機械加工工藝對零部件精度的影響研究

徐偉 三江學院

機械加工工藝對零部件精度的影響研究

徐偉 三江學院

近年來，我國機械產業發展中融入了大量的科學技術，極大的提升了生產效率。零部件生產是機械加工中的重要環節，對整個機械加工領域的發展具有直接影響。鑒于此，本文簡要概述了機械加工工藝的相關內容，并分析了機械加工工藝對零部件精度產生影響的具體因素，最后對降低機械加工工藝對零件精度影響途徑展開了探討，以供參考。

機械加工工藝 零部件精度 影響

1 機械加工工藝概述

1.1 機械加工工藝過程

機械加工工藝過程是指采用各種機械加工方法，直接改變加工對象的外形、尺寸、表面質量以及力學性能，使之成為合格的零件的全過程。目前車、銑、刨、熱處理、沖壓、鑄造等為普遍應用的機械加工方法。

機械加工工藝過程是由若干個按一定順序排列的工序組成。工序又可細分為安裝、工位、工步、走刀等組成部分。①安裝。即裝夾加工對象，要想提升零部件加工精度，安裝的次數在同一工序中越少越好；②工位。機指在一次裝夾中，工件在機床上所占的每個位置。為減少工件裝夾的次數，常采用各種回轉工作臺、回轉夾具或移動夾具，使工件在一次裝夾中，先后處于幾個不同的位置進行加工。；③工步。即不改變加工表面、切削刀具、切削用量的工藝流程；④走刀。切削工具在被加工表面上移動一次．切下一層金屬的過程。

有上述可知，零部件加工過程中，各個機械加工工藝流程擁有緊密的銜接，任何一個環節產生溫度控制不合理、受力不均等現象，都將導致零部件的加工精度受到影響。

1.2 機械加工工藝路線

提升加工工藝路線精確性，是高效完成機械加工、保證零部件精度的關鍵。應對每一個加工環節進行全面思考，確定工具和材料，同時明確速度、溫度等參數。加工工藝路線制定中，應對加工基準面進行優先加工，并對加工過程進行細化處理，將整個加工過程劃分成若干層次。例如，在加工平面上的若干孔時，加工工藝路線應按照先加工平面，后加工孔的順序進行，確保二者的尺寸以及位置呈現出較高的精確度。分開操作粗加工與精加工環節，對兩個加工過程中需要應用的設備性能和類型進行全面分析，通過提升設備匹配度以及加工路線的合理性來為零部件后續加工工作的順利進行奠定良好的基礎。

1．2．1 主軸材料選擇。

45鋼通常被作為軸類零件的材料，在退火、正火、等熱處理措施基礎上，確保主軸材料有較好的切削性能。

1．2．2 確定主要表面加工方法和加工方案。

該軸大多是回轉表面，主要是采用車削和外圓磨削。由于該軸的公差等級較高（IT6），表面粗糙度值較小（Ra0．4μm），最終加工應采用磨削。其加工方案可選擇為：粗車——半精車——磨削。

1．2．3 劃分加工階段。

該軸加工劃分為三個加工階段，即粗車（粗車外圓、鉆中心孔），半精車（半精車各處外圓、臺肩和修研中心孔等），粗精磨各處外圓。各加工階段大致以熱處理為界。

1．2．4 熱處理工序的安排。

若采用鍛件毛坯，必須安排退火或正火處理作為預先熱處理。該軸毛坯為熱軋鋼，可不安排預先熱處理；中間熱處理采用調質處理。放在粗車后，半精車前進行。以便使粗車產生的內應力得以在調質處理中消除。不需安排表面淬火等最終熱處理工序。

1．2．5 擬訂機械加工工藝路線

根據以上分析，制訂該傳動軸的機械加工工藝路線如下：

下料→車兩端面，鉆中心孔→粗車各外圓→調質→修研中心孔→半精車各外圓，車槽，倒角→車螺紋→劃鍵槽加工線→銑鍵槽→修研中心孔→磨削→檢驗。

1．2．6 加工尺寸和切削用量

傳動軸磨削余量可取0．5mm，半精車余量可選用1．5mm。加工尺寸可由此而定，見該軸加工工藝卡的工序內容。

車削用量的選擇，單件、小批量生產時，可根據加工情況由工人確定；一般可由《機械加工工藝手冊》或《切削用量手冊》中選取。

2 機械加工工藝對零件精度影響的因素

2.1 機械加工機床因素

零件加工機床是實施機械加工的主體，因此零部件加工精度會受到機床精度的直接影響。機床長期使用過程中，會產生一定程度的磨損，如果缺乏有效的日常維護，就會在加工零部件的過程中，產生一定程度上的幾何精度誤差。同時，在應用機床展開零部件加工的過程中，通常需要涉及到多個設備，由此構成的機床系統，如果存在組合和安裝缺陷，就會在加工過程中影響零部件精度。由此可見，影響零部件精度的機床因素包括機床磨損、機床精度以及配套設備運行效率等。

2.2 零件“受力”因素

在每個機械加工工藝流程中，都會將一定的熱能和力作用在零部件上，在這一過程中，零部件會在過大的加壓基礎上發生變形，如果加壓不足，又會導致零部件產生位移，在不均勻受力的基礎上，會導致零部件產生加工誤差，最終影響其精度。同時，機械振動是機械加工過程中客觀存在的，在長時間對機械設備進行應用的過程中，幾何誤差在機械設備內部會逐漸增加。針對零部件本身來講，在實際進行機械加工前，如果其已經存在焊接點或內部裂紋，那么在機械加工受力的背景下，會降低零部件的精度。因此，過大、過小以及不均勻受力情況的存在，都將促使機械加工工藝對零部件精度造成嚴重影響。

