機械加工工藝對零件加工精度的影響及改進研究

王長江

（航空工業第一飛機設計研究院西安飛豹科技有限公司，西安 710089）

在機械加工管理過程中，企業需要構建信息化綜合管理系統，通過有效監督和管控各個生產環節，降低質量和安全問題的發生概率。在分析和控制加工環節的精度影響因素時，主要是全面改進主軸誤差、導軌誤差等問題，以滿足產品的加工標準。實際上，產品的加工精度會受到多元化因素的影響，因此企業需要從多個層面彌補生產缺陷，還要構建智能化工藝系統，通過有效預防風險，保障各項工作順利開展[1]。

1 機械加工工藝的應用現狀

我國機械加工企業在更新原有工藝時，尚無法實現信息技術的全覆蓋，導致技術的整體更新速度較慢。因為缺乏足夠的資金支持，再加上內部管控水平較低，一定程度上影響了機械加工技術的發展，甚至會對產品的應用品質造成不良影響。在應用機械加工工藝時，我國并未實現全自動化操作，經常會出現操作失誤、技術掌握不熟練以及技術操作不規范等問題。產品生產對精確度的要求較高，但如果現有的工藝技術在應用時無法滿足要求，會導致零件的應用存在較多缺陷，最終降低產品的生產合格率[2]。

我國大多數企業采用人工與技術相結合的生產形式，各個作業環節會受到外界和人工因素的影響，出現產品摩擦、變形以及偏差度過大等問題，對產品的具體應用造成了不良影響。在對產品進行加工處理時，選用的機械設備型號不符合建設要求，也會增加質量問題的發生概率。此外，使用過程中設備會出現持續升溫的現象，導致工具出現變形問題，甚至會引發產品的變形，導致產品內部的縫隙變多，影響零件的應用精度。企業管理生產尚未對各個生產環節的作業行為進行全方位監督，一旦出現比較嚴重的失誤，會對生產質量和效率造成不良影響[3]。

2 機械加工工藝對零件加工精度的影響

當前的市場競爭環境激烈，企業為滿足產品結構精度的需求，引進了先進的技術工藝和機械設備，提高了綜合生產水平。為控制產品制作期間的各種誤差，企業要控制各方面的干擾因素，尤其是設計誤差和加工處理誤差。這需要持續優化和完善現有的工藝技術，進一步提高產品的制作水平。設計產品時，設計人員要充分了解產品的特點和需求，綜合產品的尺寸，使圖紙中的數據信息更加準確。在加工生產環節，工作人員需要正確考慮各個環節產生的誤差，保證數據誤差和加工偏差能夠始終處于標準范圍。通過提高產品的制作精度，確保產品在使用時能夠滿足各方面要求[4]。

2.1 受力影響

如圖1 所示，所有生產工藝的實施，都需要機械設備的輔助。機械設備與工件接觸的過程中會產生一定的作用力，導致構件出現比較嚴重的變形問題，進而引發產品應用精度下降等現象。固定工件時，如果受到機械設備的擠壓，就會引發變形問題，導致生產的產品不符合精度要求而成為殘次品。機械設備在進行加工處理時也會受到外力作用的影響，雖然影響程度較小，但是如果設備出現了比較嚴重的老化問題，各個構件的作用力會突然增大引發設備故障，影響產品精度。加工處理時，需要仔細檢查所有的機械設備，避免外部作用力超出限定標準。監督生產時，需要全面管控各項工藝的應用形式，避免在實施技術的過程中出現缺陷問題。例如，切削加工時需要降低殘余應力的影響，避免生產誤差不斷增加[5]。

2.2 內部影響

在進行零件生產時，加工環節的影響主要表現在內部環境方面，且難以徹底消除。生產過程中，各項工作的開展難度較大。目前，內部影響因素主要產生于機械設備。機械設備正常使用的過程中，經常會出現誤差問題。即使是對零件進行加工的車床設備，應用時也存在一定的誤差，會對零件的加工水平造成一定的影響。因此，要保證機械誤差處于標準范圍，才能確保生產的零件的應用精度符合市場需求。機械設備在長期運行過程中會出現內部零件的老化和磨損問題，導致設備的應用誤差不斷增加。工作人員需要定期檢修機械設備，對設備進行針對性維護，才能有效控制內部誤差，延長設備的應用壽命。在進行產品加工和處理的過程中，需要在現有工藝流程的基礎上對其進行全面優化，嚴格按照國家規范要求制定相應的生產標準，并且按照預期設定的程序進行標準操作，避免應用精度下降[6]。

2.3 熱變影響

在對產品進行加工和處理時，零件與設備之間會存在速度較高的摩擦情況，導致內部生成大量熱量。在溫度持續變高的情況下，機械設備和零件、刀具之間可能出現一定的熱變形現象，導致加工精度不斷降低。實際上，加工環節的熱變形主要存在3 種形式。第一，刀具自身的變形，是指刀具在使用過程中因為持續的摩擦出現溫度上升的情況。當刀具的熱量超出承受限制后，刀具會出現軟化和變形問題，從而影響零件的生產水平和應用精度。第二，工件的應變問題，與刀具的形變產生原因存在一定的相似之處。刀具與工件出現持續摩擦的現象是因為受熱過多出現變形問題，工件會因為受到外部溫度的影響出現形狀改變。這種現象的發生不僅會降低零件的自身精度，還會對生產質量產生不良影響，導致工件出現嚴重的斷裂問題。第三，變形問題產生于機械設備。這種現象并非是因為摩擦產生的負面效應，而是因為機械設備一直處于高負荷運行狀態，使得內部構件熱量不斷提升且熱量處于持續發散狀態，對設備內部連接與組合的區域產生了熱變形作用，導致加工精度出現比較嚴重的誤差[7]。

