徐佳萍

浙江省湖州市南潯區(qū)巨人通力電梯有限公司 浙江湖州 313000

制造業(yè)是我國重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，機(jī)械加工工藝對(duì)于零件精度及其質(zhì)量有著較大的影響，尤其機(jī)械零件加工的精度和質(zhì)量是維持機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)部分，但在零件加工的實(shí)際生產(chǎn)過程中常會(huì)受到內(nèi)在因素、熱變因素以及人為因素等各種因素的影響，因此對(duì)于工業(yè)企業(yè)而言，需要盡可能從各方面提高機(jī)械加工工藝水平，提高機(jī)械加工工藝對(duì)零件精度的控制作用，通過控制加工過程、加工溫度、優(yōu)化加工流程等為機(jī)械零件精度及其質(zhì)量提供可靠保障。

1 機(jī)械零件加工精度概述

1.1 機(jī)械加工工藝

機(jī)械加工工藝主要是指通過采取相關(guān)方法對(duì)毛坯以及生產(chǎn)過程中所涉及的機(jī)械零件與工件等部分展開加工與更改，按照規(guī)范的操作步驟和具體的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)毛坯與零部件之間的吻合程度[1]，形成符合實(shí)際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械加工流程。機(jī)械加工工藝對(duì)于毛坯的打磨以及零部件加工精度有著十分嚴(yán)格的要求，通常是先對(duì)零件進(jìn)行初步的粗加工，再用更加高精度的精密儀器打磨其細(xì)節(jié)部分，通過精密的計(jì)算和制造進(jìn)行精加工，最終達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品從制造到完成，其加工后的生產(chǎn)檢驗(yàn)過程也是必不可少的重要環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員需要對(duì)加工后的零件對(duì)標(biāo)檢測(cè)，淘汰超出誤差范圍的零件，并對(duì)合格產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)包裝。另外機(jī)械加工流程的嚴(yán)謹(jǐn)與標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到零件生產(chǎn)加工的精度和質(zhì)量，而零件加工精度的控制又受內(nèi)在因素、設(shè)備因素以及受力因素等各方面因素的影響，控制過程十分復(fù)雜，因此更加有必要嚴(yán)格規(guī)范機(jī)械加工工藝及流程。

1.2 零件加工精度

不同零件其加工精度也有著不同的要求和標(biāo)準(zhǔn)，一般來說，企業(yè)在進(jìn)行零件加工時(shí)所參照的基本是國際零件生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)，并且零部件加工的精度一般分為三類，主要是尺寸、形狀和位置三個(gè)維度的精度。零件加工精度主要是指零件在經(jīng)歷了從粗加工到精加工的調(diào)整過程后會(huì)更加與預(yù)先設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)相匹配，誤差越小說明零部件加工的精度越高。

2 機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響因素

經(jīng)過對(duì)我國制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀調(diào)查研究可知，現(xiàn)階段機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度主要會(huì)產(chǎn)生內(nèi)在、應(yīng)力和熱變?nèi)齻€(gè)方面因素的不同程度的影響。

