机械加工工艺对加工精度的影响

姚志强

（辽宁保利特种车辆有限公司，辽宁 抚顺 113001）

1 几何精度

零件加工完成之后，实际所具备的几何参数，同理想参数之间的符合程度，就是零件的加工精度。符合程度越高，说明加工的精度越好。在工艺系统中，主要包括了三点内容，分别是机床、工具和夹具，在对工艺品进行切削加工的过程中，由于机床设备自身存在的问题可能会出现主轴回转的误差，从而导致零件在加工的过程中，出现了精度不足的情况。除此之外，机床主轴的径向以及摆动的方式，都会对于零件的加工精度产生不同作用的影响，而且机床在运行的过程中也会出现使用年限过久和磨损程度过大等问题，这些问题都会对加工的精度产生一定的影响作用。对于刀具来说，刀具使用时间越长，磨损的情况就会越严重，如此就会改变刀具的相对位置，从而降低零件的精度。在加工工艺系统中，为了能够固定零件要保障零件和刀具之间的距离，如此就需要夹具来发挥作用，而出厂时夹具在制造的过程中，产生的一定误差是不可避免的，而且随着夹具使用年限的增长，夹具的表面也会出现不同程度的磨损，如此也会对加工的精度带来影响。

在分析了加工工艺系统中存在的误差之后，相关的技术人员就必须针对误差情况进行控制和改良，要保障误差出现在可接受的范围之内，在实际生产加工的过程中，由于机床精度的差异，从而导致精度不同的机床，应该采用不同的控制技术来保障加工的精度，对于精度较高的机床来说，通常都安装了补偿装置，可以根据零件的实际需要对误差进行矫正；在一些技术较为先进的数控机床中，还针对各种零件的磨损情况，提供了补偿和校正，操作人员可以将要补偿的数据输入到设备之中，软件就会通过计算机计算的方式来制定出最为准确和科学的补偿数据；而一些普通的机床，只能通过人工测量补偿的方式，来将误差控制在科学的范围之内。

2 受力和形变

加工工艺系统中主要包含了三个部分，分别是机床、工具和夹具，在对工艺品进行切削的过程中，这些加工部件会受到切削力，夹力和重力的共同作用，从而由于受力而产生一定的形变，导致在加工之前已经调整好的刀具的位置不受人工控制得发生了改变，如此就会改变刀具的运动轨迹，以至于加工后的产品与机械加工前设置好的相关参数有所误差。除此之外，在工艺系统中所剩余的一部分应力也会导致整个系统的形变，例如，在对工件进行热处理之后所产生的应力，切削加工时的残余应力等等，这些应力因为自身的性质，及时没有在外力作用帮助之下，都会导致系统在受力的情况下发生形变。

我们在对工艺进行了详细的受力分析和比对之后发现，一旦应力对加工系统造成形变之后相关操作人员可以通过相关的对策，按照一定的参数或者有针对性的对策降低工艺系统中所承受的力量，从而有效的保障了机械在加工时的精确度。而在实际操作的过程中，系统的刚度以及因机械工作而产生的负荷强度相关工作人员可以分别加强以及降低来解决加工过程中会出现的一系列的问题，用这样的方式来保证生产的质量和效率。而在生产的过程中，操作人员要时刻关注着系统刚度的变化，要不断的加强工艺系统的刚度，而有效地保障连接表面的接触刚度，合理优化结构以及装夹和加工方式同样有利于系统刚度的加强。

3 热变形

机械加工的过程中由于机械一直处于工作状态必然会产生热量，而机械加工过程中的热量分为很多种，这些热量在加工初期并不会对机械加工产生什么影响。但是随着机械加工的持续进行，这些热量必然会因为过高而对机械加工的质量和精度造成影响。加工系统中参与工作的一些部件更会因为温度过高而产生变形，这种变形既是因为热也是因为长时间的磨损，而热变形是主要的因素。系统部位热变形主要表现在工件，机床以及刀具这三个主要参与加工的三个重要方面。

