機(jī)械加工過(guò)程中零件精度的研究

裴世峰，譚陽(yáng)偉

（廣東省南方技師學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512023）

眾所周知，機(jī)械加工產(chǎn)品的最終品質(zhì)，是由成品零件的最終精度來(lái)決定的。相關(guān)的零件產(chǎn)品在其加工制造的各項(xiàng)環(huán)節(jié)中，采用的加工工藝和其成品的加工精度有著非常直接的聯(lián)系，因此對(duì)于機(jī)械加工制造過(guò)程中的工藝水平，對(duì)于提高零件產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而提升企業(yè)的綜合效益發(fā)揮了巨大的作用，現(xiàn)階段我國(guó)加工制造領(lǐng)域的工藝方法還未實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化加工過(guò)程，因此零件成品的尺寸和形狀往往會(huì)出現(xiàn)一定程度的偏差，對(duì)于企業(yè)整體生產(chǎn)的進(jìn)度及質(zhì)量均會(huì)帶來(lái)一定程度的不利影響。亟需相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員積極進(jìn)取，尋求突破。

1 機(jī)械加工制造過(guò)程中的工藝方法上普遍存在的問(wèn)題簡(jiǎn)述

1.1 制造方法及相應(yīng)的技術(shù)比較落后

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造加工領(lǐng)域的相關(guān)工藝還沒(méi)有達(dá)到完全自動(dòng)化程度的流程，為此在廠家機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員實(shí)際的加工的進(jìn)程中往往會(huì)發(fā)生最終成品的外觀尺寸及形狀不夠規(guī)范、技能生疏，以及現(xiàn)場(chǎng)操作人員執(zhí)行不合規(guī)的情況，機(jī)械產(chǎn)品的加工制造過(guò)程需要達(dá)到的目標(biāo)是高精度的結(jié)果，為此在產(chǎn)品的加工制造方法和使用的技術(shù)如果比較落后，機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員將會(huì)造成最終制造出來(lái)的零件的精度和預(yù)期的水準(zhǔn)存在一定程度的差異，使得最終成品的合格率明顯下降[1]。

1.2 可能對(duì)加工制造方面的工藝技術(shù)造成影響的各類因素簡(jiǎn)述

國(guó)內(nèi)機(jī)械產(chǎn)品零件加工制造進(jìn)程中多數(shù)情況下是使用與人工技術(shù)及人工手動(dòng)操作，因此機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在實(shí)際操作的時(shí)候可能比較容易被外部的各類因素所干擾，使得機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員加工出來(lái)的零件產(chǎn)品的尺寸和外形發(fā)生一定程度的偏移、磨損甚至變形的情況，導(dǎo)致最終成品件的尺寸精度出現(xiàn)明顯的下降。

1.3 過(guò)熱情況可能造成零件產(chǎn)品發(fā)生變形

機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在加工企業(yè)進(jìn)行機(jī)械零件產(chǎn)品加工制造的進(jìn)程中，生產(chǎn)過(guò)程中使用的加工設(shè)備可能散發(fā)出一定量的熱能，這些不必要的熱量將會(huì)造成加工制造過(guò)程中的模具出現(xiàn)細(xì)微程度的變形情況，此時(shí)機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員加工制造出來(lái)的機(jī)械零件產(chǎn)品也會(huì)相應(yīng)地出現(xiàn)一定程度的外形改變，可能導(dǎo)致零件產(chǎn)品上出現(xiàn)不必要的縫隙，零件產(chǎn)品制造加工的精度顯著下降，最終造成機(jī)械零件產(chǎn)品的實(shí)際合格率出現(xiàn)不必要的降低。

