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摘 要：分析了機(jī)械加工工藝對(duì)加工精度的影響，并給出了相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工工藝；加工精度；變形；誤差

中圖分類(lèi)號(hào)：TH161+.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.124

在機(jī)械加工設(shè)備集約化、精密化的發(fā)展前景下，雖然機(jī)械加工工藝流程表面看起來(lái)越來(lái)越簡(jiǎn)單，但實(shí)際上，其復(fù)雜程度有所增加。這就對(duì)機(jī)械加工工藝路線設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因此，我們需要針對(duì)不同的加工精度和成本需求，設(shè)計(jì)出符合要求的加工工藝，并運(yùn)用各種統(tǒng)計(jì)工具確定影響機(jī)械加工工藝的主要因素，采取有效的措施，滿足設(shè)計(jì)所需的尺寸公差、形位公差及性能需求等。

1 機(jī)械加工工藝概述

所謂的“機(jī)械加工工藝”，實(shí)質(zhì)上是指在加工工藝流程的基礎(chǔ)上，通過(guò)一定的方式改變生產(chǎn)對(duì)象的幾何形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，以便使生產(chǎn)對(duì)象成為成品或半成品。工藝流程指的是具體的工藝過(guò)程。該過(guò)程主要是由產(chǎn)品的數(shù)量、設(shè)備條件、人員、環(huán)境條件等情況確定。工藝規(guī)程，簡(jiǎn)而言之，就是將如何使原材料成為所要求的尺寸和性能的過(guò)程寫(xiě)成工藝文件。

1.1 機(jī)械加工生產(chǎn)

機(jī)械加工生產(chǎn)主要包括原材料準(zhǔn)備階段、制造階段和成品階段等過(guò)程。這些階段是直接改變?cè)牧系膸缀涡螤?、尺寸和性能，以使其成為成品的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是由若干連續(xù)的工序串聯(lián)而成的。在機(jī)械加工中，往往需要根據(jù)生產(chǎn)數(shù)量及成本需求對(duì)加工工藝作出相應(yīng)的調(diào)整。

1.2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂需要以下準(zhǔn)備過(guò)程：①通過(guò)討論或依據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)確定工藝路線；②確定工序及相關(guān)的基準(zhǔn)；③確定需要的設(shè)備、工裝和量具。

機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂需遵循以下2個(gè)原則：①優(yōu)先加工已確定工藝基準(zhǔn)的零件；②通過(guò)工序間的聯(lián)系及尺寸精度確定粗精加工工序和熱處理工序的時(shí)間、順序等。

2 加工系統(tǒng)誤差對(duì)機(jī)械加工精度的影響

零件是用專(zhuān)業(yè)的加工設(shè)備加工的。如果加工設(shè)備本身就有誤差，則會(huì)造成成品零件的失精。比如對(duì)于機(jī)床導(dǎo)軌來(lái)說(shuō)，如果其形式或精度本身就有問(wèn)題，則有可能造成進(jìn)給誤差，導(dǎo)致加工零件的失精。機(jī)床在使用后往往會(huì)出現(xiàn)一定程度的磨損，比如某些刀具在使用中會(huì)出現(xiàn)各種磨損現(xiàn)象，進(jìn)而在機(jī)械加工時(shí)，就不可避免地會(huì)出現(xiàn)零件幾何、形位偏差。對(duì)于刀具來(lái)說(shuō)，應(yīng)在精加工工序中盡量選擇成型刀片。另外，在使用過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或其他檢測(cè)手段對(duì)首件半成品零件進(jìn)行精確測(cè)量，根據(jù)相關(guān)尺寸修正加工參數(shù)，就可以將這種誤差基本消除，從而將該批零件的批量生產(chǎn)誤差降至最低。如果刀具在使用過(guò)程中出現(xiàn)磨損，那么也會(huì)造成被加工零件形位、尺寸精度的下降，因此應(yīng)在試生產(chǎn)階段摸索出修磨刀具更換的頻率。

工藝裝備是用來(lái)保證刀具與零件相對(duì)位置的一種加工設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確加工零件的目的。通常，工藝裝備的誤差主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：①生產(chǎn)出的工藝裝備本身精度不高，存在誤差，投入使用后出現(xiàn)定位、安裝偏差；②工藝裝備在長(zhǎng)期使用后，其定位面出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致被加工零件出現(xiàn)失精現(xiàn)象。