2.3 熱變控制因素

將機械加工工藝應用于零部件當中，熱變控制通常包含兩方面內容：一方面，高強度切割操作下，切割刀具長時間運行，會導致切割摩擦加劇，最終形成熱變。另外，機械加工中會產生極大的熱能，為了提升機械加工效率，不會頻繁替換相關加工工具，那么熱變會在機床、刀具中形成，最終促使零部件在被加工的過程中的精度受到影響；另一方面，零部件自身存在缺陷。在長時間切割零部件時，零部件內部溫差會逐漸加大，此時自身就會在物理硬度以及形狀上發生變化，那么就無法在原始數據基礎上對零部件進行高精度加工。

3 降低機械加工工藝對零件精度影響途徑

3.1 減少外部干擾因素

零部件加工過程中，外部干擾是影響其精度的關鍵問題。在減少外部干擾的過程中，必須高效展開安裝與維護機床的工作，提升機床運行穩定性，才能夠在對零部件進行加工的過程中形成較高的精度。工作人員應定期檢修、維護加工系統中的傳送設備以及各種加工機床等，將機械物理損耗過程中產生的加工精度問題發生的概率降到最低。同時，還應定期檢修機床各個組成部分，確保各部件能夠實現高效銜接，提升機床運行穩定性的同時，還能保證零部件加工精度。工作人員還必須開展部件殘存加工垃圾清理工作，從細節上對零部件加工精度進行有效控制。

3.2 加大溫度控制力度

零部件加工過程中，溫度對其精度的影響較大，因此，必須加大溫度控制力度，嚴禁在機械加工過程中產生過低或過高的溫度。較明顯的溫度變化一般發生在砂輪磨削的工藝過程中，首先，當形成較高溫度后，應采取降溫處理措施，冷卻砂輪等切割刀具，此時可以安裝冷卻設備。在冷卻操作中，必須避免劇烈冷卻現象的產生，嚴禁使零部件發生破裂；其次，針對溫度過低問題，應采取相應的預熱處理措施。由此可見，針對熱變來講，相關工作人員應給予預熱處理以及冷卻處理以高度的重視，實現對零部件機械加工過程中的溫度控制。

3.3 嚴格控制工藝流程

在零部件加工的過程中，要想對其精度進行合理控制，就必須保證相關機械加工工藝流程得到嚴格控制。首先，工作人員應嚴格按照設定加工工序展開操作，針對不同功能的零部件來講，應對具體的機械加工工藝路線進行全面設定，對工藝使用設備、各環節操作時間進行嚴格規定。分別進行精細加工與粗加工，并合理使用機械設備，才能夠提升零部件的精度；其次，在實際加工中，應在加工孔前加工基準面，確定兩者的相對位置，并合理利用機械設備，提升加工精度。另外，還必須對溫控環節加以重視，在對一批零部件進行加工后，應對機械設備的精度、性能等各項參數進行校正，將機械誤差發生的概率降到最低，同時加大機械設備維護力度，將零部件精度受機械設備因素的影響降到最低。

3.4 高效利用數控機床

近年來，機械加工領域中開始應用現代化信息和科學技術，為了實現對機床的高效控制，計算機得到了廣泛應用，數控機床的應用，極大的降低了機床運行過程中自身存在的誤差，因此在應用數控機床進行零部件加工的過程中，精度也得到了保障。在對數控機床進行應用的過程中，其不僅能夠高效控制精度，同時也能夠提升零部件加工效率，降低人力和物力資源成本。但是，在對數控機床進行應用的過程中，對相關技術和維護工作人員的專業技能以及計算機操作熟練程度都提出了更高的要求，因此，要想應用數控機床加大對零部件精度的控制力度，培養綜合素質較強的數控機床操作人員至關重要。

4 結束語

綜上所述，零部件加工過程中，需要對相關機械設備進行應用，設備的性能、誤差以及熱變情況等會對零部件的精度造成嚴重影響。在這種情況下，要想從根本上提升零部件加工精度，就必須從機械加工工藝流程入手，通過合理的控制措施，提升零部件加工的效率和精度，為我國機械領域的全面發展奠定良好基礎。

[1]紀樹東.機械加工工藝知識本體及檢索方法研究[J].科技致富向導,2016(13):198-198.

[2]丁文政,黃筱調,周明虎等.再制造機床可修復零部件精度分配研究[J].機械科學與技術,2017,26(11):1466-1470.

[3]丁文政,黃筱調,周明虎等.BP+GA算法在再制造零部件精度分配中的應用[J].機床與液壓,2015,36(1):15-17,72.

[4]洪權,張振祺,楊冠軍等.Ti600合金的熱機械加工工藝與組織性能[J].金屬學報,2016,38(z1):135-137.

[5]鄭紅.數控加工工藝與傳統機械加工工藝比較研究[J].價值工程,2016,35(26):166-167.

[6]李琳,郭鵬.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制的探討[J].工程技術研究,2017(1):96,98.

[7]黃志斌,高妍玲.淺談機械加工工藝的重要性及優化方案[J].城市建設理論研究（電子版）,2015(19):8156-8156.