2 機(jī)械加工制造過(guò)程相關(guān)工藝方法對(duì)于零件精度產(chǎn)生影響的主要因素簡(jiǎn)述

2.1 機(jī)械零件產(chǎn)品加工制造系統(tǒng)中的內(nèi)部因素

通常來(lái)講，有關(guān)機(jī)械零件制造精度的各類影響要素之中，制造加工系統(tǒng)中的內(nèi)部要素是導(dǎo)致最終成品出現(xiàn)精度問(wèn)題的最重要原因，機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員必須根據(jù)相關(guān)的規(guī)定及行業(yè)的規(guī)范實(shí)施相應(yīng)的加工操作。制造系統(tǒng)內(nèi)部原因?qū)е碌漠a(chǎn)品精度出現(xiàn)下降，這類情況出現(xiàn)后若想完全消除是比較困難的，例如機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在機(jī)床設(shè)備的產(chǎn)品加工進(jìn)程之中，工件的外觀幾何尺寸精度方面的誤差將會(huì)造成相應(yīng)的零件后期制造過(guò)程中的尺寸精度出現(xiàn)相對(duì)比較大的誤差。為此相關(guān)加工設(shè)備的調(diào)試過(guò)程中有關(guān)軟件程序的調(diào)試對(duì)于搬運(yùn)相關(guān)的部分提出了比較高的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員加工設(shè)備的品質(zhì)及加工精度對(duì)于零件的最終產(chǎn)品精度有非常大的影響。通常制造流程中應(yīng)用的機(jī)床設(shè)備采用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為尺寸相對(duì)比較大的聯(lián)軸器裝置，這樣的設(shè)計(jì)能夠有利于保證零件的加工制造精度。機(jī)械設(shè)備安裝過(guò)程中的誤差可能造成機(jī)械加工制造零件在制造進(jìn)程中的尺寸精度發(fā)生顯著偏差和影響，機(jī)械加工制造裝置在生產(chǎn)制造進(jìn)程中出現(xiàn)的磨損是其比較直接的因素[2]。

2.2 機(jī)械制造加工系統(tǒng)中的外部因素

加工制造系統(tǒng)在機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員執(zhí)行進(jìn)程中機(jī)械裝置的形變?cè)谀承┣闆r下將會(huì)被一些外部因素所影響，進(jìn)而造成零件加工精度的明顯降低，并且使加工制造系統(tǒng)各種裝備的壽命也有所降低。一般來(lái)講，影響機(jī)械零件精度的制造系統(tǒng)的外部要素主要包含：第一類，制造系統(tǒng)中的機(jī)械加工裝置排布過(guò)分密集，導(dǎo)致機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員加工操作的過(guò)程中容易發(fā)生各類干涉的情況，在機(jī)械加工制造系統(tǒng)工作的進(jìn)程之中，各類制造中需要使用的工具、夾具及其他類型的零部件都承受了非常繁重的工作載荷。伴隨著加工制造過(guò)程時(shí)間的延長(zhǎng)，機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員某些承受高強(qiáng)度載荷的部件出現(xiàn)形變或竄動(dòng)，引起零件加工制造精度的進(jìn)一步降低；第二類，在零件的制造進(jìn)程之中，機(jī)械加工裝置的多數(shù)零部件均要承受數(shù)值較大的載荷，此時(shí)對(duì)于零件在制造進(jìn)程中相關(guān)尺寸的精度將會(huì)造成不可避免的影響。機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在工件的搬運(yùn)系統(tǒng)中，相關(guān)的零部件也將承受非常巨大的載荷，零件在搬運(yùn)的過(guò)程中也會(huì)對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)相應(yīng)的反力作用。除了上述2類壓力載荷對(duì)于制造系統(tǒng)會(huì)造成顯著的影響，機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員加工制造系統(tǒng)的內(nèi)部各個(gè)相關(guān)零部件之間因?yàn)橄鄬?duì)運(yùn)動(dòng)所造成的摩擦，也非常容易造成相關(guān)零部件發(fā)生磨損，零部件加工的過(guò)程如圖1所示。

圖1 零部件加工過(guò)程

2.3 機(jī)械制造加工系統(tǒng)中存在熱變因素的影響

機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在機(jī)械零件產(chǎn)品的加工過(guò)程中，制造系統(tǒng)工作時(shí)，可能對(duì)零部件的制造精度產(chǎn)生不利影響的要素包含了熱變化的要素，通常來(lái)講，熱變化要素主要包含了加工用的刀具、待加工的零件和加工機(jī)床設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)等。第一，在制造系統(tǒng)進(jìn)行零部件加工制造的進(jìn)程之中，切削過(guò)程會(huì)對(duì)加工刀具加熱，加工刀具在對(duì)待加工零件實(shí)施切削的過(guò)程中，機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在反復(fù)進(jìn)行加工操作的時(shí)候，加工刀具和待加工零件間將會(huì)產(chǎn)生非常大的摩擦力，摩擦的過(guò)程中將會(huì)使得零件本身發(fā)生一定程度的熱變形效應(yīng)，對(duì)于零件成品的最終精度造成顯著的影響。第二，零件在加工過(guò)程中的熱變化一般會(huì)出現(xiàn)在零件本身長(zhǎng)度尺寸數(shù)值比較大的情況下。如果在相關(guān)零部件的生產(chǎn)制造過(guò)程中，其長(zhǎng)度尺寸具有相應(yīng)的要求，此時(shí)因?yàn)槟ハ骷庸さ倪^(guò)程中長(zhǎng)度尺寸較大的原因，零件最終的表面溫度數(shù)值非常高，不過(guò)此時(shí)零件內(nèi)部區(qū)域的溫度數(shù)值和周邊環(huán)境的溫度具有較大差異。一般來(lái)講，機(jī)床設(shè)備整體出現(xiàn)發(fā)熱的情況，不但會(huì)對(duì)機(jī)床設(shè)備自身的平穩(wěn)工作帶來(lái)不利的影響，還會(huì)在其溫度過(guò)高的時(shí)候影響機(jī)床設(shè)備的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而對(duì)零件加工精度及零件的最終品質(zhì)造成不利的影響。

