加工工艺对机械零部件加工精度的影响及优化措施

摘要：现代社会对机械零部件加工精度的要求越来越高，而要提高零部件加工精度，确保加工工艺科学合理性十分重要。当下影响机械零部件加工精度的因素主要来自内部与外部两个方面，其中内部影响因素有机械加工设备自身的误差、机床加工设备磨损以及人员操作管理问题，外部影响因素有热变形因素、受力因素，为了进一步提高零部件加工精度，需要从降低外部因素对加工过程的影响、加强对加工温度的管控以及强化加工工艺水平三个方面进行加工工艺优化。

关键词：加工工艺;机械零部件;加工精度;影响

中图分类号：TH16                                        文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）09-0123-02

0  引言

随着现代社会经济的不断发展，促使许多行业领域产生了非常大进步，机械制造行业为了满足不同行业的发展需求，许多有用的、先进的机械设备被设计与生产出来，并广泛运用到许多行业领域中，为推动各个行业发展做出了重大贡献。然而当下人们已经不能够满足与机械设备完成相应的动作与功能，更希望机械设备拥有更好的应用性能与安全性能。每一个完善的机械设备，其都是通过许许多多的零部件组合而成，所以，机械产品质量与应用效果的好坏受到每个零部件品质与加工精度的影响，为了确保生产制造出的机械设备具有良好的稳定性与可靠性，必须要加强各个零部件加工过程的检查与管理，不符合使用需求的零部件，坚决不能够流入到装配环节。与此同时，影响零部件品质的重要因素是加工精度，精度较差的零部件，质量往往也是不达标的，为此应当要不断提高零部件加工精度，寻找出影响零部件加工精度的主要因素，剖析原因，寻找解决方案，科学合理设置加工工艺，保证生产加工的零部件具有良好的加工精度。

1  机械加工工艺概述

1.1 机械加工工艺流程

机械加工工艺流程通常表示为进行某个零部件加工时，实现从毛坯件到成品件的各个流程[1]。人们依托于加工工艺来调整毛坯件的外形尺寸，从而确保零部件尺寸精度，这其中涵盖了粗加工与精加工，一般情况下，零部件先进行粗加工，最后再进行精加工。需要特别说明的是，这里的粗加工表示为对零部件毛坯件进行简单的切削加工，不需要保证零部件的加工尺寸与表面粗糙度等。在粗加工完成之后进入到精加工工序，需要对零部件加工尺寸、粗糙度等参数进行分析，保证加工完成的零部件能够满足图纸要求，整个精加工过程需要耗费较长的时间，加工成本也相对较高。

零部件在完成精加工以后，需要对完成的零部件进行尺寸测量与检测，通常该工作由专业的部门或者人员负责，当检测的零部件符合加工要求后，将其放置到成品区或者合格区，当检测的零部件不符合加工要求时，需要进行二次加工与返修，对于不能返修的零部件做报废处理[2]。

1.2 机械加工工艺规程

机械加工工艺规程通常表示为零部件在进行生产加工前，根据零部件的具体加工要求制定的生产流程与计划，并形成有参考意义的工艺文件，紧接着对这些工艺文件开展审批与查阅工作，进而获得机械加工工艺规程。工艺文件通常涵盖了机械加工工艺在零部件切削加工中的加工流程、加工方式以及加工设备运行状况三个部分[3]。

2  机械零部件加工精度的影响因素分析

2.1 內部影响因素

在零部件进行加工过程中，内部影响因素会对零部件加工精度产生重大影响，也是当下影响零部件加工精度中十分普遍的一种因素，具体表现在以下几个方面：

首先，机械加工设备自身的误差。机械加工设备是一个十分紧密的设备，本身包含了十分复杂和多样的零部件，这些零部件共同作用实现了机床的正常运转，正常来说，尽管机床在生产加工与装配过程中会产生参数误差，但是这些误差范围都十分小，基本上可以不考虑，然而当机床工作环境不稳定或者受到一些外力时，就会使得误差范围扩大，进而产生机床加工精度不达标的问题。例如，数控车床在安装过程中，地基平整性不好，机床没有安装稳固，在运行时会由于震动而产生一定的晃动，也可能会出现数控车床内部加工产生没有安装零部件特征进行相应的调整，这些都会导致机床加工误差较大，不能够很好的保障加工精度[4]。

其次，机床加工设备磨损。机床在正常使用过程中，相互运动表面都会产生一定的磨损，可以说这样的问题是不可避免的。此外当机床长时间高负荷运转或者使用操作不规范等时，会导致机床内部零件磨损严重，就会使得误差范围扩大。比如说数控车床在日常使用过程中，刀具的进给机构、换刀机构以及刀具本身都是产生一定的磨损，尤其是在进行一些难切削材料加工时，会导致刀具磨损速度过快，如果没有及时更换新刀具，会导致加工尺寸超差，难以保证加工精度。

最后，人员操作管理问题。加工工艺的执行还与设备操作人员的实际操作状况有密切的联系，假如加工机床操作人员拥有扎实的理论知识与实践技能、丰富的加工经验以及认真负责的工作态度等，就可以很好的避免人为因素对加工精度的影响。然而，从当下机床设备操作人员实际状况来看，许多工作人员对加工工艺流程不了解，不能够深入领悟加工技术要点，加工过程中马虎大意，必然难以保证零部件加工精度。比如说，一些操作人员在进行零部件加工时，当加工工艺与自身的经验相矛盾时，往往会以自身的经验为主，而没有严格按照加工工艺来执行，从而导致零部件产生加工精度误差。

