机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制

张朝国

摘  要：对零件加工精度而言，机械加工工艺对其影响非常大，主要体现在机械设备内在因素、加工过程的热变因素和受力因素等方面。因此，要想充分提高零件加工精度，保障零件加工质量，有必要从机械加工工艺对加工精度的影响方面出发，做好工艺控制和管理。要做好机械设备检修保养工作，严格控制加工制造过程，加强温度控制，合理避免外力影响，合理设计加工工艺等。

关键词：机械加工工艺;零件加工精度;影响;控制

中图分类号：TH161          文献标识码：A           文章编号：1672-4437（2020）01-0043-03

随着现代工业的不断发展和进步，当代制造业对零件加工精度的要求越来越高。如果零件加工精度达不到相应的质量标准，无法用于正常使用，只能成为报废品。因此，加强零件加工精度控制很有必要。而机械加工工艺作为对零件加工精度有着巨大影响的因素，已经成为现代工业零件加工精度控制的关键所在。

一、机械加工工艺及零件加工精度概述

（一）机械加工工艺

机械加工工艺是指利用传统机械加工方法并按照相应的图纸、标准、程序等对零件加工的全过程，根据加工方式的不同可以分为磨削、车削、铣削等。简单来说，机械加工工艺就是制造加工工件或者零件的工艺，其流程通常包括粗加工和精加工两部分，其中毛坯制造、打磨等属于粗加工，而车削、铣削等则属于精加工。机械加工工艺有着严格的标准与要求，同时也容易受到各种因素的影响，因此如果不严格按照相应标准与要求进行加工，很可能导致加工质量受到严重影响，甚至导致加工工件或零件成为废品。

（二）零件加工精度

顾名思义，零件加工精度就是指加工后零件与计划预想的零件在几何参数上的相符程度。精度越高，实际零件的几何参数就与计划预想越相符。也就是说，零件加工结果越符合预期，那么其加工精度就越高。在实际加工过程中，由于受到各种因素的影响，往往导致最终的加工精度存在偏差。因此必须加强对加工过程的严格把控，充分保障零件加工精度满足相应标准。

二、机械加工工艺对零件加工精度的影响

（一）机械加工工艺的内部影响

对零件加工精度而言，机械加工工艺对其影响首先体现在工艺内部因素上。所谓的内部因素是指机械加工工艺自身本来存在，并非由外界环境如温度、受力等引起的因素，这类因素所造成的影响是最难消除的。

机械加工工艺对零件加工精度的内部影响因素主要体现在相关机械设备本身误差上。任何机械设备都存在一定的机械误差，只不过当这些误差较小时不会对加工精度造成严重影响。但是当机械设备自身的机械误差超过一定范围，也就是超出零件加工精度要求后，将会严重影响加工精度，造成较大误差。另外，机械设备长期使用后，难免出现磨损的情况。磨损越严重，其在加工过程中出现的误差越明显。如果工作人员没有做好设备检修维护工作，就会导致设备磨损对机械加工质量产生影响，出现严重的加工精度偏差。还有一点需要注意的是，工作人员在机械加工工艺流程中没有严格按照相应标准及程序进行操作，就可能导致零件加工精度受到影响，无法达到预期的精度标准。而且这类问题较难被发现，往往需要通过拆卸重装的方式来解决。

（二）机械加工工艺的热变影响

在机械加工工艺流程中，容易产生大量的热量，并且会出现较为严重的热变现象，使得零件或设备变形，从而大幅降低零件加工精度。机械加工工艺流程中的热变形也分为三种，分别是刀具热变形、工件热变形、机械内热变形。所谓刀具热变形，就是刀具在加工过程中长期摩擦受热，当热量过多时，会导致刀具受热变形，从而影响零件加工精度。而工件热变形与刀具热变形的原因一致，只不过受热变形的对象由刀具变成了工件本身。在工件受热变形后，其加工精度自然难以得到有效保障，严重时更可能导致工件断裂。至于机械内热变形则与刀具及工件的摩擦无关，其往往是由机械设备长期高负荷运行所引起的。在机械设备内部热量过高并受热变形后，其内部机械连接组合位置很容易发生变化，从而导致内部组合不够紧密，无法满足加工精度要求。