3 機(jī)械制造加工過(guò)程的工藝方法對(duì)零件制造精度進(jìn)行控制的對(duì)策簡(jiǎn)述

3.1 對(duì)于機(jī)械加工設(shè)備進(jìn)行全面的檢測(cè)，進(jìn)一步完善加工程簡(jiǎn)序

在通常狀況下機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在零件的加工制造過(guò)程中，相關(guān)工程技術(shù)人員為了深入研究其加工制造工藝方法對(duì)機(jī)械加工零部件尺寸精度的影響因素，首先需要依據(jù)機(jī)械加工制造裝備的生產(chǎn)工藝方法實(shí)施詳盡分析和研究，隨后認(rèn)真分析工藝方法，從細(xì)節(jié)著手，深入研究機(jī)械產(chǎn)品制造過(guò)程的程序系統(tǒng)中存在的各類實(shí)際情況和問(wèn)題[3]。

3.2 機(jī)械加工過(guò)程中的溫度控制研究

由于不同類型數(shù)控加工中心能夠承受不同的加工溫度，在通常狀況下機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員必須使用物理降溫法，進(jìn)行深度降溫處理。有些機(jī)械零件的精度比較高，基于此相關(guān)零件的加工工藝技術(shù)要求非常高，隨之產(chǎn)出的溫度也逐步提升，基于此機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員必須結(jié)合機(jī)械零件加工的具體要求。零件加工過(guò)程中的冷卻液降溫法如圖2所示。

圖2 零件加工過(guò)程中的冷卻液降溫法

3.3 數(shù)控編程技術(shù)研究

3.3.1 編程對(duì)于數(shù)控機(jī)床銑削精度的影響研究

機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員使用淤加工技術(shù)進(jìn)行行之有效的把控。機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在進(jìn)刀和退刀編程中，銑削精度受刀具本身直徑的急劇變化和機(jī)床速度的影響，基于此機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員需要重新規(guī)劃圓弧的相關(guān)參數(shù)。數(shù)控加工中心CNC銑削加工過(guò)程中的正確銑削順序原理如圖3所示。

圖3 數(shù)控加工中心CNC銑削加工過(guò)程中的正確銑削順序原理圖

3.3.2 數(shù)控加工中心CNC銑削路線的科學(xué)選擇研究

機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在實(shí)際加工操作過(guò)程可以參照?qǐng)D4（a）銑孔加工能夠減小加工步驟。機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員在使用此類技術(shù)的過(guò)程中Y方向的加工精度卻被制約了，不適合銑削對(duì)定位精度要求較高的工件。假如定位精度要求高的零件，機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員就需要參照?qǐng)D4（b）。這種處理方法雖然導(dǎo)致加工路徑的延長(zhǎng)，但Y方向的銑削精度可以得到很好的控制。機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員必須科學(xué)合理地選擇設(shè)計(jì)及工藝基準(zhǔn)，進(jìn)而確保機(jī)械加工的質(zhì)量。數(shù)控加工中心CNC加工過(guò)程中的螺紋孔加工線路工序示意圖如圖4所示。

圖4 數(shù)控加工中心CNC加工過(guò)程中的螺紋孔加工線路工序示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在零件進(jìn)行機(jī)械加工的過(guò)程中，影響加工精度的因素是非常多的，如果機(jī)械加工相關(guān)數(shù)控加工中心工程技術(shù)人員沒(méi)有進(jìn)行合理把控，加工出來(lái)的產(chǎn)品就不能滿足高精度的要求。應(yīng)保證相關(guān)機(jī)械加工企業(yè)的生產(chǎn)能效，進(jìn)而增強(qiáng)我國(guó)在機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力。