對(duì)于生產(chǎn)前加工系統(tǒng)存在的問(wèn)題，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)新進(jìn)設(shè)備的檢測(cè)，保證生產(chǎn)精度；對(duì)于生產(chǎn)后存在的問(wèn)題，在實(shí)際加工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的周檢管理，定期更換相關(guān)零件。另外，可使用一些諸如尺寸波動(dòng)圖等工具，在失精發(fā)生的萌芽階段遏制其發(fā)展。

當(dāng)前，一些自動(dòng)化水平高、加工精度高的設(shè)備往往具有誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，可以由設(shè)備或加工人員調(diào)整誤差補(bǔ)償，提高加工精度。因此，在精加工工序中，應(yīng)盡量選用自動(dòng)化程度較高的機(jī)床。

3 受力或受熱形變對(duì)精度的影響

機(jī)械加工系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，常會(huì)受到交變、不平衡力的影響。而機(jī)械加工設(shè)備往往是在零件加工尚未開(kāi)始時(shí)安裝或設(shè)定的，在加工過(guò)程中很有可能受到交變、不平衡力的影響而造成設(shè)備移位或變形，使生產(chǎn)出的零件失精。

對(duì)于以上原因造成的加工零件失精，可采用以下方法解決：①對(duì)工藝裝備本身易造成位移或變形處進(jìn)行加強(qiáng)，提升剛度，防止該設(shè)備因受力而發(fā)生形變，導(dǎo)致加工誤差；②可通過(guò)優(yōu)化機(jī)械加工工藝參數(shù)或工序，降低精加工或半精加工工序?qū)庸ぴO(shè)備產(chǎn)生的應(yīng)力。

此外，在機(jī)械加工中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。當(dāng)熱量積累到一定程度時(shí)會(huì)對(duì)加工系統(tǒng)造成一定的影響，比如對(duì)設(shè)備及工件產(chǎn)生一定的熱變形，而測(cè)量系統(tǒng)與加工系統(tǒng)的溫度不同，從而導(dǎo)致零件失精。

對(duì)于上述原因造成的失精，我們應(yīng)盡量將精加工設(shè)備與測(cè)量設(shè)備放置于相同的恒溫環(huán)境中。另外，可合理使用切削液，盡可能地減少加工熱量對(duì)零件的影響，并在工件加工完成后，放置一段時(shí)間再測(cè)量，或者采用熱補(bǔ)償算法對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行誤差補(bǔ)償。

4 熱處理對(duì)加工精度的影響

熱處理是機(jī)械加工過(guò)程中十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。合理的熱處理工序設(shè)定可以有效提高零件的加工精度，而不合理的熱處理工序設(shè)定很有可能會(huì)使加工出的零件無(wú)法達(dá)到要求的尺寸。熱處理對(duì)加工精度的影響主要體現(xiàn)在以下兩方面：①一些熱處理工藝會(huì)使零件漲大。如果零件本身尺寸較大，則漲大尺寸會(huì)很大。在熱處理前，如果機(jī)械加工工序設(shè)置的余量（比如內(nèi)孔余量）不足，則無(wú)法進(jìn)行后續(xù)加工。②零件的殘余應(yīng)力。在零件的加工過(guò)程中會(huì)形成一定的殘余應(yīng)力。在精加工前，如果未能有效去除這些應(yīng)力，則在零件加工完成并放置一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)變形現(xiàn)象，從而無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于上述原因造成的失精，我們的解決辦法是：①在會(huì)造成大變形的熱處理工序前，應(yīng)設(shè)置足夠的加工余量；②對(duì)于某些軟材質(zhì)零件或薄壁零件，應(yīng)在精加工前的某道工序合理安排熱處理，有效去除其中的加工應(yīng)力，然后再進(jìn)行精加工。

5 結(jié)束語(yǔ)

我們平時(shí)應(yīng)注意對(duì)工藝方法的探索和積累，以有效解決工作中遇到的各種問(wèn)題。機(jī)械加工工藝問(wèn)題的解決不僅有利于加工工藝的發(fā)展，還有利于機(jī)械零件設(shè)計(jì)的進(jìn)步。

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〔編輯：劉曉芳〕