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機械零件的精度在機械加工過程中占據(jù)著重要的地位和關(guān)鍵性的作用,精度一般是指加工之后零件的幾何參數(shù)與加工之前零件參數(shù)的兼容性。其中,兩者之間的適合度越高,則證明整個零件加工的精度就越高,相應(yīng)的加工質(zhì)量也較好。
車床的加工工藝需要根據(jù)工藝的步驟和規(guī)劃來實現(xiàn)對零件的精度的把握,工藝的規(guī)劃指的是對滿足生產(chǎn)零件要求的工藝步驟進行的記錄,進而形成生產(chǎn)的經(jīng)驗,慢慢演變?yōu)橐环N規(guī)章制度,便于在以后的加工生產(chǎn)中按照相關(guān)的規(guī)章制度生產(chǎn)出符合要求的零件[1]。工藝步驟是機械設(shè)備生產(chǎn)的過程,這與零件生產(chǎn)的最終精度有著直接的影響,影響零件生產(chǎn)精度的因素很多,有加工工人的操作方法、設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況和設(shè)備的加工精度等。
加工車床程序作為我國機械制造業(yè)機械加工工藝中至關(guān)重要的一部分,其技術(shù)水平的發(fā)展程度嚴重影響著機械加工的精度與質(zhì)量。現(xiàn)階段,我國大部分機械制造企業(yè)的機械加工工藝,都是采用數(shù)控的方式來對機床的運行實施控制。因此,機械加工中車床數(shù)控技術(shù)的效率與水平將直接影響所要加工的機械零件的精度與質(zhì)量。我國機械制造企業(yè),在進行數(shù)控機床的編程工作時,要充分根據(jù)所要加工的零部件的具體特征與需求來對數(shù)據(jù)進行精確的設(shè)置[2]。與此同時,還要對編程原點進行科學(xué)、合理的選擇,并在實際的機械加工過程中注重對有效的數(shù)控數(shù)據(jù)進行記錄與分析,以提升車床加工過程中零件的精度。
車床的加工設(shè)備主要是由車床、零件、工具和夾具四部分構(gòu)成,在對零件進行加工時,車床內(nèi)部會受到多種力共同作用,這些包括工具斜削力、夾具的夾力等,在這些力的共同作用下,很容易使車床內(nèi)部的部件產(chǎn)生疲勞現(xiàn)象,在這種狀態(tài)下進行生產(chǎn),加工的零件精度會受到影響,無法進行回復(fù)。一般的受力變形可以大致分為外力作用和殘余應(yīng)力的作用,外力作用主要指的是刀具與零件的剛度,在刀桿的剛度小于限定標準的時候,會出現(xiàn)刀桿變形的現(xiàn)象。車床本身的承受力發(fā)生變化,加工精度就會隨之發(fā)生影響。殘余應(yīng)力作用是指焊接過程中出現(xiàn)的應(yīng)力,在澆筑之后,零件的溫度會發(fā)生下降,從而形狀就會發(fā)生變化,致使殘余應(yīng)力的出現(xiàn),對零件的加工精度造成影響,所以要通過有效措施避免殘余應(yīng)力的出現(xiàn)。
根據(jù)機械工藝的要求,在加緊工件之前,讓它在機床的夾具上的有正確位置,并始終保持它在加工過程中位置不變的工藝裝備,叫做機床夾具。簡言之用于裝夾工件的裝置叫機床的夾具,簡稱夾具[3]。其中,定位是使零件在機床的夾具中找到正確位置的過程;夾緊是在零件在定位后,將它固定好,并使它在加工過程中保持位置不變的操作。在夾具設(shè)計的時候,必須根據(jù)待加工的工件選擇合適的定位元件,比如以平面做基準面的時候,可以選擇定位釘、定位板等作為定位元件;以圓孔定位的時候,可以選擇圓柱銷作為定位元件;以工件的外圓柱表面定位的時候,可用V型塊作為定位元件。選擇定位元件的時候,保證其平整性,特別是以定位銷作定位元件時,需調(diào)整好各銷,使其高度統(tǒng)一。如果點位元件不平整,這樣就起不到一個定位的作用,從而影響工件在加工過程中產(chǎn)生位置誤差,使加工出來的工件成為不及格品。所以只有工件在正確的位置上固定好,才能保證機床加工的穩(wěn)定進行。
在應(yīng)用機械加工工藝進行零件制造時,經(jīng)常會產(chǎn)生幾何誤差,產(chǎn)生這種情況的原因有很多,主要可以分為三個方面。首先,是加工機床的原因,有的機床由于使用的制造工藝較為落后,導(dǎo)致其一出廠就存在一定的瑕疵,極易引發(fā)幾何誤差的出現(xiàn),這種誤差通過調(diào)整機床是很難修復(fù)的,最徹底的辦法就是更換機床。而且隨著機床使用時間的增加,其內(nèi)部的元件會出現(xiàn)磨損問題,會對加工精度產(chǎn)生一定的影響[4]。其次,在零件加工的過程中需要使用刀具,刀具也是影響加工精度的重要因素,刀具在長時間的使用過程中,其的位置會隨著作業(yè)數(shù)量的增加而逐漸移動,最終致使幾何誤差超出規(guī)定的誤差范圍。最后,工裝夾具在使用一段時間后,加工人員會適當(dāng)調(diào)整夾具的位置,但是由于其專業(yè)能力的限制,導(dǎo)致調(diào)整過后的夾具位置存在偏差。