2.2 外部影响因素

外部影响因素一般表示为不是机械加工设备自身因素以及操作因素导致的加工精度误差，出现这种问题的主要原因，是由于热变形以及受力等原因产生的加工精度误差。

首先，热变形因素。机床设备在切削加工过程中，刀具会与工件表面产生直接的接触，比如说进行车削加工、磨削加工等，在此过程中都会出现较大的热量，当热量较低、时间较短时，产生的热量并不会对机床与工件产生一定的影响，然而当机床设备处于长时间高负荷运转时，会产生庞大的热量，当散热不良时会造成大量热量聚集，一方面会引起机床本身部分结构件的热变形，另一方面也会导致加工工件受热产生变形，在这种情况下，机械加工设备既不能够严格按照设定的路径进行加工，也容易产生加工操作不当，降低零部件加工精度。

其次，受力因素。现阶段，要想实现机械零部件加工，依然需要与零部件进行直接的接触，在此过程中不可避免的会对工件产生一定的力[5]。一般来说，机床设备通过刀具进行零部件切削加工或者磨削加工时，都会对零部件产生一定的挤压破坏，即便加工工艺科学合理，操作规范，也会影响到零部件加工精度，不可避免的产生一些不合格品。当设备操作人员在进行加工参数优化与调整时，没有考虑到加工受力变形因素，会造成零部件加工不稳定，产生较大的加工误差。另外，机械加工操作也会产生应力，尽管非常轻微，然而如果得不到有效管控，也会对零部件加工精度产生较大影响。

3  机械零部件加工精度优化措施

3.1 降低外部因素对加工过程的影响

在进行机械零部件加工时，外力会影响到零部件加工精度，主要有挤压力、摩擦力等，当有外力存在时，难以有效保证零部件加工精度，为了降低外部因素对加工过程的影响，可以从以下几个方面进行。第一，在进行零部件加工前，操作人员应当要对加工设备运行状况进行检查，当发现有结构件运动阻力较大时，需要对其松紧度进行科学合理调整，防止加工过程中对零部件产生力。第二，在进行机械零部件加工过程中，必然会伴随着摩擦力，比如说在开展零部件加工时，机床刀具与零部件接触就会出现摩擦力，当加工动作持续进行时，摩擦力还会不断的增大，为了降低摩擦力对零部件加工精度的影响，应当要定期对机床设备表面进行打磨，有效降低对零部件加工过程的影响，提高零部件加工品质，确保零部件加工精度满足图纸要求。

3.2 加强对加工温度的管控

正常情况下，机械零部件加工过程必然会产生热量，并对加工精度产生较大的影响，为了降低加工热量对零部件加工品质的影响，必须要加强对加工温度的管控[6]。在机床设备运行过程中，当温度高于或者低于标准温度范围时，都会对机床运行产生较大影响。在进行零部件加工过程中，当机床设备的转速较高，会在较短时间内产生大量的热量，此时操作人员应当要增加冷却液的流量，合理控制加工温度。比如，当零部件进行磨削加工时，会由于不断的摩擦产生大量的热能，为了避免热变形对加工精度的影响，需要使用冷却液将温度维持在正常范围。

另外，零部件加工过程中产生的热量，不仅会对工件产生热变形，也会对切削刀具产生影响，当刀具温度上升较高时，同样会对零部件加工精度产生较大影响，为此应当要采用适宜的物理方法控制刀具温度，进而提高加工品质与加工速度。

3.3 强化加工工艺水平

一方面，在使用机械加工工艺时，技术与工艺等专业人员需要针对加工工艺制定出科学合理的工艺流程图，充分考虑各方面因素，保证设计完成的加工工艺能够消除外部因素对加工精度的影响，同时机床操作人员还应当要依照实际的加工需求，进一步优化加工流程[7]。在进行零部件机械加工过程中，相关人员应当要科学合理规划零部件加工周期，在确保企业有合理利润的前提下，不断提高零部件加工品质与速度。

另一方面，在实际开展机械零部件加工时，制定出更高級别和水平的加工工艺，也有助于提高零部件加工精度。所以，机械加工单位应当要不断引进先进加工工艺系统，投入更多的人力和物力开展加工工艺研究工作，进一步强化自身加工工艺水平。

4  结语

现阶段，我国机械零部件加工水平不断提高，加工工艺也逐步得到完善与优化。零部件加工精度直接影响到机械产品的性能与稳定性，保证零部件加工精度至关重要。零部件实际加工过程中受到内部与外部因素的影响，工作人员应当要尽可能的避免外部因素对加工精度的影响，合理控制零部件加工温度，提高加工工艺水平，确保零部件加工品质与效率。

参考文献：

[1]邵会超.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的探索与思考[J].科技风，2019（05）：164.

[2]王冰.关于机械加工工艺对零件加工精度的影响分析及控制探讨[J].湖北农机化，2019（04）：52.

[3]郭红.浅谈机械加工工艺对加工零件精度的影响因素和控制措施[J].现代制造技术与装备，2019（05）：113-114.

[4]杨洋，郭晶晶.关于机械加工工艺对零件加工精度的影响分析及控制探讨[J].中外企业家，2020（11）：256.

[5]王丽君.基于精度要求下的特殊孔机械加工工艺及夹具结构设计[J].微型电脑应用，2019，35（07）：108-110.

[6]王雷，邱晓庆，钟灵.数控加工工艺对金属零件加工精度的影响及控制探究[J].世界有色金属，2019（13）：275，277.

[7]程乾坤，杜春平.残余应力对零件加工精度的影响分析与工艺改进——以钳工加工燕尾槽为例[J].桂林航天工业学院学报，2019，24（04）：497-501.

作者简介：岳伟平（1989-），女，山东莘县人，聊城大学东昌学院 助教，研究方向为先进制造技术、现代生产物流、数控技术、模具设计制造、3D打印等。