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零件精度与机械加工设计分析

摘要:科技的发展对工艺加工水平的提高起到一定的促进作用。同时也对零件的精度以及机械加工的设计提出更高的要求。目前,随着数控机床以及自动化技术的不断引入,对零件的加工对机械以及相关程序的依赖性很高。因此,应该从编程过程中对技术人员提高要求,保证质量,才能不断提高零件的加工精度,满足更多领域的需要。本文将会对零件的精度进行一定分析,同时阐述零件精度与机械加工设计之间的关系。

关键词:零件精度;机械加工;设计

作为科学技术中的一个重要成分,零件加工技术一直朝着更精确的方向发展,这也离不开机械加工技术的不断发展。当前零件加工技术作为一项重要技术,已经成为国与国之间综合国力较量的一个重要方面。我国机械作业对零件的加工不断改善,在很大程度上促进国家发展,创造了很大的经济效益以及社会效益。

1几何精度问题分析

加工过程中由于误差的存在,就会形成几何精度问题。机床的误差,刀具的误差都会引起这一问题。机床因素作为其中影响最严重的一个因素,主要是由于随着时间的累计,本身的磨损情况较为严重,从而造成零件加工的偏差。就一汽车地板加工为例,几何精度问题就会造成很严重的后果。再进行切削加工时,由于机床的磨损,导致主轴回转产生一定的误差,最终导致尺寸不合适,成为废件,造成严重的资源浪费。由于刀具的材料属性以及时间的磨损属性,导致刀具在工作时也会发生一定的偏差,加床与刀具的偏差对整个零件的加工将会产生致命的伤害,这种误差会被严重放大。另外,机床零件的夹具以及固定工具也会对零件的加工精度造成一定的不利影响。因此,在进行误差分析时,只有保证全面分析误差的成因,才能采用合适的方式以及机械设计方案进行不断改进,从而提高零件的加工精度。采取一定的补偿措施通常是应对零件加工误差的主要手段,就一汽车零件加工为例,加工人员可以按照机床的具体情况采取相应的措施,保证最后加工出来的零件在误差范围之内,不至于造成资源的浪费。另外,针对重要的零件,由于精度加工的要求较高,因此应该尽可能使用机床磨损程度较小的机械进行加工。目前随着相关技术的不断发展,针对数控机床,已经出现了专门的补偿器械对零件的加工进行控制。通过自动化的方式,秩序对参数进行一定的调整,就可以对精度进行控制。相信随着科学技术的不断发展,这种控制技术会越来越成熟,越来越方便。

2机械加工变形设计

受力变形是机械加工中常见的一种现象,由于在进行加工操作时,必须对零件进行一定的固定工作,因此导致零件必然受力。根据物理力学的统一理论,物体受力就会发生形变。这种形变的效果随着施加力的增加逐渐变得明显。切削力以及夹紧力是机械对零件加工时必须出现的两个力。这两种力以及其他的作用力都会导致零件发生变形。这种变形的后果就会导致机床以零件的相对位置发生一定的变动,这样就导致加工尺寸不精确,产生误差。另外,系统中的残余应力也会对其造成一定的不利影响,这些应力主要来源于各种工艺以及相应的结构,并且这些外部因素消失后,仍会有部分的影响存在于构件之内,这就是残余应力,残余应力会对整个系统造成影响,因此,在加工时需要采取相应的措施进行控制。

2.1受力变形设计

在使用机械对零件进行加工时,外力会导致零件的变形。通常会采用以下两种方案降低这种变形效果,从而提高加工精度。首先是在系统的本身出发,找到相关因素进行解决,提高加床、刀具、夹具以及加工零件的强度,可以有效对变形现象进行抵消,系统的强度会降低零件的变形程度;其次是系统之外进行解决,通过减少负荷的方式,降低变形发生的情况。第一种方案的优点就是可以提高加工精度同时保证工作效率,缺点是在一定程度上增加了成本;第二种方案可以具有针对性的进行处理,提高部件的强度,是非常经济有效的改善措施。在企业中,应该根据自身的情况以及对加工的要求,对成本以及精度进行一定的衡量,保证自身的经济效益。

2.2热变形的设计

摩擦情况是零件加工时不能避免的现象,这种摩擦就会导致热量的产生,这种热效应也会对零件的精度造成一定的影响,尤其是质地较软的零件比如铝合金材料等。不同的热量对零件精度的影响程度不同,同时加工的时间也是衡量热量的一个重要因素,系统的热变形,会导致零件以及加工工具相对位置的变化,造成尺寸上的误差。热变形会导致起床以及零件都发生一定的变形,对精度的影响很大。这种情况对于精工轻薄的零件误差更为明显。为了降低热变形对零件以及起床的影响,通常会采用冷却的方式进行缓解。在加工过程中,通过不断的冷却,降低温度的偏差,就不会产生变形;补偿法是常用的另外一种方式,通过对零件加工的实践,采用物理方式将其朝着误差产生的相反方向进行一定的预设,在加工过程中就会产生抵消作用,从而保证零件的精度。降温防止变形还要作用于刀具之上,共同发挥作用。使用相应的润滑剂也可以实现效果。由于热量的产生跟摩擦的时间成一定的正比关系,因此采用物理方式即降低切削次数也是降低热源的重要措施之一。另外对于汽车零件的加工,由于相关的零件巨头特殊的材料特性,因此除了对加工温度进行降低之外,还应该从隔离热源的方式进行加工,保证零件的加工环境,从而降低由于热量造成的误差。

3结语

机械加工技术随着科技的不断进步取得很大发展,促使我国国内零件的加工精度不断提高。在具体的机械加工过程中,由于工序的影响以及操作技术的原因,导致在一定程度上造成尺寸的失误。这一点跟国外相比,我们依然有很大差距。应该不断研究相关的技术,不断改善当前的加工情况。同时注意对新材料的研发,利用特殊的材料特性进行对应的加工也是保证零件精度的重要方式。

作者:刘琦 黄志远 单位:许昌职业技术学院

参考文献:

[1]王坚,侯春林.机械加工工艺的节能问题[J].应用能源技术,2005(03):78-79.

[2]李银.浅析机械加工精度的因素[J].机械管理开发,2011(01):39-40.

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