3.1 工件热变形

在对加工精度产生影响的诸多的影响因素之中，影响最为严重的就是工件热变形。尤其是针对一些精度要求较高的零件，会产生较为明显的影响作用。例如，在对丝杠进行磨削的过程中，如果丝杠的长度为三米，那么每进行一次磨削工作，四杠的温度就会上升，幅度大约在三度左右，此时丝杠就会发生热变形，大约会伸长0.09毫米，对于六级丝杠来说，它的误差范围是0.02毫米之下，如此我们就会发现工件热变形对于工件精度的影响程度之大。除此之外，在对工件进行磨平的过程中，也会受到切削热的作用，从而导致工件上下表面温度产生明显的差异，导致工件的中间部分向上凸起，凸起部分被切去之后，就会在凹面内形成平面误差。

要想降低由于工件热变形而对工件精度产生的影响，工作人员就必须在实际的操作过程中，采用一切可以应用的手段和方法来控制工件表面升温的情况，也可以通过补偿法来弥补误差的缺失：为了在削割时减少因过度摩擦而产生的热量可以提前降低切削用量和参数，或者是在装夹工作时在工件的表面安装工件夹，用以减少工件由于受热表面温度升高而产生的误差，或者也可以通过暂停工作加工，等待热量散去后再进行加工工作的这种简单的散热方式，降低加工部件的负荷，降低热量，减少热变形的出现可能，来提升工件加工的精度。

3.2 机床热变形

在零件加工的过程中，必不可少使用到的一个重要的工具就是机床，机床运行的时候会，受到内热和外热的双重作用，从而导致机床的部分设备温度升高。然而，由于每一个部位产生热量的源头不同，而且热量的分布也较为分散，机床的结构往往过于复杂，一个正常工作的机床通常由很多部分组成，而几乎每一个部分都会参与工作。因此，机床不同的部位会出现不同的升温情况，从而在机床整体形成一个不均匀的温度分布，破坏了机床各部件在参与工作时候的协调度，从而导致机床之间的零件位置发生一定的变化对机床原有的精度造成破坏，进而影响到机械加工的精准度。而且，由于参与工作的机床的种类各不相同，这也就导致了这些热量的产生根源也有所差异。

要想降低由于机床发生的热变形而对机械加工精度产生的影响，可以采用多种方式，工作人员可以以散热为根本出发点，对机床中发热的源头进行有效检查并且进行隔离，从而将主机和热源分离开来；或者可以采取润滑的方式，减小摩擦性，来改变局部温度过高的情况；工作人员也可以采用强制冷却的方法，或者是有针对性的扩大散热的方式，对温度过高的部分进行降温的工作。工作人员在工作的过程中，应该要全面地注意机床各部件的温度分布情况，同时能够对机床的结构进行合理的规划，从而减少机床热变形情况的发生，要将机床的热变形发展控制在一定的范围之内，从而对加工的精度进行有效的掌控。同时，加工时所处的环境也是影响到机床热量产生的一大成因，故而操作人员应该充分认识到环境的影响，保证机床能够保证好充分的散热，减少热变形的发生。

3.3 刀具热变形

在加工的过程中，刀具是参与工作的一项重要内容，主要对产品进行削割作用促使产品能够形成一定的形状。任何刀具在使用初期都很锋利，随着使用率的增多，刀具定然会变钝。机械加工时所使用的刀具更是如此，在长时间的工作状态下，刀具一次次地削割，磨损，是这么过程会产生极高的热度，导致刀具变形，影响到机械加工的进程和效率。所以对于刀具热变形，相关工作人员要加以重视，确定刀具工作时所需要的参数和始终次数，在工作状态或者高温的时候注意给刀具进行加水和降温，对刀具进行定期的检查，及时对用钝的刀具进行磨锋或者替换，确保刀具能够保持稳定的工作状态，确保刀具的正常使用以及进行加工作业。

4 总结

综上所述我们可以发现，随着我国社会的不断进步和发展，我国的加工工艺也获得了突飞猛进的进步，零件加工的精度也获得了一个可靠的保障。因此，我们应该加强技术的发展，不断的提升加工的精度，明确掌握机械加工过程中会产生的各种影响加工的因素，及时地发现并提出解决对策，保证机械加工的稳定进行，从而为我国机械加工工艺的可持续发展奠定基础。