机械加工工艺对加工精度影响研究

摘要：在零件加工的工程中，由于多种因素的影响，其精度会随着发生变化，故本文通过对几何精度对加工精度的影响、影响工件变形的主要原因、变形对加工精度的影响及工件变形的解决方法四个方面进行详细的分析与探讨，以供参考。

关键词：机械加工工艺；精度影响；解决方法；

中图分类号：G353文献标识码： A

一、几何精度对加工精度的影响

工艺系统主要包括机床、工件、刀具和夹具等。工艺系统的几何精度会影响到零件的加工精度。首先是机床的影响，由于机床自身制造时会存在误差，加工出来的零件的形状以及位置精度便会不足。另外，机床安装时没有安装到位，或机床长期使用后产生磨损，都会影响零件的加工精度。然后是刀具的影响，因为刀具加工时直接和工件接触，时间长了，刀具的磨损就会非常的严重。倘若继续使用磨损的刀具进行加工，就必定会造成零件加工精度不准确。还有就是夹具的影响，在零件加工过程中，需要将零件进行固定后才能进行加工，这时就需要使用夹具。夹具的误差主要有：夹具本身的误差；夹具使用过程中产生的定位误差与安装的误差；夹具在长期使用后发生磨损的误差。

对上述的多种误差，可以从以下方面着手解决：第一，加强检验环节，避免使用自身存在误差的机床、刀具和夹具等；第二，针对长期使用后造成的磨损误差，磨损程度轻的，可以使用有效的补偿技术进行修正；如果磨损程度太严重了，需要及时进行更换；第三，针对安装时不正当操作所造成的误差，要求操作人员工作认真仔细，保证减少安装误差。此外，操作人员每隔一段时间要检验工艺系统的几何精度，从而保证零件加工精度。

二、影响工件变形的主要原因

1、工件的结构与材质

在机械加工的过程中，工件的结构与工件的材质是影响工件变形的主要原因，变形工件数量的多少以及工件的自身形状的改变，都与加工工件的长宽、工件壁的厚度有很大的关联，因此工件的材质质量要进行仔细的挑选、在加工时工件的硬度也能够直接影响到工件变形数量过多、质量下降，这些都是我们需要了解并加以分析的主要原因。

2、工件装夹时造成的变形

在机械加工时工件装夹是我们倍加关注的环节之一，我们要正确选择其夹紧点，根据其具体夹紧的位置选择适当的夹紧力度。否则在工件装夹时就会很容易产生工件的变形，工件的夹紧点和受力点不一致的话也是引起位置的变形的主要原因，加工时工件夹紧力的先后顺序安排不得当会使夹紧力发挥作用受到极大的影响，当遇到有特殊要求的加工时，例如壁厚相对薄类得加工零件，进行施力装夹时工件装夹方法、顺序没有有效的使用也会产生严重的变形，进而导致产品刚性降低工件变形再次发生，给机械加工事业的发展带来了有一个难题。

3、工件加工切削时造成的变形

工件在加工实施切削是由于切削力的受力作用，致使受力点发生形变，就会产生让刀现象，在对薄壁零件进行切削是，道具角度没有掌握并合理运用，在车削中会产生热变形，并是工件表面的质量受到破坏。在加工时刀具和工件避免不了出现摩擦，摩擦后会产生一定的热量，这种热量会致使工件发生变形，在加工时如果没有正确合理的使用切削液，也是影响零件精密度及质量。

4、加工后应力变形

在工件加工后工件自身就存有内应力，当一些加工材料进行热处理后，自身的内应力就会发生改变，折旧是所谓的应力变形，使内应力失去平衡，不能够保证加工零件外形的稳定状态。

三、变形对加工精度的影响

1、受力变形对加工精度的影响

工艺系统的刀具、夹具等是在设备静止的情况下进行安装的，当设备运转对零件进行加工时，工艺系统会受到各种力的作用。长期以往，工艺系统会产生细微的变形，刀具和夹具的位置、刀具轨迹等都会产生变化，这些变化会影响到零件的加工精度。针对这种情况可以采取以下措施加以解决：第一，找出工艺系统中刚度比较薄弱的环节，用强度更高的零件加以替换，提高整个工艺系统的刚度，使工艺系统产生变形的程度尽量降低；第二，采取合适的方法，降低加工时工艺系统承受的载荷，可以降低变形程度，比如零件加工时采用不同的夹装方法，工艺系统的受力也就不一样，应该采用工艺系统受力小的夹装方法，尽量避免变形。