（三）机械加工工艺的受力影响

机械加工工艺流程是依靠传统机械加工方法进行操作，必然少不了机械设备和工件之间的直接接触，并容易导致工件受力发生变化而影响加工精度。其中，最典型的工件受力形式就是工件受到机械设备的挤压而变形，从而使得加工后的零件成为不合格的残次品。与此同时，机械设备在运行时会受到外力的影响，只不过这些外力通常较小，不会对零件加工精度造成较大影响。但是当机械设备受到的外力增大时，同样会导致加工精度大幅降低并导致零件加工质量不合格。因此在实际操作中，机械设备受到的外力同样不可忽视，需要根据实际情况进行合理分析与控制。另外需要注意的是，机械加工工艺系统内存在一些应力，譬如切削加工的残余应力，同样会对加工精度造成不同程度的影响，需要进行有效控制。

三、控制机械加工工艺，保障零件加工精度的具体措施

（一）做好机械设备检修保养工作

减小机械设备本身存在的误差，是有效避免机械加工工艺内在偏差影响的有效途径。因此，相关工作人员应当做好机械设备检修保养工作，确保机械设备始终处于良好的运行状态，本身不会出现较为严重的偏差。首先，相关工作人员应当制定科学合理的定期检修维护方案，并严格根据方案对机械设备进行检修保养，将机械设备的自身误差控制在合理范围内。其次，工作人员应当对机械设备的使用情况进行详细而真实的记录，结合记录内容及实际检测情况对机械设备是否存在老化现象进行有效判断，并及时更换已经老化的设备及相关部件。

（二）严格控制加工制造過程

机械加工工艺流程的控制包含了从一开始的机械设备选购到最后的零件精度检验在内的所有内容，只有严格按照标准规范及程序进行操作，才能有效提高加工精度。首先，在选购机械设备时，需要根据实际要求选择合适的型号设备，在充分了解设备相关参数后再确定最终的选购设备，能够确保设备充分满足实际加工需求。其次，应当对机械设备的质量进行全面检查，通过查阅质量合格证书、实地检查等方式来保障机械设备的质量过关，不存在超出合理范围的集合误差。另外，工作人员需要在加工制造过程中严格依照相应的标准及规范进行操作，其中包括机械设备的使用规范、机械加工程序、机械加工标准等，这样可以充分避免人为误操作所引起的精度误差。需要注意的是，如果发现机械设备存在误差，可以通过计算出差值数据，并以误差补偿的方式来减小及消除误差，从而达到提高加工精度的目的。

（三）加强温度控制

在机械加工工艺流程中，受热变形广泛存在，包括刀具、工件及机械内部都容易受到温度影响而产生变形，导致加工精度难以满足相应需求。因此，必须加强机械加工制造流程的温度控制，防止热变形对零件加工精度造成严重影响。一般来说，刀具及工件热变形都可以通过降温操作来使刀具温度降低来避免。这是因为在正常使用情况下，刀具与工件之间不会存在过热变形的情况，但是在长期工作后，刀具的温度会大幅升高，从而导致刀具或工件受热变形。通常而言，在刀具长期工作且温度过高时，可以直接通过冷水降温这一简单、直接而有效的方式来对其进行降温，当然也可以利用其它方式进行降温处理。至于机械内热变形现象的发生，大多是机械内部摩擦严重或者工作时间过长所引起，通过涂抹润滑剂或停机恢复等操作即可达到降温效果。

（四）合理避免外力影响

机械加工工艺流程中的外力对零件加工精度的影响非常大，必须要对其进行有效控制，采取合理的方式来避免外力影响。在加工制造过程中，挤压力与摩擦力是最常见的外力形式，同时也是最容易引发零件加工精度问题的外力，需要进行重点控制。在进行机械加工之前，工作人员应当对机械设备及工件进行检查，确保设备零件固定部位及工件接触部位的挤压力在合理范围内，不存在挤压过紧的情况。为了进一步减小加工制造过程中的摩擦阻力，应当对机械设备的运转接触部位及刀具进行打磨处理，提高其表面光滑度，这样可以有效减小挤压力及摩擦力对零件加工精度所造成的影响，提高加工质量。

（五）合理设计加工工艺

以轴的加工为例，轴的结构除了考虑固定与支承外，还需要考虑到加工等工艺性要求。例如，需磨削的轴段，阶梯处应设有砂轮越程槽[如图（a）所示];需切制螺纹的轴段，应设有螺尾退刀槽[如图（b）所示];轴的长径比L/d大于4时，轴两端应开设中心孔[如图（c）所示]，以便加工时用顶尖支承和保证各轴段的同轴度。通过合理设计上述加工工艺能够提高零件的加工精度。

四、结语

综上，机械加工工藝对零件加工精度影响非常大，主要体现在机械设备内在因素、加工过程的热变因素和受力因素等方面。要提高零件加工精度，必须做好机械设备检修保养工作、严格控制加工制造过程、加强温度控制、合理避免外力影响及合理设计加工工艺。

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