2.1 內(nèi)在因素

機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度存在內(nèi)在因素的直接影響，主要表現(xiàn)在設(shè)備、系統(tǒng)及工作人員操作三個(gè)方面。第一是設(shè)備方面，機(jī)床設(shè)備是機(jī)械加工工藝操作的基礎(chǔ)，也是零部件加工的必備工具，為零件加工的精度起到基礎(chǔ)保障作用，因此設(shè)備本身的質(zhì)量、運(yùn)維和保養(yǎng)情況也會(huì)對(duì)零部件加工精度產(chǎn)生直接影響[2]，尤其是當(dāng)機(jī)械加工設(shè)備存在幾何精度誤差時(shí)也會(huì)導(dǎo)致零件加工精度出現(xiàn)較大誤差，另一方面機(jī)床設(shè)備由于經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間操作或是機(jī)床設(shè)備中傳動(dòng)鏈存在老化等硬件設(shè)施不足的問題會(huì)對(duì)零件加工的弧度和角度等產(chǎn)生影響，從而造成位置變化，導(dǎo)致零件加工精度誤差較大。并且機(jī)械零件加工通常屬于規(guī)模較大的組合型機(jī)械，這種組合型機(jī)械通常是由多個(gè)機(jī)械部分組成，機(jī)械在日常運(yùn)行中由于磨損也會(huì)造成部分機(jī)械存在縫隙，導(dǎo)致零件加工精度難以控制。第二是在系統(tǒng)方面，由于編輯系統(tǒng)自身的設(shè)置不規(guī)范以及編程程序問題都會(huì)對(duì)機(jī)械零件加工的精度造成影響[3]，因此需要在日常工作中及時(shí)優(yōu)化和更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)及設(shè)置。第三是在工作人員的操作方面，機(jī)械零件加工精度對(duì)于工作人員的操作規(guī)范和操作順序有著較高的要求，尤其是零部件在精加工的過程中涉及的環(huán)節(jié)和需要的人員較多，如果某個(gè)環(huán)節(jié)的工作人員出現(xiàn)操作失誤也會(huì)對(duì)零件加工精度造成較大影響。

2.2 應(yīng)力因素

機(jī)械零件加工中較為常見的影響因素之一就是應(yīng)力因素，即因受力變形而導(dǎo)致的零件加工精度出現(xiàn)誤差。其中受力變形主要是由于機(jī)械設(shè)備中的零部件以及刀具和工件等各個(gè)部分的剛度和夾緊力不同，導(dǎo)致其會(huì)發(fā)生一定程度上的變形，尤其是對(duì)于薄壁零件來說其精度更會(huì)受到突出影響，除夾緊力外，工件還會(huì)由于受到機(jī)械加工中的慣性力、重力、傳動(dòng)力以及切削力等各種作用力的影響，從而導(dǎo)致其加工精度難以控制。

2.3 熱變因素

零件在機(jī)械加工過程中主要會(huì)受到刀具、工件以及機(jī)床設(shè)備本身所導(dǎo)致的熱變形。首先刀具熱變方面，零件在機(jī)械加工過程中難免會(huì)由于所用材料的尺寸與零件實(shí)際需要的尺寸不符而需要利用專門的刀具進(jìn)行機(jī)械切割，并且這種切割并不是一刀到位，而是需要反復(fù)調(diào)整以使其更加符合所需要的零件尺寸和要求，這種反復(fù)調(diào)整反復(fù)切割的過程就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械刀具在反復(fù)摩擦的過程中而產(chǎn)生大量熱量，從而引起零件的變形，影響其加工的精度；其次是工件熱變方面，工件熱變大多發(fā)生在所需要加工的零件自身長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下，由于長(zhǎng)度較長(zhǎng)并且精度要求較高的零件在機(jī)械加工和打磨過程中由于受材料自身體積影響容易出現(xiàn)工件表面溫度過高的現(xiàn)象[4]，但工件內(nèi)部的溫度卻又較低，這種內(nèi)外溫差較大的情況就會(huì)導(dǎo)致所加工的零件發(fā)生嚴(yán)重的形變；最后是由機(jī)械設(shè)備本身由于熱量較高而產(chǎn)生的熱變，零件在機(jī)械加工過程中，機(jī)床與其他構(gòu)件在工作中由于相互作用會(huì)產(chǎn)生大量的熱量導(dǎo)致機(jī)床溫度升高，機(jī)床在高溫狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致其部分結(jié)構(gòu)由于高溫而更加緊密，但相應(yīng)的也會(huì)導(dǎo)致另一部分結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生間隙，從而影響零件加工的精度，再者機(jī)床溫度的升高也會(huì)導(dǎo)致機(jī)床運(yùn)行速度的降低，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致機(jī)床過度磨損從而影響機(jī)床的質(zhì)量和使用壽命，也會(huì)影響零件加工的品質(zhì)。

