机械加工工艺对汽车零部件精度的影响研究

发表时间:2021/4/20   来源:《科学与技术》2021年1月2期   作者:郑重
[导读] 近年来我国综合国力的不断增强,工业的迅猛发展,涌现出大量的工业企业。
        郑重
        长城汽车股份有限公司 河北 保定 071000
        摘要:近年来我国综合国力的不断增强,工业的迅猛发展,涌现出大量的工业企业。随着现代工业技术快速发展,尤其是在“工业4.0”背景下,加快制造业转型,实现产业标准化、精准性、规范化发展已经成为行业发展重点。汽车制造业作为我国制造业重要组成部分,也亟待实现产业的转型升级。汽车零部件精度的高低决定着汽车的整体质量,提高汽车零部件精度,加强机械加工水平是促进汽车制造业发展的重要基础。本文就机械加工工艺对汽车零部件精度的影响展开探讨。
        关键词:机械加工;汽车零部件;精度;影响
        引言
        零件加工是指按照图纸通过机械设备改造毛坯性能、外形及尺寸的加工过程,机械加工工艺对于工件质量具有直接影响。在工件质量评价中,精度作为其中重要指标,为保证偏差在可接受范围内,则应当注重机械加工工艺各个环节问题,通过改进加工工艺的方式提高加工精度,已经成为机械加工业重点发展方向。
        1机械加工工艺对汽车零部件精度的影响
        1.1加工工艺系统的几何误差影响
        在汽车零部件加工中,加工工艺系统的几何误差对其精度影响是非常大的,几何误差的产生主要是由于机床主轴回转而造成的导轨与传统系统、进给精度等方面的直接联系。在汽车零部件加工过程中,机床主轴是其加工动力的主要来源,通过主轴的旋转对刀具与加工零件相对位置的控制,并且对零部件外表加工的平整度也具有直接影响。在加工过程中,如果主轴回转出现误差,那么就可能造成主轴的回转线与设定的标准的中心轴线相偏离,从而直接导致零部件加工出现较大的误差。此外,在零部件加工中,转轴装配的标准度也影响主轴回转精度,如果转轴转配没有达到要求,或日常养护不到位,导致主轴润滑度不足,也会扩大主轴回转误差。在汽车零部件加工中,机床导轨主要负责零部件的位置移动,确保零部件在移动过程中始终在轨道上,才能够保障刀具切割、进退等操作的精准度。机床导轨在长期运行中,必然会出现磨损情况而造成导轨误差的发生,并且随着磨损程度的增加,误差也会随之增大。因此,在机械加工中,导轨磨损误差也是影响汽车零部件精度的重要原因之一。机床传动系统中,联系传动链中原件相对运动过程中产生的误差,也会对零部件精度产生影响。汽车零部件加工工艺系统中,加工刀具的精度也直接影响零部件的精度,并且在一些特殊零部件加工中,刀具精度发挥决定性作用,是主要影响因素。刀具的作用是对零部件进行切削,在这一过程中,生产零部件与刀具之间会产生强烈的摩擦,导致刀具磨损随着使用频率也不断增加。在刀具磨损程度达到一定水平,就会造成零部件切削面粗糙等情况,从而对其精度产生影响。
        1.2受力因素
        在实际加工中,一些工件是需要准确定位的,这样设备和工件之间就存在一定的挤压。这其中的变化量并不大,但是零件受到加压的情况下,会产生一定程度上的形变,这也是毋庸置疑的。另外,电机使用外力也会对零件形状造成一定的影响,让精度受到一定的影响。若是受力出现一定的变化,主要的措施就是及时对机械化系统进行维护,让零件加工实现标准化,可以用固定装置以及工具,提供大支撑力,让零件得到有效固定的同时,减少零件出现的形变。
        1.3热变因素
        (1)刀具热变。机械加工过程中,刀具与加工件表面发生摩擦力,并因摩擦力产生热量。高精度零件加工过程中要求严格控制刀具热变,保持刀具稳定在规定的温度内相对的稳定性。当刀具与加工件表面摩擦力较大,刀具表面温度就会较高。当热量过高时,就会加剧刀具的磨损。刀具在高温摩擦下发生形变或磨损,进而导致零件加工精度降低。(2)工件热变。加工件在长时间的加工过程中,也会发生与刀具类似的摩擦力。在摩擦力作用下,加工件的温度也会不断的升高,发生热变。当热变较大、热变持续时间较长时,在加工高精度零件时就容易造成工件发生形变,从而导致零件加工精度和表面精度降低。

