刍议机械加工工艺对加工精度的影响

张伟

摘 要：机械零件加工精度是指被加工零件的相互位置、几何形状、尺寸大小与理想几何参数间的关系。机械加工精度的影响因素包括几何精度、受力变形、热变形等。该文主要从上述三方面，浅析机械加工工艺对加工精度的影响，以提高零件加工的精度。

关键词：几何精度 受力变形 热变形

中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0058-01

1 机械加工工艺的概况

机械加工工艺是指根据加工工艺流程，采取相应的加工方式对生产对象的尺寸大小、几何形状、相对位置等进行改变处理，如此把生产对象加工成所需的半成品或者成品，而加工工艺流程往往视设备条件、产品数量、人工素质等而定。机械加工生产包括原材料的运输与储存、毛坯的制造、零件的热处理等环节，而加工工艺过程是指对原材料的尺寸大小、几何形状、相对位置等进行直接性改变的过程，此乃机械加工的关键性环节。机械加工包括大量生产、成批生产、单件生产三大类型。机械加工工艺路线的制定必须坚持“优先加工基准面、分精粗加工、优选加工设备”等原则。机械加工工艺规程的制定流程为：明确加工的工艺线路→测量出各工序的实际尺寸→明确各工序的加工设备。根据机械加工工艺的基本概况可知，机械加工精度的影响因素很多，比如几何精度、受力变形、热变形等。本文主要从几何精度、受力变形、热变形三方面，分别浅析机械加工工艺对加工精度的影响，以提高机械加工的精度。

2 机械加工工艺对加工精度的影响

2.1 几何精度的影响

机械加工工艺系统由夹具、刀具、工件、机床等组成，而工艺系统内各组成部分的几何精度均会对零件的加工精度造成或多或少的影响。就机床的影响而言，如果机床自身的制造精度存有误差，那么零件的几何形状、相对位置的精度亦会出现误差，此外如果机床的安装未能到位或者磨损程度较重，那么同样也会对零件的加工精度造成影响。就刀具的影响而言，零件加工过程，刀具与工件间始终保持着直接接触的关系，如此刀具的磨损程度定会相当严重，而如果继续使用此种被严重磨损的刀具，那么定会对零件的加工精度造成影响。就夹具的影响而言，零件加工过程，先固定零件后加工的加工顺序要求必须控制好夹具的误差，即夹具制造过程产生的误差、使用过程产生的安装误差以及定位误差、长期使用过后的磨损误差。针对上述情况，该文认为必须从以下方面进行控制，以规避几何精度对加工精度的影响：落实好检验工作，以规避夹具、刀具、机床等自身存有误差；采用针对性的补偿技术就磨损程度较轻的部分进行修正，或者更换掉磨损程度较重的部分；操作人员必须提升自身工作能力，切实控制好安装误差的出现，同时必须对工艺系统的几何精度进行定期或不定期的检查，如此提高零件的加工精度。

2.2 受力变形的影响

零件的加工精度不仅受到加工系统的几何尺寸的影响，同时也受到受力变形的影响，即运行设备对零件的加工过程，各种力定会作用到工艺系统，而当此作用的时间超出既定范畴，那么工艺系统便会出现变形现象，如此刀具的运行轨迹以及夹具与刀具的相对位置均会发生改变，进而对零件的加工精度造成影响。针对上述情况，本文认为必须从以下方面进行控制，以规避受力变形对加工精度的影响：用高强度的零件替换掉工艺系统内刚度较弱的部分，如此提高工艺系统的整体刚度或者降低工艺系统的变形程度；采用针对性的方法来降低工艺系统的载荷量，如此降低工艺系统的变形程度，例如采用受力小的夹装方法来规避工艺系统的变形。除此以外，工艺系统的残余应力亦会对零件的加工精度造成影响，而零件加工过程的热处理以及切削均会产生残余应力，如此势必造成工艺系统变形。针对此种情况，本文认为必须从下列方面进行控制：增强零件的刚度，以抵抗加工过程产生的残余应力；就被热处理的工件事先进行退火处理，以控制残余应力的产生量；优化工艺流程，以免粗精加工顺序出错影响到零件的加工精度。

2.3 热变形的影响

零件加工过程往往会经历若干环节，例如磨、铣、车等，而此过程定会产生大量的热量，如此势必导致工艺系统热变形的产生，进而影响到零件的加工精度。下文主要从机床、刀具、工件三方面，浅析热变形对加工精度的影响：就工件的热变形而言，工件的热变形对零件的加工精度起着直接性的影响，而此种影响定会随着零件加工精度要求的增高而变大。针对此种情况，常用的控制方法包括：零件加工过程，适当使用冷却液，以控制零件的表面温度；减少单次切削量，以控制单次热量的产生量或者增加热量的散发量；粗加工后，先停机散热后精加工。就刀具的热变形而言，刀具的热变形往往由切削过程所产生的热量所致，而零件加工过程，连续切削作业定会使刀具的热变形经历猛增、缓慢、平衡三大阶段。针对上述情况，常用的控制方法包括：优选刀具；合理确定切削用量；充分冷却以及润滑刀具。就机床的热变形而言，机床作为零件加工的必要设备，而机床工作过程，零件加工过程产生的热量以及外部环境均会对机床造成影响，从而导致机床的整体温度升高，外加机床具有热源不同、结构复杂、分布不均的特点，因此各部件温度的差异性定会使机床产生不均温度场，进而对机床的几何尺寸产生破坏作用，如此影响到零件的加工精度。针对上述情况，常用的控制方法包括：减少产热量，即采用改善或者隔离热源的方法来减少产热量；增加散热量，即采用冷却的方法来吸收加工过程产生的热量；快速实现机床的热平衡状态或者维持环境温度的恒定状态，如此规避机床的热变形影响到零件的加工精度。

3 结语

尽管我国机械加工工艺已经取得较大的精度，但机械加工生产领域存在的问题依然相当突出，比如文中提及的几何精度、受力变形、热变形对零件加工精度的影响。因此，零件加工过程，必须就影响到零件加工精度的各项因素进行严格控制，同时就常见的影响因素进行重点控制，如此提高零件的加工精度。

参考文献

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[2] 黄晓波.机械加工工艺对加工精度的影响[J].装备制造技术，2012（9）.

[3] 臧美丽.立式车床上大圆柱体上R弧槽机械加工方法[J].中国科技纵横，2011（4）.endprint