淺談機械加工工藝對零件加工精度的影響

許振珊++李陸星

摘 要：機械加工是零部件外加工過程中的重要組成工藝，其相關加工工藝直接關系著零部件的加工精度，基于此，本文從機械加工概念的角度出發，進而分別從內部因素和外部因素兩方面探究了機械加工工藝對零件加工精度造成的影響，旨在為促進零件加工精度的提升提供重要依據。

關鍵詞：機械加工工藝；零件加工精度；熱變形

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.043

0 前言

機械加工工藝，即利用機械加工的相關辦法更改毛坯，使其逐漸與零件的生產標準相吻合，主要包括了更改毛坯的形狀、尺寸等方面。通常情況下，機械加工工藝越合理、越到位，則對應的零件加工精度也就越高。因此，加強對機械加工工藝對零件加工精度影響的分析，無疑對于從基礎工藝層面提高零件加工的精度具有重要的作用和意義。

1 機械加工概述

機械加工工藝是指，在機械加工的具體工藝流程當中，借助某種方式方法改變生產對象的位置、大小以及形狀和性質等屬性，進而將生產對象轉變為半成品或產成品的工藝流程[1]。簡單來說，機械加工的流程主要為，從最初的粗加工到精加工，再到機械裝配和檢驗，最后，對通過檢驗的零件進行包裝。在機械加工過程中，所實施的工藝從總體上來看可分為工藝流程與工藝規程兩方面，其中，工藝流程是機械加工工藝的全部實施過程，工藝規程，即將工藝流程中所涉及的相關內容以文件形式呈現，便于后續相關工作的查閱和借鑒。對機械加工工藝流程進行如下說明：機械加工工藝流程則是使毛坯相合格產成品轉變的過程，該過程主要由零件加工流程與零件加工步驟共同構成，不同的加工流程與加工步驟所對應的標準和規范也不盡相同，而不同的機械加工標準和規范則共同構成了機械加工工藝。例如，在對毛坯進行加工的過程中，需要對毛坯的粗糙度、具體工序等相關數據進行規定和說明，從而形成毛坯的粗加工工藝。對機械加工規程進行分析如下：機械加工規程，即零件加工企業在對其加工工藝過程進行選取時所產生的一系列工藝文件。對零件加工企業進行分析可知，其在對零件加工工藝過程進行選取時，盲目性較小，企業大都能夠從自身的實際生產情況，如機械加工人員的技術水平、職業素養以及零件加工的設備、工況等角度出發，科學制定出符合企業盛產目標的機械加工規程。通常情況下，一般的機械加工工藝規程主要涵蓋了零件加工的加工工序、路線和所用設備等。綜上所述，在具體的零件加工過程中，機械加工的工藝流程可被定義為零件加工的生產路線，而其工藝規程著是對零件加工生產工作所進行的一系列指導，由此，機械加工工藝會直接決定零件加工的精度。

2 機械加工工藝對零件加工精度的影響

2.1 內部因素影響

基于內因的機械加工工藝對零件加工精度的影響主要表現在以下三方面：

（1）機械加工工藝系統的生產制造與相關標準和零件加工需求發生偏離，從而導致其從出廠時刻起便難以滿足零件加工精度的要求； （2）機械加工工藝系統在安裝使用時，因自身安裝標準存在差異，加之操作的精細化水平較低，定位不準，導致零件加工精度大打折扣；

（3）機械加工工藝系統在長期應用過程中，某些部位出現嚴重磨損，從而導致零件加工的精度大幅下降，例如，在機床以及刀具等設備出廠時，未滿足相關生產標準，或是在組裝和使用過程中發生碰撞、磨損而導致內部構件松動或失靈，從而影響零件加工精度[2]。

降低內部因素影響的處理辦法為：因基于內因的機械加工工藝對零件加工精度造成的影響主要表現為機械加工工藝系統自身的問題，例如，相關機械設備在出廠時便存在誤差，或是在使用過程中的定位不準、磨損等造成的誤差，故可采用相關補償技術減小誤差，提高零件加工的精度。例如，在智能化、自動化數控機床中配置由正規廠家生產的專業校正軟件，若當前投入使用的機床存在工藝誤差，則可在校正軟件中輸入機床誤差的補償工具，從而將相關誤差予以最大程度的降低，而后，再使其投入到有關工作中。除此之外，當機床發生磨損后，為避免其對零件加工精度產生影響，可在參考相關校正數據的基礎上，以手動的方式設置螺母，從而使構件誤差和系統自身誤差得以良好補償，從整體上確保零件加工精度的提升。