(3)机床结构热变。机床在持续不间断的运行状态下,会发生热量积累。一部分热量来自于设备机床运行时产生的热量,一部分来自于摩擦力差生的热量。当机床积累的热量较多,机床温度过高时,容易发生机床形变。机床结构形变必然造成机械加工系统与加工件之间整体的锲合度降低,最终导致零件加工精度和加工件表面精度的降低。
        2提高汽车零部件加工精度的有效措施
        2.1加强工艺过程的控制
        针对零件加工精度受机械加工工艺系统的影响,在零件加工过程中建议加强对整个加工过程的误差控制。第一,要加强设备的维护与保养,及时更换老旧或损坏的零部件,最大程度的控制设备零部件造成的原始误差。第二,要加强机械加工工艺及程序的规范性,提高加工工艺的标准化程度。在设计加工工艺时,精确计算几何误差,并通过全面检查刀具、夹具、量具等,反复测试各个流程的加工精度,来确保零件加工达到高精度的要求。第三,根据加工零件的实际加工需求合理的选择刀具、夹具、量具,使机械加工工艺系统与加工件保持较高的适应性,来预防几何误差。第四,加强加工环节的数据记录,通过整理分析总结问题,分析误差发生的原因,并加强影响误差产生的影响因素的控制,来预防机床误差造成的零部件加工精度降低的问题。第五,采用机械加工工艺系统自控制系统,将零件实际加工过程中产生的误差输入数控机床中,来提高加工工艺系统整体的加工精度。
        2.2减少外力影响
        机械加工中将会产生一定作用力,通过上述分析后,可知外力将会对零件精度造成影响。而摩擦力作为其中的重要作用力,控制难度较高,一是可在设计零件加工工艺中将其纳入设计标准,以此实现力的抵消,以免摩擦造成精度误差;二是维护保养加工机械设备,以避免长时间应用设备后导致表面粗糙,增加摩擦力。可通过打磨机械设备表面,更换新刀具的方式将摩擦力降低,提高精度;三是制定误差补偿措施。加工中误差不可避免,需制定补偿措施,可通过增加材料方式填补或补偿误差,如数字统计分析等,以此了解加工中误差产生环节,之后将机床丝杆间螺旋距离适当缩短,调整机床装配参数至标准值,从而补偿加工误差。
        2.3加强温度控制
        在机械零部件实际加工过程中,受热变形是广泛存在的一种影响加工精度的因素,如刀具、工件以及机械内部都可能会因为温度因素的影响而导致其出现变形。所以,在零件加工时,应该加强对加工过程中的温度控制,尽可能地降低热变形因素对工件精度的影响。通常来讲,刀具和工件的热变形能够通过增加降温措施来进行防控。例如,刀具长时间使用温度升高之后,可以采用冷水降温的方式来降低刀具温度。而对于机械内部温度升高的现象,通常都是由于机械内部摩擦所导致的热量无法及时散出引发的温度上升,可以选择使用涂抹润滑剂或停机恢复等操作来实现对其进行降温的目的。
        结语
        在汽车零部件加工中,机械加工工艺系统中各项因素对其精度都会产生一定的影响。因此,汽车零部件加工企业应当充分认识机械加工工艺的影响,针对其采取有效措施,把握机械加工各个环节的影响因素,加强机械加工工艺流程的严格把控,将误差严格控制在合理范围内,充分保障零部件加工精度,从而为汽车制造整体质量的提升奠定重要基础,有效推动汽车制造业稳定发展。
        参考文献
        [1]朱海燕.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的探讨[J].内燃机与配件,2020(15):123-124.
        [2]夏永清.机械加工工艺对零件加工精度的影响研究[J].南方农机,2020,51(14):109-110.
        [3]姚富庆.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的分析[J].内燃机与配件,2020(06):130-131.

        作者简介:郑重;1983年10月;汉族;男;助理工程师;本科;2008年毕业于河南科技大学;
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