石鑫
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機(jī)械產(chǎn)品品質(zhì)性能的直接決定因素是機(jī)械零件的加工精度,而機(jī)械加工工藝是產(chǎn)品制造的起點(diǎn),是零部件加工的起點(diǎn),也是對(duì)零部件加工精度影響最大的因素之一。機(jī)械加工工藝是根據(jù)零件的外形尺寸、性能要求等,按照規(guī)范合理的工藝流程將毛坯一步步加工成為所需零件,而其中每步工藝工序設(shè)計(jì)的合理與否對(duì)最終零件的加工精度影響甚重。因此,通過提升機(jī)械加工工藝,不僅可以提升零件加工精度,提升產(chǎn)品品質(zhì)及使用壽命,同時(shí)可以降低生產(chǎn)過程中的不良率,降低企業(yè)的生產(chǎn)損耗[1]。本文主要分析機(jī)械生產(chǎn)加工的工藝對(duì)零部件的加工精密度的影響,為提升零部件加工精度及機(jī)械產(chǎn)業(yè)的精密發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
機(jī)械加工工藝是一種使用機(jī)械進(jìn)行加工的方式,按照零件圖紙要求的尺寸及性能要求,使毛坯的形狀、尺寸、粗糙度要求、相對(duì)位置等公差要求符合零件所需,使其最終成為合格零件的全過程。機(jī)械加工工藝的影響因素很多,原材料的選擇、保存、運(yùn)輸、熱加工如何選取等均是加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮在內(nèi)的問題。加工工藝是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不可缺少的,是工藝人員在零件加工之前的必做工作,好的工藝設(shè)計(jì)可以減少零件生產(chǎn)過程中的原材浪費(fèi),提升產(chǎn)品良率,提高零部件的加工精度,最終保證產(chǎn)品優(yōu)良的使用性能。
近年來,我國機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)因傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展緩慢受到很大的禁錮,隨著國家政府的大力支持及自身制造業(yè)對(duì)自己的認(rèn)知不斷明確,機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)又迎來了智能智造轉(zhuǎn)型的重大希望。而加工工藝也逐漸走向可靠、合理化。在新零件加工之前,企業(yè)相關(guān)工藝設(shè)計(jì)人員并不盲目追求生產(chǎn)進(jìn)度及產(chǎn)量,而是合理考量企業(yè)一線工作人員的生產(chǎn)能力、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行能力、工位的合理排序等方面,進(jìn)行合理高效的工藝排序,最終完成機(jī)械加工工藝的設(shè)計(jì)[2]。
加工精度是度量機(jī)械加工質(zhì)量的標(biāo)尺。機(jī)械加工精度是實(shí)際生產(chǎn)的零件與其設(shè)計(jì)要求的相符程度,若實(shí)際零件能夠滿足設(shè)計(jì)的加工誤差,則可判定零件為合格品,當(dāng)然實(shí)際生產(chǎn)零件的誤差越小,則表明加工精度越高。在機(jī)械生產(chǎn)過程中,同一設(shè)備相同條件下加工出來的零件也不能完全一樣,由于多種內(nèi)在外在加工因素造成的加工差異性是不可避免的,因此加工工藝實(shí)施過程中各種不可避免因素的存在,造成了零件最終各種原始誤差的累積,影響零件的加工精度。機(jī)械加工工藝對(duì)零件的加工精度的影響可以從下面幾個(gè)層次進(jìn)行分析。
一件零件從毛坯到成型需要經(jīng)過多道工序及設(shè)備,而設(shè)備及工序的設(shè)計(jì)受到各種溫度、壓力、承載壽命等各種因素的影響,因此在設(shè)計(jì)工藝時(shí)要考慮到各種預(yù)測(cè),否則最終零件的加工精度會(huì)損失。
在加工過程中,所有的設(shè)備的操作誤差是不可避免的。設(shè)備調(diào)試時(shí)期的安裝誤差、調(diào)整誤差、設(shè)備自身的制造誤差、設(shè)備運(yùn)行中的突然沖擊、承載突然增大等突發(fā)因素,均會(huì)對(duì)機(jī)械零件加工精度造成影響。
加工過程中使用的設(shè)備是由多種部件組成,不管再精密的設(shè)備,均會(huì)有功能退化、壽命終止的問題,如何提前預(yù)知設(shè)備元件的狀態(tài)退化,也是提升零部件加工精度的重要方向。
熱處理是機(jī)械加工中必須的工藝技術(shù),但此技術(shù)會(huì)致使設(shè)備的熱變形,繼而會(huì)對(duì)各類設(shè)備的運(yùn)動(dòng)精度或幾何定位關(guān)系產(chǎn)生破壞性后果,最終導(dǎo)致加工精度的極大影響。尤其是精密機(jī)床等大型精密設(shè)備的加工,熱變形造成的產(chǎn)品誤差占到一半以上[3]。
零件在實(shí)際加工時(shí)會(huì)遇到各種情況,如若設(shè)計(jì)時(shí)將工藝設(shè)想的過于理想化,追求精準(zhǔn)的理論設(shè)計(jì),在實(shí)際加工時(shí)將會(huì)產(chǎn)生很大的差距,即使最終能實(shí)現(xiàn)一時(shí)的理想效果,也會(huì)對(duì)加工設(shè)備造成損傷,影響加工效率及長期的加工精度。
由于機(jī)械加工工藝系統(tǒng)本身及加工過程中各種不可控因素過多,完全消除加工工藝對(duì)加工精度造成的誤差是不可能的,只能從各方面減少一些可避免的誤差。例如:制定合理的機(jī)械加工工藝流程圖,借鑒國外成熟的工藝規(guī)劃,增加設(shè)備的研發(fā)能力,加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù);提升工作人員的綜合素質(zhì),工作人員是直接接觸產(chǎn)品的重要部分,是零件加工精度及品質(zhì)的重要決策者,只有工作人員的綜合素質(zhì)得到提升,企業(yè)的工作效率才能提升;利用智能化技術(shù),利用一些智能化傳感器等,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備重要部件的溫度、振動(dòng)、位移等重要參數(shù),智能診斷關(guān)鍵設(shè)備部件的狀態(tài)退化,及時(shí)更換影響加工精度的零部件。
隨著智能智造的迫切需求,機(jī)械加工工藝也在逐漸發(fā)展與進(jìn)步,雖然加工精度誤差是不可避免的,但是通過對(duì)產(chǎn)生誤差的源頭進(jìn)行分析,針對(duì)性的采取一定的預(yù)防及補(bǔ)償措施,可以達(dá)到降低不良率的效果,提升零部件的加工精度。另外為盡快提升我國機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)水平,增強(qiáng)國家在國際上的競(jìng)爭(zhēng)力,我們要將現(xiàn)代設(shè)備大數(shù)據(jù)管理技術(shù)融入到傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)中,研究先進(jìn)的無人化、精密化智能工廠,提高產(chǎn)出效率,提升零件加工精度,提升產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。