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浅谈加工精度受机械加工工艺的影响

1机械加工工艺的概念

零件加工之前,首先需要根据其基本性能、实际应用情况等进行系统设计,确定加工工艺流程图,对零件的基本尺寸、形状以及具体的加工方法等进行明确规定,进而通过合理选材,借助于工件、机床、夹具等对零件进行加工制作。综合整体加工流程来看,从图纸选定开始到后期机床、夹具的使用等,都可能对零件加工进度产生影响。

2机械加工工艺中影响加工工艺的影响因素

(1)机床因素影响。机床对加工精度的影响可以表现在刀具变形造成的误差、机床调整产生的误差以及机床本身存在的传动链磨损误差等。在制作过程中,由于刀具表面与加工零件之间频繁接触,虽然单刃刀的使用不一定对零件使用精度造成影响,但有可能造成其形状精度的改变。调整误差表现为在加工过程中,由于机床、刀具或者夹具的相关数据调整不准确,造成加工数据与零件精度要求不匹配的情况,进而产生某些加工误差。机床本身的误差重点表现为磨损误差,比如传动链误差主要表现传动机构在制作、使用过程中发生磨损,加之机床维护不到位,造成零件在相对运动过程中产生误差,一般来说,可以从减少传动链基本部件入手减少误差。导轨误差同样为磨损误差的一种,主要表现为机床移动部件的位置不准确,进而产生的某些相互位置误差或者零件扭曲程度误差,可通过导轨润滑或者导轨工作结构调整、加固保护装置等角度减少误差。主轴回转误差作为机床误差的表现形式之一,主要从轴向窜动、纯角度摆动、纯径向圆跳动等三方面影响零件加工精度,需要从安装精度出发对主轴组件进行调整。(2)受力变形影响。一般来说,加工工艺系统包括机床、工件、工具和夹具四部分内容。在总体加工过程中,重力、切削力等变化都可能造成机床等不同系统用具的变形,进而导致工件或者刀具位置改变,影响零件的切削尺寸或者基本形状。如果工件强度不够,在机床或刀具的作用力下,加工的零件较易变形。(3)热变形影响。机械加工过程中,机床热变、刀具热变等的出现都可能成为加工精度的影响因素。经研究发现,在加工精度误差过程中,由于机床或加工工件热变形引起的误差可达到加工精度总误差概率的40%~48%。在机械加工过程中,机床或某些机械制造工件等经过反复的摩擦和使用,加之降温工作不到位,产生热胀冷缩的情况,导致零件总体结构发生变化,不同工件之间的切合度降低,进而影响正在加工零件的精度。比如在某一工件的单面切削过程中,由于加工表面受热程度的上下差异,有可能引起工件起拱的情况。正常加工时,机械会自动削平起拱的部分,但是温度下降之后,原有起拱的部位反会变为凹槽,进而产生加工精度误差。

3提高机械加工精度的措施

(1)确定合理工艺流程图。工艺流程图决定着加工过程中的加工方法、加工步骤以及加工零件的最终尺寸、几何形状等,是零件加工精度的决定要素。因此,为有效提高加工精度,首先需要从加工流程图入手,在总体设计过程中,需要综合多方面因素,考虑到力学原理、热胀冷缩原理可能给正常加工造成的影响,以避免如热变形、受力变形等非正常因素,同时综合分析机床磨损情况,尽可能减小加工误差。当然,有效的工艺流程图不仅具备可操作性,而且可以缩短工艺过程,以达到节约生产周期和成本的目的,尽可能减少某些流程操作过程中导致精度不足的影响,以此来获得更多质量高且符合生产标准的零器件。(2)优化加工补偿技术。基本操作流程图确定以后,需要根据具体操作过程中可能产生的误差进行机床、工件等的控制,利用差异性的补偿策略如及时调整操作数据、使用特定操作软件等对机床工作中可能出现的各类磨损情况进行矫正。面对传统的机床装置,则需要调整正尺数据进行操作补偿,以保证机床总体的有效工作。同时,针对机床基本数据无法满足现有工作要求的情况,如刀具或者夹具出现严重磨损,要进行及时的维护、检修以及刀具更换。另外,企业还需要根据自身发展水平和发展需要,积极引进先进的机械加工设备,进行加工工艺的创新,尽可能缩短工艺流程并提高加工精度。(3)提高工艺加工过程自动化水平。工业水平的发展促使机械加工零件精度要求的提升,同时也出现加工设备无法满足基本使用需求的情况。基于此,为提高零件加工工作的现代化水平,尽可能满足零件加工的基本生产需要,可采用引进数控机床设备的方式,满足智能化的误差补偿控制、故障自诊、信息集成等要求。同时还可配套使用其他装配作业、以柔性制造系统为主的先进加工工艺等。总之,从加工工艺的自动化角度出发,避免机床工作数据人工调整的误差,进而有效增强机床工作的准确度,实现对整体加工过程的有效控制。(4)提高从业人员基本素质。工作人员素质的提高,能够为机械加工工艺的精准化提供保障,是保障加工精度的重要举措。在工作过程中,企业需要根据当前机械加工工艺的发展情况、企业基本工艺要求等对加工人员进行培训,以便加工人员及时明确当前机械的加工要求、机械加工的新型方法等;同时,可以采用经验交流的形式,定期组织机械加工交流会,帮助操作人员不断熟悉具体操作流程的同时,鼓励其进行加工工艺的创新,比如创新设计零件加工步骤以减少零件加工过程可能造成的加工精度影响,或者创新应用智能化、信息化技术提高工作效率等。

4结语

随着工业时代的到来使机械的应用越来越普遍,而作为直接影响机械工作水平的零件精度问题,需要引起相关人员或部门的重视。为有效保证加工零件的精度,提高我国综合化加工技术水平,减少零件不合格率,促进企业整体效益的提升,需要从工艺流程图设定、加工补偿技术完善、工艺自动化水平提高以及从业人员基本素质提高角度入手,通过对机床磨损、零件受力情况、零件加工过程中的热变形情况等的控制,减小不同因素可能造成的零件精度的影响,进而促进零件总体加工精度的有效提高,以便生产出更多符合要求的机械产品。

作者:韦红星 单位:江西九江职业技术学院

参考文献

[1]刘志刚.试析机械加工工艺对加工精度的影响[J].科技创新导报,2012,(29).

[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,(5).

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