机械加工工艺对零件加工精度的影响

张淼闵

【摘 要】随着我国社会经济的持续发展，机械加工产业对推动社会生产力的发展做出了重要贡献。而零件加工是机械加工中十分重要的内容，在现代系统越来越复杂、零部件精度越来越高的情况下，市场对机械加工工艺提出了更高的要求。文章阐述了机械加工工艺和零件加工精度之间的关系，从受力变形、热变形以及几何误差等角度，分析了机械加工工艺对零件加工精度的具体影响，针对这些影响因素提出了一些提高零件加工精度的建议。

【关键词】机械加工工艺;零件;加工精度

1 机械加工工艺和零件加工概述

机械加工主要是指按照机械设计图纸，利用现代技术，对机械结构、部件、零件进行加工的过程。在工业革命之后，人类社会机械加工技术全面进步，极大提升了社会生产力。随着现代社会高速发展，机械加工逐步向结构复杂化、精细化的方向发展，涉及到的各类零件体积越来越小，精度要求越来越高[1]。显然，传统粗放式的机械加工方式，无法很好的保证零件精度。零件精度不足，容易导致零件无法与机械系统匹配，机械系统功能无法发挥出来。同时，会加剧机械磨损，影响机械使用寿命，能耗升高，严重时还可能引发生产事故。

2 机械加工工艺对零件加工精度的影响因素分析

2.1 受力变形

无论是半自动化加工还是全自动机械加工，基本上都涉及到对零部件材料的粗加工、精加工等环节，其中涉及到切割、切削、打磨及焊接、组装等多个步骤。在整个过程中，如果零部件材料、本成品受到额外力的影响，很可能出现变形的情况，导致精度受到影响[2]。在现代机械加工中，導致零件出现受力变形的原因如下：其一，自动化加工系统中各个部件匹配度不足，或是受到外力的影响，导致其在运行中出现变形、位移的情况，进而压迫或磨损零部件材料，导致其发生形变或受到损伤。其二，在零部件的自动化加工中，对各个环节的加工强度控制不到位、参数设置存在误差，都会导致实际加工出来的零件参数与设计要求存在差异。其三，加工环境出现异物，导致零件半成品磨损，也是影响精度的主要原因。

2.2 热变形

在多数机械加工工艺实施的过程中，由于高速切割、摩擦，会导致零部件温度升高，较高的热量会影响加工系统及零部件本身，导致其精度受到影响。有相当一部分金属材料本身的热胀冷缩现象比较严重，往往在高精度精细化机械加工中，需要对热变形因素进行考虑。如果这部分因素考虑不周全，金属零件在加工中经历局部热膨胀、再冷却的过程，精度将难以得到保证。另外，对于一些金属材料零部件来说，在不同环境温度下进行加工，也可能出现材料因温度变化而出现尺寸不精的情况。如果在加工时没有考虑环境温度，或是没有进行设备预热，都可能导致热变形的情况出现。

2.3 几何误差

如今，基本上都是使用自动化数控设备加工零部件，显然以数控机床为代表的加工设备本身的技术水平、应用方式、日常管理等，都可能导致零件加工精度受到影响。总体来讲，因加工设备导致的零件加工精度问题，可以总结为几何误差。例如，很多零件加工用到的数控机床都属于大型组合型设备，涉及到多个机械部分和控制部分[3]。一方面，如果加工设备各个部分组装质量不到位，尤其是刀具、磨具安装精度不足，都会导致实际加工精度受到影响;另一方面，技术人员在操控加工设备时，存在不规范的情况，比如参数输入错误、操作流程错误等，都会导致系统几何误差的出现，影响零件加工精度。从数控加工机床的应用角度来讲，导致零件另外，任何机械加工设备的日常维护管理尤为重要，如果维护保养不到位，自动化加工系统本身长期运行下出现磨损、老化，会直接导致其打磨、切削能力和精度出现问题，使得加工精度无法达到要求。

