分析机械加工工艺对零件加工精度的影响

王玲

摘要：随着我国社会经济的持续发展，机械加工产业对推动社会生产力的发展做出了重要贡献。而零件加工是机械加工中十分重要的内容，在现代系统越来越复杂、零部件精度越来越高的情况下，市场对机械加工工艺提出了更高的要求。文章阐述了机械加工工艺和零件加工精度之间的关系，从受力变形、热变形以及几何误差等角度，分析了机械加工工艺对零件加工精度的具体影响，针对这些影响因素提出了一些提高零件加工精度的建议。

Abstract： With the sustainable development of China's social economy， the mechanical processing industry has made an important contribution to promoting the development of social productivity. The processing of parts is a very important part of the mechanical processing， in the modern system is more and more complex， the precision of parts is more and more high， the market has put forward higher requirements for the machining process. This paper expounds the relationship between machining technology and machining precision of parts， analyzes the specific influence of machining technology on machining precision of parts from the angles of stress deformation， thermal deformation and geometric error， and puts forward some suggestions to improve machining precision of parts.

关键词：机械加工工艺;零件;加工精度

0  引言

在现代社会经济环境下，机械加工关系到社会生产力的发展。随着现代机械加工技术不断提高，各个产业中用到的机械设备结构越来越复杂，涉及到的零件越来越多，同时对零件精度也有非常高的要求。在机械加工过程中，多方面因素都可能影响零件加工精度，导致零件功能受到影响。因此，有必要从机械加工工艺的角度出发，对影响零件加工精度的因素进行分析，并进行积极改良，提高加工质量。

1  机械加工工艺和零件加工概述

机械加工主要是指按照机械设计图纸，利用现代技术，对机械结构、部件、零件进行加工的过程。在工业革命之后，人类社会机械加工技术全面进步，极大提升了社会生产力。随着现代社会高速发展，机械加工逐步向结构复杂化、精细化的方向发展，涉及到的各类零件体积越来越小，精度要求越来越高[1]。显然，传统粗放式的机械加工方式，无法很好的保证零件精度。零件精度不足，容易导致零件无法与机械系统匹配，机械系统功能无法发挥出来。同时，会加剧机械磨损，影响机械使用寿命，能耗升高，严重时还可能引发生产事故。比如，一些零部件本身尺寸精度不高，在运行的过程中会导致其所在的组件内部磨损严重，导致局部温度升高。一方面影响系统运行效率，导致能耗提高，另一方面还会导致组件受损，甚至产生巨大的损失。显然，导致零件加工精度受到影响的主要影响因素，来自于机械加工工艺和加工环节，工艺不精、流程不科学、管理不到位，都可能导致零件加工精度受到影响。所以，要从提升机械加工工艺水平入手，提高零件加工精度，这对提高我国工业生产水平有重要的意义。

2  机械加工工艺对零件加工精度的影响因素分析

2.1 受力变形

无论是半自动化加工还是全自动机械加工，基本上都涉及到对零部件材料的粗加工、精加工等环节，其中涉及到切割、切削、打磨及焊接、组装等多个步骤。在整个过程中，如果零部件材料、本成品受到额外力的影响，很可能出现变形的情况，导致精度受到影响[2]。在现代机械加工中，導致零件出现受力变形的原因如下：其一，自动化加工系统中各个部件匹配度不足，或是受到外力的影响，导致其在运行中出现变形、位移的情况，进而压迫或磨损零部件材料，导致其发生形变或受到损伤。其二，在零部件的自动化加工中，对各个环节的加工强度控制不到位、参数设置存在误差，都会导致实际加工出来的零件参数与设计要求存在差异。其三，加工环境出现异物，导致零件半成品磨损，也是影响精度的主要原因。

2.2 热变形

在多数机械加工工艺实施的过程中，由于高速切割、摩擦，会导致零部件温度升高，较高的热量会影响加工系统及零部件本身，导致其精度受到影响。有相当一部分金属材料本身的热胀冷缩现象比较严重，往往在高精度精细化机械加工中，需要对热变形因素进行考虑。如果这部分因素考虑不周全，金属零件在加工中经历局部热膨胀、再冷却的过程，精度将难以得到保证。另外，对于一些金属材料零部件来说，在不同环境温度下进行加工，也可能出现材料因温度变化而出现尺寸不精的情况。如果在加工时没有考虑环境温度，或是没有进行设备预热，都可能导致热变形的情况出现。

2.3 几何误差

如今，基本上都是使用自动化数控设备加工零部件，显然以数控机床为代表的加工设备本身的技术水平、应用方式、日常管理等，都可能导致零件加工精度受到影响。总体来讲，因加工设备导致的零件加工精度问题，可以总结为几何误差。例如，很多零件加工用到的数控机床都属于大型组合型设备，涉及到多个机械部分和控制部分[3]。一方面，如果加工设备各个部分组装质量不到位，尤其是刀具、磨具安装精度不足，都会导致实际加工精度受到影响;另一方面，技术人员在操控加工设备时，存在不规范的情况，比如参数输入错误、操作流程错误等，都会导致系统几何误差的出现，影响零件加工精度。从数控加工机床的应用角度来讲，导致零件另外，任何机械加工设备的日常维护管理尤为重要，如果维护保养不到位，自动化加工系统本身长期运行下出现磨损、老化，会直接导致其打磨、切削能力和精度出现问题，使得加工精度无法达到要求。