在金屬加工的時候,刀具與工件之間相互摩擦,被切削層的金屬發(fā)生彈性、塑性變形都會產(chǎn)生熱,這就是切削熱的主要來源。其中,加工塑性金屬的時候,切削熱主要來自于剪切區(qū)的形變、刀具的前面與切屑的摩擦所消耗的功;加工脆性材料的時候,切削熱主要來自于刀具的后面和工件的摩擦所消耗的功。加工的時候所產(chǎn)生的熱,主要是以熱傳導(dǎo)的方式,由廢屑、零件、刀具和介質(zhì)等向外面?zhèn)魃?。因此在加工過程中,如果產(chǎn)生大量的切削熱,而又未能及時的排出,則會導(dǎo)致毛坯工件迅速升溫,特別是在加工某些熔點偏低的塑性材料的時候,高溫使其結(jié)構(gòu)改變,性能不穩(wěn)定,由于熱脹冷縮,使加工出來的工件并未能達到精度要求。同時,過高熱量也會對刀具及機床床身產(chǎn)生一定不良影響,比如改變刀具的性能,降低刀具的剛度等。因此,在加工過程中,除了選擇正確的加工參數(shù)和刀具,最好加入冷卻介質(zhì)等。
零件在機械加工的過程中很容易受到外力變化的影響,因此,機械加工企業(yè)相關(guān)工作人員應(yīng)積極重視機械加工設(shè)備的維修與保養(yǎng),要對設(shè)備的加工平臺定期進行清掃與打磨,避免機械設(shè)備因碎屑的殘留而發(fā)生銹蝕,進而影響機械加工的效率與精度[5]。此外,機械加工企業(yè)在進行裝夾工作時,還要嚴格使用符合標準的夾具以及合理的裝夾方式,防止零件因裝夾不當(dāng)而被擠壓變形。在進行機械加工工作時,應(yīng)科學(xué)結(jié)合零件材料的特殊性質(zhì),選擇適合的加工刀具與切削速度,避免由于設(shè)備選擇的不合理而加大零件的誤差。
機械加工工藝活動的開展受溫度因素的影響較大。在機械加工工藝活動的開展過程中,溫度過高或者溫度過低都會給整個零部件的生產(chǎn)精度帶來影響。因此,在具體的加工操作時,就應(yīng)合理的控制溫度,確保溫度的設(shè)置能夠有效的滿足機械零部件的生產(chǎn)要求,這樣就能提高整個零部件的生產(chǎn)精度。此外,我們還可以通過調(diào)節(jié)溫度的方式來實現(xiàn)對機械加工速度的調(diào)整,這樣就能確保將溫度控制在合理的范圍之內(nèi),以此也就能提高機械零部件的加工效率。
如何有效杜絕由幾何精度誤差造成的機械零件質(zhì)量下降現(xiàn)象,是機械生產(chǎn)加工行業(yè)必須要解決的問題。首先,設(shè)備與零部件的采購人員應(yīng)該做到以質(zhì)量第一為原則,因為加工機械零件的設(shè)備質(zhì)量將在很大程度上決定零件的幾何誤差,因此,必須要保證機械設(shè)備的絕對合格。除此之外,質(zhì)量檢驗人員應(yīng)該充分理解設(shè)備本身也可能帶來誤差的基本特性,在實際的檢驗過程中,檢驗人員應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)對設(shè)備的改進策略進行闡述,提供給技術(shù)人員一定思路,真正實現(xiàn)檢驗與技術(shù)融為一體。最后還應(yīng)該對加工的機械零件進行定期的誤差統(tǒng)計,通過大數(shù)據(jù)分析來處理所得數(shù)據(jù),將誤差數(shù)據(jù)送入機床系統(tǒng),從側(cè)面提升加工設(shè)備的性能,最終提升生產(chǎn)線的加工水平。
機械加工企業(yè)想要快速提高其機械加工的精度與效率,就要注重專業(yè)技術(shù)人才的引進與培養(yǎng)。一方面,應(yīng)加大人才的引進力度,積極開展校園招聘與社會招聘,擇優(yōu)選拔出專業(yè)技能與綜合素質(zhì)都較高的技術(shù)人才加入到機械制造企業(yè)中來,為機械制造行業(yè)注入更多新鮮的優(yōu)質(zhì)血液。另一方面,還應(yīng)加強對企業(yè)內(nèi)部機械操作人員的崗位技能培訓(xùn),積極組織企業(yè)員工開展專業(yè)知識學(xué)習(xí),聘請具備高超專業(yè)技能與豐富工作經(jīng)驗的老師來對其進行針對性的技術(shù)培訓(xùn),以提高企業(yè)內(nèi)部機械加工操作人員的整體專業(yè)能力與綜合素質(zhì)。
伴隨著機械加工工藝技術(shù)的不斷發(fā)展,我國在這領(lǐng)域中的企業(yè)也獲得了較大的發(fā)展。為了保證零件質(zhì)量,這些企業(yè)或工廠積極開發(fā)新技術(shù),但是也要投入大量的人力、物力和財力的支持,希望本文中提到的一些建議或者觀點對整個機械加工工藝的發(fā)展帶來一些幫助。