3 機械加工工藝及加工精度的改進措施

3.1 做好設備的日常檢修和保養

要選擇合適規格和型號的機械設備類型，全方位檢驗設備的運用質量和性能，保證設備在使用時能夠滿足各方面的要求。檢驗設備時，要保證設備的應用精度能夠符合生產標準。企業需要制定針對性的檢測與保養制度，定期巡查設備的應用情況。一旦發現設備出現老化或者故障問題，要對其進行全面維修。如果問題比較嚴重，需要更換設備。在制定保養制度時，可以根據設備的運行狀態、使用頻率以及故障問題的發生率，科學設計維修和養護期限，定期檢測所有零件，確保設備能夠始終保持高效運行，滿足零件的加工要求[8]。

3.2 優化生產流程

優化生產流程時，要保證所有的操作行為標準化，降低生產環節的誤差影響。選擇物料時，要保證物料的型號符合操作要求，根據制作需求科學設計各項參數，在保證生產質量的基礎上，盡可能控制成本，并制定針對性的風險防控機制，降低各項誤差的影響。企業需要從綜合層面制定科學合理的生產流程，從各個節點對質量和安全性問題進行預防。例如，在審核設計圖紙時，各部門的技術人員都要參與審核工作，以便及時發現并處理設計圖紙存在的問題。在進行機械設備操作時，要制定相應的使用規范，保證操作人員熟練掌握設備的使用方法，避免在使用過程中出現損壞設備的情況。實際生產中如果發現設備存在誤差，可以計算誤差量，并且提取相關的參數數據，通過誤差補償的方式優化現有的加工工藝，以滿足精度的生產要求[9]。

3.3 加強生產溫度的控制

生產產品時，熱變形問題的發生概率較大，且各項工具的使用都會受到溫度的影響。工作人員在進行精度控制的過程中，需要充分考慮溫度變化情況，通過有效調節溫度，避免引發超出標準的誤差問題。一般情況下，刀具和工件出現變形問題的概率較高，且這兩種問題存在于表面。工作人員可以通過觀察形變情況進行科學判斷，也可以通過人工降溫的方式對其進行有效處理，如通過冷水沖刷。但是，如果機械設備內部的運行溫度升高引發了變形問題，往往無法及時發現。這是因為設備內部存在比較嚴重的摩擦，或者設備處于超負荷運行狀態且運行時間過長引發的。此時，工作人員需要在設備內部添加潤滑劑，并且嚴格控制設備的使用時長和運行負荷。設備在工作一段時間后，需要對其進行停機處理，確保設備得到充足的休息[10]。

3.4 降低外力的影響

控制生產精度時，要想降低外部影響，要有效控制加工環節的摩擦力、擠壓力等。工作人員要全面檢查設備，檢查其是否存在支撐水平下降和水平參數不穩定等問題，同時需要檢測工件與固定位置的緊固程度。在生產環節，工作人員需要制定相關措施，降低摩擦力對精度的影響。例如，可以通過打磨設備的工作區域，對工具進行光滑處理，規避缺陷問題的發生[11]。

3.5 實現精確定位

針對生產環節的幾何精度誤差問題，企業需要制定科學合理的使用規范，保證夾具等工具在使用過程中能夠實現標準化，以提高加工系統的誤差控制水平。針對磨損、內部應力作用以及熱變形等影響因素，要實現最優的控制效果。工作人員為了管控誤差，要引進先進的控制工藝，對其進行持續更新和升級。例如：可以建立信息分析機制，全面提取和統計生產環節產生的所有參數數據，對不同干擾因素產生的影響進行深入研究；可以根據實際誤差情況，對主要影響因素和次要影響因素進行科學分類。在對各項因素進行防控時，可以根據現有的生產流程，有針對性地控制影響因素。

3.6 構建補償機制

生產期間，要保證誤差數據能夠滿足零件運行要求。對于原始誤差，可以通過調整和優化生產工藝實現誤差的補償或者偏移，提高產品的應用精確性。工作人員需要選擇正確的補償方式，通過制造相對誤差有效調節誤差。通過調查和分析現有的誤差狀態，制定針對性的投資方案，用相應的誤差數量彌補原始的誤差數據，以實現生產目標。

4 結語

機械加工工藝的應用水平，對零件加工精度影響較大。企業需要加大資金投入力度，通過研發新型技術，為高效加工零件提供有效支持。例如，可以通過超精度研磨技術和切削技術的應用，從本質上全面防控加工精度的干擾。應用這些技術可以增加與零件的加工接觸面積，降低加工缺陷問題的發生概率。企業在管控加工環節時，需要根據不同環節的作業特點，制定針對性的控制措施，以促進加工生產的可持續發展。