分析機械加工工藝對零件加工精度的影響

王玲

摘要：隨著我國社會經濟的持續發展，機械加工產業對推動社會生產力的發展做出了重要貢獻。而零件加工是機械加工中十分重要的內容，在現代系統越來越復雜、零部件精度越來越高的情況下，市場對機械加工工藝提出了更高的要求。文章闡述了機械加工工藝和零件加工精度之間的關系，從受力變形、熱變形以及幾何誤差等角度，分析了機械加工工藝對零件加工精度的具體影響，針對這些影響因素提出了一些提高零件加工精度的建議。

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.

關鍵詞：機械加工工藝;零件;加工精度

0? 引言

在現代社會經濟環境下，機械加工關系到社會生產力的發展。隨著現代機械加工技術不斷提高，各個產業中用到的機械設備結構越來越復雜，涉及到的零件越來越多，同時對零件精度也有非常高的要求。在機械加工過程中，多方面因素都可能影響零件加工精度，導致零件功能受到影響。因此，有必要從機械加工工藝的角度出發，對影響零件加工精度的因素進行分析，并進行積極改良，提高加工質量。

1? 機械加工工藝和零件加工概述

機械加工主要是指按照機械設計圖紙，利用現代技術，對機械結構、部件、零件進行加工的過程。在工業革命之后，人類社會機械加工技術全面進步，極大提升了社會生產力。隨著現代社會高速發展，機械加工逐步向結構復雜化、精細化的方向發展，涉及到的各類零件體積越來越小，精度要求越來越高[1]。顯然，傳統粗放式的機械加工方式，無法很好的保證零件精度。零件精度不足，容易導致零件無法與機械系統匹配，機械系統功能無法發揮出來。同時，會加劇機械磨損，影響機械使用壽命，能耗升高，嚴重時還可能引發生產事故。比如，一些零部件本身尺寸精度不高，在運行的過程中會導致其所在的組件內部磨損嚴重，導致局部溫度升高。一方面影響系統運行效率，導致能耗提高，另一方面還會導致組件受損，甚至產生巨大的損失。顯然，導致零件加工精度受到影響的主要影響因素，來自于機械加工工藝和加工環節，工藝不精、流程不科學、管理不到位，都可能導致零件加工精度受到影響。所以，要從提升機械加工工藝水平入手，提高零件加工精度，這對提高我國工業生產水平有重要的意義。

2? 機械加工工藝對零件加工精度的影響因素分析

2.1 受力變形

無論是半自動化加工還是全自動機械加工，基本上都涉及到對零部件材料的粗加工、精加工等環節，其中涉及到切割、切削、打磨及焊接、組裝等多個步驟。在整個過程中，如果零部件材料、本成品受到額外力的影響，很可能出現變形的情況，導致精度受到影響[2]。在現代機械加工中，導致零件出現受力變形的原因如下：其一，自動化加工系統中各個部件匹配度不足，或是受到外力的影響，導致其在運行中出現變形、位移的情況，進而壓迫或磨損零部件材料，導致其發生形變或受到損傷。其二，在零部件的自動化加工中，對各個環節的加工強度控制不到位、參數設置存在誤差，都會導致實際加工出來的零件參數與設計要求存在差異。其三，加工環境出現異物，導致零件半成品磨損，也是影響精度的主要原因。

2.2 熱變形

在多數機械加工工藝實施的過程中，由于高速切割、摩擦，會導致零部件溫度升高，較高的熱量會影響加工系統及零部件本身，導致其精度受到影響。有相當一部分金屬材料本身的熱脹冷縮現象比較嚴重，往往在高精度精細化機械加工中，需要對熱變形因素進行考慮。如果這部分因素考慮不周全，金屬零件在加工中經歷局部熱膨脹、再冷卻的過程，精度將難以得到保證。另外，對于一些金屬材料零部件來說，在不同環境溫度下進行加工，也可能出現材料因溫度變化而出現尺寸不精的情況。如果在加工時沒有考慮環境溫度，或是沒有進行設備預熱，都可能導致熱變形的情況出現。

2.3 幾何誤差

如今，基本上都是使用自動化數控設備加工零部件，顯然以數控機床為代表的加工設備本身的技術水平、應用方式、日常管理等，都可能導致零件加工精度受到影響?？傮w來講，因加工設備導致的零件加工精度問題，可以總結為幾何誤差。例如，很多零件加工用到的數控機床都屬于大型組合型設備，涉及到多個機械部分和控制部分[3]。一方面，如果加工設備各個部分組裝質量不到位，尤其是刀具、磨具安裝精度不足，都會導致實際加工精度受到影響;另一方面，技術人員在操控加工設備時，存在不規范的情況，比如參數輸入錯誤、操作流程錯誤等，都會導致系統幾何誤差的出現，影響零件加工精度。從數控加工機床的應用角度來講，導致零件另外，任何機械加工設備的日常維護管理尤為重要，如果維護保養不到位，自動化加工系統本身長期運行下出現磨損、老化，會直接導致其打磨、切削能力和精度出現問題，使得加工精度無法達到要求。

3? 精密機械零件高精度加工工藝技術

在零件加工中，受到工藝、環境的影響，零部件表面毛刺、雜質及氧化物是影響精度的主要因素之一。隨著現代機械加工技術的進一步發展，我國相關產業領域中已經出現了一些新的高精加工技術，對提高零件加工精度，打下了可靠的基礎。這些技術主要包括：

