机械加工工艺对加工精度影响的探索

【摘要】机械加工工业作为社会的庞大的生产部门，车床在金属切削机床的配置几乎占50%，应用尤其广泛。机械加工工艺整体水平的优劣直接关系到了产品加工精度的高低，从而对整个机械产品的性能产生较大影响。本文主要围绕机械加工工艺对产品加工精度影响的一些客观性因素，并有针对性的提出了改进建议。

【关键词】机械加工工艺系统；加工精度；热变形

机械零件的加工质量是保证机械产品质量的基础。零件加工质量包括零件加工的尺寸精度和表面质量。加工精度是指零件完工后的实际几何参数对理想几何参数的符合程度，符合程度越高，加工精度就越高。在技术条件一定的情况下，通过改进机械加工工艺，无疑会对完善加工工艺、提高加工精度、降低废品率、增加经济效益。

一、机械加工工艺对加工精度影响的一些具体因素

1、工艺系统的几何精度对加工精度的影响

在整个工艺系统来说，机床的精度直接影响到整个系统的精度，因为加工刀具直接由机床来进行控制，从而完成对零件的加工。机床由于自身的制造工艺存在问题，从而有可能存在主轴回转误差等，从而造成被加工零件的形状以及位置精度不足。主轴的径向以及轴向摆动对于加工要求不同的零件产生不同程度的精度影响。除此之外，机床在由于安装存在问题以及长期使用过程当中的磨损，都会造成加工误差。特别是一些刀具随着使用时间的增长，其磨损十分明显，这种磨损是不均匀的，从而在加工过程当中造成误差。刀具出厂时由于制造工艺的问题自身也可能存在一定的误差，但是这种误差可以通过机床的调整而进行调节。因此对于加工零件来说没有直接的影响。而在使用过程当中的磨损，则会使刀具的相对位置发生改变，从而使得加工过程当中零件的精度会大幅度下降。在整个系统当中，为了将零件进行有效的固定，使其保持和刀具之间一定的位置，这就需要使用夹具，夹具的误差主要包括出差时的制造误差以及在使用过程中产生定位误差以及安装位置不准确造成的误差。夹具表面也会随着使用时间的增加而发生磨损，产生一定的误差。针对机床、刀具以及夹具的误差。可以有效的通过补偿技术对误差进行控制，使其在可以接受的范围之内。

2、工艺系统的热变形对加工精度的影响

（1）工件热变形对精度的影响

一般来说工件热变形在精加工中影响比较严重，特别是长度长、而精度要求高的零件。再如铣、刨、磨平面时，工件在单面受到切削热的作用，上下表面温差将导致工件向上拱起，加工中凸起的部分被切去，冷却后变成下凹造成平面度误差。为减少这些误差可以采取的措施：在切削时使用充分的切削液减少表面升温。也可采取误差补偿法：在装夹工件时使工件表面产生微量的夹紧变形，以此来减少切削时工件单面受热而拱起的误差，或降低切削用量以减少切削热和摩擦热，也可以采用粗加工后停机以待热量散发后再进行精加工。

（2）刀具热变形对加工精度的影响

主要由切削热引起的。连续切削时，刀具的热变形在切削初始阶段增加很快，随后变得较缓慢，经过不长时间后便趋于平衡状态。为减少热变形应合理选择切削用量和刀具的几何参数，并给予充分的冷和。

（3）机床热变形对精度的影响

机床在工作过程中，受到内外热源的影响，各部分温度将逐渐升高。由于各部件的热源不同，分布不均匀，以及机床结构的复杂性，因此各部件的温升不同，而且同一部件不同位置发生变化，破坏了机床原有的几何精度而造成加工误差。减少机床热变形有以下几种方法：第一，减少热源的发热和隔离热源。第二，加强散热能力。第三，采用合理的机床部件结构及装配基准。第四，使机床可加速达到热平衡状态，当达到热平衡状态后，热变形就趋于稳定。

3、工艺系统的受力变形对加工精度的影响

工艺系统在进行高强度的加工过程中会受到各种力的作用，在长期的受力状态下，工艺系统会发生轻微的变形。工艺系统的刀具等部件的相对位置是在设备静止的情况进行调整的，而随着工艺系统受力变形，这就会导致刀具等部件的相对位置发生变化，使得切削过程当中刀具的运动轨迹也出现相应的改变，从而导致加工精度下降。针对这种原因引起的加工误差，可以通过降低整个系统的受力来完成。早实际的操作过程当中可以采取以下几种方式：第一，增强整个工艺系统的刚度，从而有效地提升对外力作用的抵抗。第二，降低工艺系统的载荷，从而防止出现变形。

除此之外，工艺系统当中残余的应力也会引起系统系统发生变现，主要包括以下几个方面的来源：加工工件热处理之后产生的应力、切削加工带来的残余应力等，这些应力导致系统在没有收到外力的作用也会产生变形，应该采取相应的应对措施：第一，对于各种需要热处理的工件进行退火处理，从而有效地降低应力。第二，对于各种工艺过程继续科学合理的安排，防止粗加工过程当中产生的应力对精细加工的精度产生影响，造成误差。第三，增加零件自身的刚度，提高对应力的抵抗。

二、关于消除机械加工工艺对加工精度不利因素的措施

1、采取有效措施完善机械加工工艺系统

面对现阶段机械加工工艺系统中的诸多不足，我们可以从多个方面入手加以完善。例如，采取技术手段升级机械加工工艺系统，引进具有国际先进技术水平的加工设备，完善和加强创新机制，鼓励新型加工工艺的研制。另外，对使用的加工设备进行必要的维护和检修，使之达到最佳的工作状态。这些都是行之有效的完善手段，对完善机械加工工艺系统和提高系统的加工精度都是有极大益处的。

2、设计合理的加工工艺流程图

提高加工工艺的加工精度的关键因素之一是设计出完善的加工流程图。设计人员在设计过程中必须综合考虑各种因素，尽量在不影响正常加工的基础上缩短工艺流程。这样既可以节约生产周期，又能减少对提高加工精度不利的影响因素。

三、结语

为尽快提高我国机械加工技术水平、增强竞争力，我们要在现代综合集成制造技术的基础上，融合先进的管理理念和信息技术进而有效提高产品加工精度。虽然我国在这个方面已经有了很大的进步，但实现机械加工工艺水平的现代化，仍旧任重道远。希望各方面继续努力积极配合，肯定会大幅度提高加工工艺的加工精度，制造出更高精度的部件来。

参考文献：

[1]黄天佑.材料加工工艺[M].清华大学出版社.2009

[2]付琼芳.工艺系统误差对机械加工精度的影响[J].机械制造与自动化.2010