2.2 外部因素影響

對機械加工工藝進行分析可知，在加工過程中，系統經常出現因受力而產生形變的問題，在增加所加工零件誤差的同時，也對機械加工工藝系統運行的穩定性和系統自身壽命產生了嚴重影響。基于此，將基于外因的機械加工工藝對零件加工精度的影響總結為以下幾方面：

（1）運行強度較大，因所用刀具和夾具或其他相關構件長期承受較大的負荷，從而導致機械加工系統共本身具有較大的運行強度，故在長期運行過程中，相關構件則易因受外部作用力而發生形變或位置偏移，降低零件加工精度；

（2）機械加工工藝系統的各個部件面臨多方受力，降低零件加工精度。在系統運行更過程中，相關構件一方面會受到來自系統自身的作用力，另一方面，還會承受加工零件對其施加的外部力，而還需說明的是，除了這兩種作用力外，構件彼此間的摩擦力也是導致其發生變形、位置偏移的關鍵原因，在各種外力的作用下，最終導致零件加工精度大幅下降；

（3）對機械加工工藝進行分析可知，在整個工藝流程過程中，機械加工的工藝體系不僅會受到自身和外部作用力的影響，進而導致零件加工精度下降，而且還會受到相關設備和工具熱變形的影響，進一步導致所加工的零件難以滿足相關工藝規程中對零件加工的精度要求，在降低零件加工精度的同時，也不利于零件加工企業的長期、穩定發展。對基于熱變形的零件加工精度下降進行如下分析：在機械加工的熱處理環節中，大都利用溫度使零件材料的材質更具穩定性，防止零件在后續加工中發生形變[3]。但在這一過程中，相關熱量不僅包括了外部加熱，而且還包括了刀具、機床運作過程中所產生的熱作用，從而導致系統構件與零件因均因受到溫度過高影響而發生熱變形，從而不利于零件加工精度的提高。

降低外部因素影響的處理辦法為：

（1）可通過對機械加工工藝協同自身相對薄弱的構件進行改進，從而提高構件剛度及其對相關作用力的抵抗性能，降低因受力而發生形變和位置便宜的幾率；

（2）根據零件加工工作的實際情況降適當降低系統運行的載荷量，即在不影響生產進度的前提下，減輕系統工作量，進而減少來自各方面的外力，使機械加工工藝的整個流程能夠順利完成對零件的高精度加工；

（3）對于機械加工中構件和零件所發生的熱變形問題，可在加熱過程中將潤滑油滴入構件連接處以及各構件與零件連接處，一方面，使得各構件、零件間的連接處較為光滑，而減少相互作用的摩擦力，降低因摩擦力導致的構件、零件位置偏移問題；另一方面，通過滴入潤滑油，進而降低各構件和零件連接處因摩擦而產生的熱量，以此來降低或消除熱變形對零件加工精度造成的影響。除此外，還可借助冷卻水等強制降溫方法將機械加工過程中所產生的熱量進行吸收，降低系統構件與零件發生熱變形的幾率，并提高零件精度。

3 結論

本文通過對機械加工的概念進行說明，進而分別從內部因素與外部因素兩方面對機械加工工藝對零件加工精度所造成的影響展開了深入研究，研究結果表明，基于內因的機械加工工藝對零件加工精度的影響主要表現在機械加工系統自身出廠精度和磨損方面，而基于外因的機械加工工藝對零件加工精度的影響主要體現在機械加工系統構件的受力形變以及構件與零件的受熱變形等。未來，還需進一步加強探究機械加工工藝對零件加工精度影響的力度，為確保零件加工精度的全面提升奠定良好基礎。

參考文獻：

[1]高晚生.基于機械加工工藝對零件加工精度影響對策的研究[J].科技視界，2015，12（16）：85.

[2]郭瑞敏.機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].中外企業家，2015，06（14）：175-176.

[3]楊立新.淺析機械加工工藝對零件加工精度的影響[J].黑龍江科技信息，2016，05（27）：8.

作者簡介：許振珊，講師，研究方向：機械產品三維數字化設計與制造。