①電化學加工技術。該技術主要是利用電流沖擊零部件半成品表面，可以迅速去除其表面的毛刺、雜質，達到拋光的效果。將電化學技術應用到現代機械零件加工中，可以作為精加工以及加工收尾階段的重要環節，可以全面提升零件的加工精度和品質。

②磨粒流加工工藝。這種技術主要是利用高強度陶瓷粒對零部件進行研磨或倒角加工，在科學設計的加工磨具當中，可以實現對零部件的高精加工。在實際的機械加工中，通常用到的陶瓷磨粒有多種尺寸，可以滿足多種精度的加工需求。另外，國內近年來還出現了一種全新的軟性聚合物承載磨料，可以根據零件材料、應用要求，選擇研磨自身流經表面特性，在提高零件精度的同時，提高零件的性能和功能價值。

③熱能工藝。針對部分受熱影響較小的零部件，利用可燃氣體燃燒產生的瞬間高溫，去除工件表面毛刺、氧化物，達到提高精度的目的[4]。由于熱能工藝應用過程中產生的高溫是瞬間出現的，可以在去除零件表面雜質的同時，不影響零件本身，也不會導致其產生熱形變。

4? 提高機械加工工藝和零件加工精度的策略

4.1 構建完善的加工系統

顯然，在越來越高的機械加工質量要求下，有必要對機械加工工藝系統及設備進行更新和升級。目前我國部分企業過于看重短期利潤，不愿意在機械加工系統方面投入更多的研發精力和資金，導致加工系統無法達到越來越高的加工精度要求。尤其是一些體積小、精度高、造型復雜的零件，采用傳統的機械加工設備，是肯定無法達到加工要求的。所以，相關企業需要加強相關技術研究，投入更多資金升級設備，積極創新機械加工工藝，為提高零件加工精度打下可靠的基礎。

4.2 優化加工流程

任何零部件的加工之前，都涉及到零部件設計和加工流程設計兩個關鍵環節，如果加工流程過長、涉及到的加工環節過多，會導致加工過程不可控因素過多，影響加工精度。為此，技術人員需要深入分析零件加工要求，基于對零件材料特性以及機械加工設備的全面了解，制定合適的加工流程[5]。在保證滿足加工要求的基礎上，簡化加工流程，這一方面可以提高零件加工精度，另一方面有助于縮短加工工期，提高企業效益。

4.3 降低外力干擾

針對零件加工過程中可能受到的各類外力影響，要對加工過程進行全面的模擬，明確可能影響加工精度的各種外部因素，再進行針對性的處理。首先，在加工之前，需要對加工系統各個部件進行全面的檢查，對安裝過緊、過松的部件進行調整。其次，檢查加工系統內部是否存在異物，做好日常的清理工作。然后，要檢查加工系統內潤滑劑是否充足，及時補充，避免系統運行潤滑不足而出現摩擦力增大的問題。

4.4 做好溫度控制

前文提到，機械加工中的溫度因素對零件精度有較大的影響，為此，要做好機械加工過程的溫度控制。首先，要做好加工系統的散熱降溫處理，定期檢查散熱裝置是否正常運轉，排除外部環境中影響散熱的因素。在高溫環境下，需要結合一些外部降溫措施，確保機械加工設備的運行溫度處于正常范圍[6]。其次，要做好設備運行速度的控制，通過溫度監測系統，對加工過程中刀具、加工件本身的溫度進行監控，一旦超過預警值，要及時做好調整。

4.5 做好誤差控制

在機械加工過程中，要嚴格確保加工系統各個部件安裝到位，以及加工系統的各類參數設定正確。檢查之后，再進行試加工觀測，直到加工出來的零件達到精度要求，再投入正式生產。同時，要定期對機械加工系統進行維護保養，做好刀具磨損程度的監測，及時更換易損件，進一步降低加工幾何誤差。從長遠來看，機械加工團隊需要做好加工資料、數據的采集、整理和分析，基于大量數據進行幾何誤差分析，逐步將機械加工系統調試到更優狀態。

5? 結束語

綜上所述，在我國機械加工產業不斷發展、加工質量要求越來越高的背景下，傳統機械加工工藝及生產加工管理方式存在的不足逐漸暴露出來，對加工精度造成了較大的影響。為此，相關生產企業一方面需要加大機械加工工藝研究、更新的投入，采用更先進的機械加工技術，滿足高精度零部件加工的需求;另一方面，需要做好機械加工工藝流程的研究分析，排除機械加工過程的各類干擾因素，確保零件加工質量達到設計要求。只有這樣，才能更好的提高零件加工質量，滿足市場應用及社會發展的需求。

參考文獻：

[1]文平.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制的思考[J].河北農機，2020（1）：42.

[2]張朝國.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制[J].阜陽職業技術學院學報，2020，31（1）：43-45.

[3]陳曉蓉，鄒星榮，杜京緯.機械加工工藝對金屬零件加工精度的影響及控制分析[J].科學與財富，2020（2）：325.

[4]房偉.簡析機械加工工藝對零件加工精度的影響及參考意義[J].時代農機，2020（3）：45-46，48.

[5]邢玉釗，周全勝，鄒超.機械加工工藝對零件加工精度的影響及控制的思考[J].建筑工程技術與設計，2020（14）：4367.

[6]梁欽.芻議機械加工工藝對零件加工精度影響[J].中國機械，2020（5）：70-71.