机械加工工艺对加工精度的影响

摘 要：零件的加工过程会受到很多因素的影响,加工精度也会随之发生改变.不同的机械加工工艺会影响零件的加工精度,提升加工工艺的整体质量就能够保障零件的加工精度.本文介绍了机械加工工艺中的几何精度、受力变形和热变形对加工精度的影响.

关 键 词：机械加工工艺；加工精度

在机械加工过程中,零件加工精度是保证零件加工质量的核心部分.加工精度是指通过加工得到零件的实际尺寸、位置等参数与理想参数相符合的程度.在加工时有很多因素会影响到加工精度,其中对加工精度影响比较大的是机械加工工艺.本文从加工工艺的受力变形、几何精度以及热变形三个方面阐述机械加工工艺对加工精度的影响.

1.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.此外,机床安装时没有安装到位,或者机床长期使用后产生磨损,都会影响到零件的加工精度.然后是刀具的影响,因为刀具加工时直接与工件接触,时间长了,刀具的磨损便会十分严重.如果继续使用磨损的刀具进行加工,势必会造成零件加工精度不准确.还有是夹具的影响,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.夹具的误差主要有以下几个方面：一是夹具本身的制造误差,二是使用过程当中产生的定位误差和安装误差,三是长期使用后的磨损误差.

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.

2.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.

3.热变形对加工精度的影响

零件在加工时,会经过磨、铣、车等多个环节,在这个过程中会有大量的热量产生,工艺系统在这些热量的影响下会产生热变形,加工出来的零件便会存在误差.这主要表现在工件、刀具以及机床的热变形对加工精度产生的影响.

第一,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.

第二,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润滑.

第三,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.

科技在不断的进步,零件的加工精度也有了一定程度的提高.但我们仍然需要利用当今的科技,不断改善机械加工过程的工艺系统,以便尽可能地减小加工工艺对加工精度的影响,保证加工质量.