3 精密机械零件高精度加工工艺技术

在零件加工中，受到工艺、环境的影响，零部件表面毛刺、杂质及氧化物是影响精度的主要因素之一。随着现代机械加工技术的进一步发展，我国相关产业领域中已经出现了一些新的高精加工技术，对提高零件加工精度，打下了可靠的基础。这些技术主要包括：

①电化学加工技术。该技术主要是利用电流冲击零部件半成品表面，可以迅速去除其表面的毛刺、杂质，达到抛光的效果。将电化学技术应用到现代机械零件加工中，可以作为精加工以及加工收尾阶段的重要环节，可以全面提升零件的加工精度和品质。

②磨粒流加工工艺。这种技术主要是利用高强度陶瓷粒对零部件进行研磨或倒角加工，在科学设计的加工磨具当中，可以实现对零部件的高精加工。在实际的机械加工中，通常用到的陶瓷磨粒有多种尺寸，可以满足多种精度的加工需求。另外，国内近年来还出现了一种全新的软性聚合物承载磨料，可以根据零件材料、应用要求，选择研磨自身流经表面特性，在提高零件精度的同时，提高零件的性能和功能价值。

③热能工艺。针对部分受热影响较小的零部件，利用可燃气体燃烧产生的瞬间高温，去除工件表面毛刺、氧化物，达到提高精度的目的[4]。由于热能工艺应用过程中产生的高温是瞬间出现的，可以在去除零件表面杂质的同时，不影响零件本身，也不会导致其产生热形变。

4 提高机械加工工艺和零件加工精度的策略

4.1 构建完善的加工系统

显然，在越来越高的机械加工质量要求下，有必要对机械加工工艺系统及设备进行更新和升级。目前我国部分企业过于看重短期利润，不愿意在机械加工系统方面投入更多的研发精力和资金，導致加工系统无法达到越来越高的加工精度要求。尤其是一些体积小、精度高、造型复杂的零件，采用传统的机械加工设备，是肯定无法达到加工要求的。所以，相关企业需要加强相关技术研究，投入更多资金升级设备，积极创新机械加工工艺，为提高零件加工精度打下可靠的基础。

4.2 优化加工流程

任何零部件的加工之前，都涉及到零部件设计和加工流程设计两个关键环节，如果加工流程过长、涉及到的加工环节过多，会导致加工过程不可控因素过多，影响加工精度。为此，技术人员需要深入分析零件加工要求，基于对零件材料特性以及机械加工设备的全面了解，制定合适的加工流程[5]。在保证满足加工要求的基础上，简化加工流程，这一方面可以提高零件加工精度，另一方面有助于缩短加工工期，提高企业效益。

4.3 做好误差控制

在机械加工过程中，要严格确保加工系统各个部件安装到位，以及加工系统的各类参数设定正确。检查之后，再进行试加工观测，直到加工出来的零件达到精度要求，再投入正式生产。同时，要定期对机械加工系统进行维护保养，做好刀具磨损程度的监测，及时更换易损件，进一步降低加工几何误差。从长远来看，机械加工团队需要做好加工资料、数据的采集、整理和分析，基于大量数据进行几何误差分析，逐步将机械加工系统调试到更优状态。

5 结束语

综上所述，在我国机械加工产业不断发展、加工质量要求越来越高的背景下，传统机械加工工艺及生产加工管理方式存在的不足逐渐暴露出来，对加工精度造成了较大的影响。为此，相关生产企业一方面需要加大机械加工工艺研究、更新的投入，采用更先进的机械加工技术，满足高精度零部件加工的需求;另一方面，需要做好机械加工工艺流程的研究分析，排除机械加工过程的各类干扰因素，确保零件加工质量达到设计要求。只有这样，才能更好的提高零件加工质量，满足市场应用及社会发展的需求。

参考文献：

[1]文平.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的思考[J].河北农机，2020（1）：42.

[2]张朝国.机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制[J].阜阳职业技术学院学报，2020，31（1）：43-45.

[3]陈晓蓉，邹星荣，杜京纬.机械加工工艺对金属零件加工精度的影响及控制分析[J].科学与财富，2020（2）：325.

（作者单位：柏徳皮革（中国）有限公司）