是加工的重點，也是加工的難點，對零件整體的加工精度有直接的影響。要保證此類零件的加工質(zhì)量和精度，要選擇合適的機床、制定科學(xué)的工藝方案，采用特殊的夾具進行裝夾，選擇合適的刀具進行切削，并在切削用量上恰當(dāng)?shù)目刂?。采取此加工工藝加工出來的樣件，符合零件要求，為后面的批量生產(chǎn)加工打下了基礎(chǔ)，也為類似零件的加工提供了參考和借鑒。

參考文獻：

[1]鄭修文.機械制造工藝學(xué)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[2]陳旭東.機床夾具設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[3]張鵬飛，徐劍.在臥式銑床上橫向裝夾簡易分度裝置的設(shè)計[J].機械，2008，35（1）：64-66.