此外，工艺系统中的残余应力也会影响零件的加工误差。在对加工零件进行热处理以及切削加工时都可能会产生残余应力，残余应力会使系统在没有承受外力的情况下也产生变形，进而影响加工精度。对此，我们可以采取以下几种方法：第一，提高零件自身的刚度，加强对应力的抵抗；第二，对于需要热处理的工件进行退火处理，可以有效地降低残余应力；第三，科学合理地安排工艺过程，减少由于粗精加工顺序不当而对加工精度产生的影响。

2、热变形对加工精度的影响

（1）工件热变形对加工精度产生影响

工件的热变形会直接导致零件的加工精度不准确，特别是当零件的长度较长或者精度要求较高时，产生的影响更大。减少这种影响的方法主要有：一是在加工过程中，使用合适的冷却液来降低零件表面温度；二是减少每次的切削量来减少每次摩擦产生的热量，让热量有更多的时间散发；三是完成粗加工后停机散热，然后再进行精加工。

（2）刀具热变形对加工精度产生影响

刀具热变形是由于切削时产生的热所导致的。零件加工时常常需要进行连续切削，这个时候刀具的热变形变化过程是首先猛增，然后变得缓慢，最后趋于平衡。为了降低刀具热形变对加工精度的影响，可以选择合理的切削用量和刀具，并使刀具得到充分的冷却和。

（3）机床热变形对加工精度产生影响

机床是零件加工的基本设备，机床工作时，会同时受到外部环境和加工产生的热量的影响，机床的各个部分的温度都会有所升高。但由于机床结构复杂、热源不同以及分布不均等原因，各部件的温度存在差别，从而导致不均温度场的产生。当机床各部件之间的相互位置发生改变时，原有的几何精度便会遭到破坏，再进行加工时就会产生误差。对机床热变形我们可以从以下几个方面进行解决：一是减少产热，从此角度出发可以隔离热源或者改善热源降低产热；二是增加散热，从此角度出发，可以采取合适的冷却方法，充分吸收加工过程中散发的热量；三是控制环境温度恒定，或者使机床加速达到热平衡的状态，从而减少机床热变形对加工精度的影响。

四、工件变形的解决方法

1、结构合理保证材质

在调整工件生产结构时，要加强控制工件的设计减少因设计失误所导致工件变形产生的严重失误及不良后果，在设计时尽量做到工件的长宽与壁厚、材质的韧性与稳固性比例平衡，这样在工作时就可以大大的降低工件变形的发生。尤其在进行大型工件加工时更应该掌握好结构的合理性并控制好产品的质量、硬度及疏松等，减少因其所带来的变形原因。

2、选择增大工件装夹面积

在加工工件时有效的增大工件和夹具之间的接触范围，能有降低工件装夹时所照成的变形。保证夹紧点和支撑点的一致合理运用夹紧力使用在支撑点上，选择好的受力点找准受力位置工作时使工件不容易变形。因此在工作中我们要尽量选择得当的受力位置，当工件被几个来至几个方向的受力点所牵制时正确安排好顺序。在遇到薄壁工件时，增大工件的装夹面积这样对承载夹紧力起到了很好的作用。还要做好详细了解零件的结构特点及产品形状，降低变形率的发生。

3、选择高速切削工件加工

在切削工件的过程中由于切削里的影响我们会选择高速切削，所用的切削刀具选择刀具较锋利的，这样不紧可降低工件与刀具之间的摩擦减少期间的阻力，还可以使刀具切削时的热量快速挥发，从而大大降低了工件的内应力。例如在对薄壁零件的平面进行铣削时单刃铣削法的正确使用，有效的减少了切削的阻力，像这种刀具使用时切削非常轻快使薄壁类零件降低了变形的可能，在当代生产中得到了一定的认可和广泛的使用。在使用高速切削过程中，切削的速度之快使大部分的切削热量被切屑带走，有效降低了工件在切削时产生的热变形和提高了工件的尺寸形状及产品质量。切削液的正确使用不仅降低了切削时所产生的摩擦还降低了切削时的高温变形。因此，切削液合理的使用是防止工件变形的一个重要环节之一。

4、选择热处理解决工件变形

在加工工件时，要根据不同的零件材料，对加工的工件选择不同的加热温度和时间，把有需要校直的零件重迭的放在一起，用工装紧压成为平直的状态，然后放至加热炉内热处理后，使工件内部的组织得以稳定，于此同时工件的直线度有所提高，降低加工时硬化现象的发生，有便于工件进一步的加工使用。铸件处理时要消除内部中的剩余应力，使变形后的工件进行再次加工，在加工时有效的预留出变形量这样更能够防止工件装配后出现变形时的解决方法。

总之，随着科技的不断进步，对零件的精度提出了更高的要求，所以在实际的施工中要求我们不断的提高机械加工工艺的技术水准，从而保证加工的质量满足设计的要求。

参考文献

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