机械加工工艺对零件加工精度的影响及其控制

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:刘锡铭
[导读] 摘要:在零件加工中,机械加工工艺对影响其精度因素较多,如若不能有效控制,则会对产品质量造成影响。
        身份证号码:22018219891212XXXX  黑龙江省哈尔滨市  150066
        摘要:在零件加工中,机械加工工艺对影响其精度因素较多,如若不能有效控制,则会对产品质量造成影响。因此,可通过规范工艺流程、控制数控编程、处理结构误差、减少外力影响、控制工艺温度的方式,优化机械加工工艺,从而提高零件加工精度。
        关键词:机械加工工艺;零件加工精度;影响;控制
        1导言
        在经济全球化的大背景下,提高机械加工零件质量极其重要。与此同时,供应商对企业产品质量判断过程中,主要参考依据就是零件加工精度,但在机械加工工艺影响背景下,很难保障零件加工精度与标准相一致。机械加工工艺能够对零件大小及尺寸进行严格控制,而一旦有误差存在于机械加工过程,必然会降低零件加工精度。基于此,就需要不断提升机械加工工艺水平,以最大限度地减少机械加工零件的失误,同时科学控制加工过程,提高零件加工质量和效率,为机械加工零件精度提供充足保障。
        2机械加工工艺对零件加工精度的影响因素
        2.1工艺系统受热变形造成误差
        加工零部件时,必然会使得机械设备处于长期运行状态中,而一旦机械设备运行,会有热量产生,如切削及磨削等过程都会有热量产生,此时在工件缺乏足够刚度的情况下,工艺系统某部位就会因受热而有形变问题产生,随之产生误差并最终影响零件加工精度[1]。加工大型零件的过程中,因热变形而产生的误差,对零件加工精度产生的影响可高达50%,可见热变形误差通常会给零件加工精度带来较大影响。
        2.2刀具几何误差影响加工精度
        加工零部件过程中,必须要使用的工具就是刀具,这一零件加工工具往往会对机械加工精度造成直接影响。刀具种类不同时,往往会产生不同的加工精度,加之长时间使用的刀具,受不断摩擦影响,自然会使得刀具有损耗产生,此时对于原始标准数据来说,通过长时间应用后的刀具各种数据往往会有偏差存在,所以后续加工零部件过程中,必然会有误差产生,最终影响加工精度。
        2.3机床自身误差影响加工精度
        误差往往存在于任何机械设备中,而机械加工机床也不例外,在机床安装或后期使用过程中,因地基不稳及磨损等因素都会在一定程度上增加误差,影响零件加工精度,并且制作误差也会因此产生,如导轨误差等,而这些误差都属于机床自身误差范畴,部分误差影响的零件加工精度可能会在允许范围内,但值得注意的是,因大部分误差都会严重影响机械加工精度,所以仍然需要高度重视机械设备存在的误差问题。此外,在机床长时间运行过程,就会出现一些不可避免的损耗,此时就会降低机床加工性能,如传动链故障问题和机床老化现象等,同样会给零件加工精度造成影响。
        3优化机械加工工艺提高零件加工精度的措施
        3.1规范工艺流程
        零件机械加工中通常有严格工艺流程,每个工艺环节均会影响零件质量与精度。如,轴向量规工件,在程序操作中其流程为粗加工型腔铣(Φ63玉米铣刀)、半精轮廓铣(Φ20)、精加工其两侧壁(Φ8)、半精加工角落(Φ8)、全部曲面精加工(Φ8球刀),只有严格按照程序操作,方能提高零件加工精度[4]。所以,应当从整体出发,管理和控制零件加工过程,提高加工科学性与规范性,为提高零件加工精度提供保障。在此过程中,一方面选择质量较高的加工机械,可选择生产实力高或知名品牌的产品,提高机械质量,且在使用前对各零件、安装顺序重点检查,安装后进行机械校验,为零件加工奠定基础;另一方面则应当做好机械加工运行的检查工作,通过定期检修的方式,保证设备始终能够正常运行,性能满足零件加工要求,且对加工过程进行质量监管,定期抽测检验,使其符合国家标准。


        3.2控制数控编程
        在零件加工中,数控编程对其精度具有较大影响,为有效控制此影响因素,则在编程中需对编程原点合理确定,综合考虑零件尺寸、特点等,定位编程原点。在确定编程坐标系时需遵守设计基准、编程基准、工艺基准统一原则,最大程度降低换算尺寸公差误差,可从以下几点出发:一是数控编程原点尽量符合零件设计图纸,主要是由于零件设计拥有独特设计基准,机械加工业存在工艺基准,所以,则应当保证原点与上述基准相符,以降低零件加工误差[5];二是尽量简化粗粒数据计算,以免过于繁琐的计算过程提高产生误差几率;三是建立数控编程坐标系需在具有较高精度的表面上;四是零件位置不同尺寸公差不对称,则需要利用人工方式测量计算数据编程尺寸。零件加工如若选择相同刀具,则选择公差中间值编程,为误差留有一定空间,提高加工精度。
        3.3处理结构误差
        零件加工精度对于产品整体质量具有直接影响,特别是部分机械对于零件精度要求十分严格,而几何尺寸作为加工中对零件精度造成影响的重点,应当以此为切入点对其进行控制。一方面应当控制原始误差。机械加工客观存在误差,难以有效规避,主要是由于数控机床与加工零件必定会有误差产生,此种属于原始误差,需对其进行全面分析,了解形成原始误差原因、误差类型,制定解决措施,以提高零件精度。在具体加工中,需对机床几何精度、位置精度合理调整。另一方面,则应当对机床核心部件合理设计。机床定位精度在加工零件中影响较大,如,导轨、进给系统、工作台面垂直度与水平度等核心部件,需结合零件特点及精度要求,对机床核心部件合理选择。如,机床中滚珠丝杠为重要部分,在选择中需对其精度综合分析,选择成熟、先进的技术,利用回转速度、轴向荷载选择滚珠丝杠支撑与固定方式。
        3.4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。
        3.5控制工艺温度
        零件热变形影响零件加工精度,一是通过控制整体加工温度在较低水平,可通过强制式冷风方式保证散热及时性;二是提高切削供给量及速度,实现传热平衡;三是切削区保证冷却液充足,以平衡温度差;四是隔离或减少热源,如分离机床与热源,减少切削用量,利用润滑方式改造结构摩擦性,使用隔热材料,分开粗加工与精加工工序;五是选择机床部件,利用热对称结构进行变速箱布置安装,保证温度均匀性。
        4结语
        随着经济发展,人们生活水平不断提高,对各个方面也提出了更高要求。为顺应市场需求,机械加工业则应当提高零件加工质量。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。
        参考文献:
        [1]欧玲.机械加工工艺对零件加工精度影响的探究[J].中国新技术新产品,2019(23):84-85.
        [2]徐艳萍.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制研究[J].时代农机,2019,46(10):45-46.
        [3]李琦.机械加工工艺对零件加工精度的影响分析[J].企业科技与发展,2019(08):137-138.
        [4]邓晨韵,莫玉梅,鞠燕.浅析机械加工工艺对零件加工精度的影响[J].科技创新导报,2019,16(14):75+78.
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