3 零件機(jī)械加工精度的優(yōu)化措施

3.1 合理選擇和使用機(jī)械加工設(shè)備

由于設(shè)備是零件機(jī)械加工的基礎(chǔ)和物質(zhì)保障，因此為提高零件機(jī)械加工精度水平首先就需要合理選擇和使用符合要求的機(jī)械加工設(shè)備，一方面在采購零件機(jī)械加工所必需的設(shè)備時(shí)不僅需要充分考察和調(diào)研設(shè)備廠自身的實(shí)力、口碑以及生產(chǎn)資質(zhì)等條件，其次要對(duì)設(shè)備質(zhì)量和工作效率進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，尤其需要著重檢查設(shè)備自身所存在的誤差，從而挑選出最符合要求的設(shè)備，提升零件機(jī)械加工的工作效率和質(zhì)量，為零件加工精度的提升保駕護(hù)航。最后，對(duì)于已經(jīng)購進(jìn)并投入使用的機(jī)械設(shè)備也需要采取科學(xué)合理的管理，在日常工作中了解并記錄機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行和使用情況，尤其需要統(tǒng)計(jì)零件機(jī)械加工中出現(xiàn)的誤差數(shù)據(jù)，便于與其他數(shù)據(jù)信息相結(jié)合進(jìn)行研究分析，不斷優(yōu)化機(jī)械系統(tǒng)編輯，縮小誤差，提高零件機(jī)械加工精度。

3.2 科學(xué)控制加工溫度

由于零件機(jī)械加工精度會(huì)受到機(jī)械加工過程中刀具、工件以及機(jī)床設(shè)備熱變形因素的影響，因此為提高零件機(jī)械加工精度有必要從科學(xué)控制加工溫度入手。針對(duì)刀具熱變形對(duì)零件機(jī)械加工精度的影響，工作人員需要選擇質(zhì)量較高并且更加耐高溫的刀具對(duì)需要加工的零件進(jìn)行切割，同時(shí)要注意對(duì)刀具做好潤(rùn)滑和降溫，避免刀具由于反復(fù)切割而產(chǎn)生大量熱量；針對(duì)工件熱變形，工作人員需要結(jié)合實(shí)際加工的情況對(duì)工件采取冷水降溫的形式降低工件表面溫度，縮小工件內(nèi)外溫差，同時(shí)要在進(jìn)行工件切削時(shí)要注意合理運(yùn)用切削液，并結(jié)合誤差補(bǔ)償法等各種方法降低由熱變形導(dǎo)致的誤差[5]；針對(duì)機(jī)床設(shè)備及其結(jié)構(gòu)熱變形，相關(guān)工作人員需要根據(jù)實(shí)際零件機(jī)械加工過程中的不同人員采取包括潤(rùn)滑或隔離熱源或增加散熱等方式進(jìn)行降溫處理，穩(wěn)定機(jī)床設(shè)備溫度，從而提高零件機(jī)械加工精度。

3.3 減少外力對(duì)零件加工的干擾

零件機(jī)械加工過程中通常會(huì)受到機(jī)械的夾緊力、重力、慣性力和摩擦力等各種力的作用而影響其加工精度，因此為提高零件機(jī)械加工精度就需要減少外力對(duì)零件加工的干擾和影響。首先，工作人員在進(jìn)行零件機(jī)械加工操作之前需要對(duì)機(jī)床等設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)整，降低設(shè)備壓力；其次，由于零件機(jī)械加工過程中設(shè)備不可避免地會(huì)發(fā)生反復(fù)摩擦而導(dǎo)致摩擦力隨著加工工作的推進(jìn)而逐漸增大，因此工作人員需要定期或不定期對(duì)機(jī)床及道具等相關(guān)設(shè)備做好日常管理和維護(hù)，通過打磨來有效減輕設(shè)備與零件之間的摩擦力，提高零件機(jī)械加工的精度和質(zhì)量。