3  精密机械零件高精度加工工艺技术

在零件加工中，受到工艺、环境的影响，零部件表面毛刺、杂质及氧化物是影响精度的主要因素之一。随着现代机械加工技术的进一步发展，我国相关产业领域中已经出现了一些新的高精加工技术，对提高零件加工精度，打下了可靠的基础。这些技术主要包括：

①电化学加工技术。该技术主要是利用电流冲击零部件半成品表面，可以迅速去除其表面的毛刺、杂质，达到抛光的效果。将电化学技术应用到现代机械零件加工中，可以作为精加工以及加工收尾阶段的重要环节，可以全面提升零件的加工精度和品质。

②磨粒流加工工艺。这种技术主要是利用高强度陶瓷粒对零部件进行研磨或倒角加工，在科学设计的加工磨具当中，可以实现对零部件的高精加工。在实际的机械加工中，通常用到的陶瓷磨粒有多种尺寸，可以满足多种精度的加工需求。另外，国内近年来还出现了一种全新的软性聚合物承载磨料，可以根据零件材料、应用要求，选择研磨自身流经表面特性，在提高零件精度的同时，提高零件的性能和功能价值。

③热能工艺。针对部分受热影响较小的零部件，利用可燃气体燃烧产生的瞬间高温，去除工件表面毛刺、氧化物，达到提高精度的目的[4]。由于热能工艺应用过程中产生的高温是瞬间出现的，可以在去除零件表面杂质的同时，不影响零件本身，也不会导致其产生热形变。

4  提高机械加工工艺和零件加工精度的策略

4.1 构建完善的加工系统

显然，在越来越高的机械加工质量要求下，有必要对机械加工工艺系统及设备进行更新和升级。目前我国部分企业过于看重短期利润，不愿意在机械加工系统方面投入更多的研发精力和资金，导致加工系统无法达到越来越高的加工精度要求。尤其是一些体积小、精度高、造型复杂的零件，采用传统的机械加工设备，是肯定无法达到加工要求的。所以，相关企业需要加强相关技术研究，投入更多资金升级设备，积极创新机械加工工艺，为提高零件加工精度打下可靠的基础。

4.2 优化加工流程

任何零部件的加工之前，都涉及到零部件设计和加工流程设计两个关键环节，如果加工流程过长、涉及到的加工环节过多，会导致加工过程不可控因素过多，影响加工精度。为此，技术人员需要深入分析零件加工要求，基于对零件材料特性以及机械加工设备的全面了解，制定合适的加工流程[5]。在保证满足加工要求的基础上，简化加工流程，这一方面可以提高零件加工精度，另一方面有助于缩短加工工期，提高企业效益。

4.3 降低外力干扰

针对零件加工过程中可能受到的各类外力影响，要对加工过程进行全面的模拟，明确可能影响加工精度的各种外部因素，再进行针对性的处理。首先，在加工之前，需要对加工系统各个部件进行全面的检查，对安装过紧、过松的部件进行调整。其次，检查加工系统内部是否存在异物，做好日常的清理工作。然后，要檢查加工系统内润滑剂是否充足，及时补充，避免系统运行润滑不足而出现摩擦力增大的问题。

4.4 做好温度控制

前文提到，机械加工中的温度因素对零件精度有较大的影响，为此，要做好机械加工过程的温度控制。首先，要做好加工系统的散热降温处理，定期检查散热装置是否正常运转，排除外部环境中影响散热的因素。在高温环境下，需要结合一些外部降温措施，确保机械加工设备的运行温度处于正常范围[6]。其次，要做好设备运行速度的控制，通过温度监测系统，对加工过程中刀具、加工件本身的温度进行监控，一旦超过预警值，要及时做好调整。

4.5 做好误差控制

在机械加工过程中，要严格确保加工系统各个部件安装到位，以及加工系统的各类参数设定正确。检查之后，再进行试加工观测，直到加工出来的零件达到精度要求，再投入正式生产。同时，要定期对机械加工系统进行维护保养，做好刀具磨损程度的监测，及时更换易损件，进一步降低加工几何误差。从长远来看，机械加工团队需要做好加工资料、数据的采集、整理和分析，基于大量数据进行几何误差分析，逐步将机械加工系统调试到更优状态。

5  结束语

综上所述，在我国机械加工产业不断发展、加工质量要求越来越高的背景下，传统机械加工工艺及生产加工管理方式存在的不足逐渐暴露出来，对加工精度造成了较大的影响。为此，相关生产企业一方面需要加大机械加工工艺研究、更新的投入，采用更先进的机械加工技术，满足高精度零部件加工的需求;另一方面，需要做好机械加工工艺流程的研究分析，排除机械加工过程的各类干扰因素，确保零件加工质量达到设计要求。只有这样，才能更好的提高零件加工质量，满足市场应用及社会发展的需求。

参考文献：

[1]文平.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的思考[J].河北农机，2020（1）：42.

[2]张朝国.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制[J].阜阳职业技术学院学报，2020，31（1）：43-45.

[3]陈晓蓉，邹星荣，杜京纬.机械加工工艺对金属零件加工精度的影响及控制分析[J].科学与财富，2020（2）：325.

[4]房伟.简析机械加工工艺对零件加工精度的影响及参考意义[J].时代农机，2020（3）：45-46，48.

[5]邢玉钊，周全胜，邹超.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的思考[J].建筑工程技术与设计，2020（14）：4367.

[6]梁钦.刍议机械加工工艺对零件加工精度影响[J].中国机械，2020（5）：70-71.