3.4 加強(qiáng)對(duì)零件加工幾何尺寸的控制

在零件機(jī)械加工過程中影響其加工精度的關(guān)鍵就是幾何尺寸的掌控，因此有必要加強(qiáng)對(duì)零件加工幾何尺寸的控制。

首先要嚴(yán)格控制原始誤差。雖然在零件的機(jī)械加工過程中難免會(huì)在零件與機(jī)床之間存在客觀誤差，這種誤差雖然無法完全消除，但是可以盡量降低，從而提高零件的加工精度，這就需要全面分析誤差形成的原因以及誤差存在的類型，從而有針對(duì)性的制定相應(yīng)措施。比如在零件加工過程中需要根據(jù)加工的實(shí)際情況來調(diào)整集成設(shè)備的位置和幾何尺寸，同時(shí)為降低加工誤差還可以通過結(jié)合風(fēng)冷與水冷兩種降溫形式控制零件加工過程中的溫度，降低熱變形帶來的誤差影響。又比如除了選擇合適的刀具外，還可以根據(jù)零件的尺寸選擇與之相匹配的夾具，從而在最大程度上控制位置誤差，提高零件加工精度。

其次是要科學(xué)設(shè)計(jì)機(jī)床的核心部件。機(jī)床的核心部件如導(dǎo)軌和給進(jìn)系統(tǒng)等，包括機(jī)床工作臺(tái)的水平和垂直程度等各種細(xì)節(jié)上的設(shè)置和調(diào)整都會(huì)對(duì)零件加工的精度產(chǎn)生較大的影響，因此在加工過程中需要根據(jù)實(shí)際加工的零件特定和尺寸以及所加工零件對(duì)于精度的要求來合理設(shè)計(jì)機(jī)床的核心部件，比如對(duì)于加工精度要求較高的零件可以選擇較為成熟和先進(jìn)的滾珠絲杠支撐，并結(jié)合以與之相適應(yīng)的固定和支撐方式。

最后是要對(duì)整個(gè)零件機(jī)械加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)零件加工過程中存在的各項(xiàng)問題并及時(shí)采取相應(yīng)措施加以解決，另一方面，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控還有助于收集加工過程中出現(xiàn)的各種誤差，并將其實(shí)時(shí)傳輸至終端系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并對(duì)其采取誤差補(bǔ)償，提高精度。

3.5 加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)機(jī)械設(shè)備

結(jié)合上述分析的機(jī)床、刀具、工件等各項(xiàng)設(shè)備對(duì)零件機(jī)械加工精度的影響，為避免設(shè)備因出現(xiàn)脫落、銹蝕或是破損等問題影響零件加工的質(zhì)量和精度，則有必要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)和日常保養(yǎng)，比如針對(duì)加工機(jī)床，則需要從其主軸、傳送帶以及刀具和夾具等各個(gè)方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)、深入的維護(hù)和保養(yǎng)，通過制定合理的機(jī)械設(shè)備的維護(hù)制度，及時(shí)更新設(shè)備及其數(shù)控系統(tǒng)，推動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)及時(shí)跟上時(shí)代發(fā)展和零件加工精度提升的要求，最重要的是要在新設(shè)備的采購以及新系統(tǒng)的編程安裝時(shí)都要對(duì)其參照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保機(jī)械設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行安全、穩(wěn)定，為零件加工精度提供保障。

3.6 創(chuàng)新加工工藝

創(chuàng)新是發(fā)展的動(dòng)力，為有效控制機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響就需要結(jié)合現(xiàn)階段信息化時(shí)代發(fā)展的特點(diǎn)，通過利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)零件機(jī)械加工過程加強(qiáng)監(jiān)管，不斷引進(jìn)新技術(shù)和新資源，提高零件機(jī)械加工的精度和質(zhì)量。首先，技術(shù)人員可以通過利用自動(dòng)化信息技術(shù)結(jié)合零件加工信息，技術(shù)反饋加工過程中的誤差數(shù)據(jù)并采取誤差補(bǔ)償法來有效控制加工誤差；其次，技術(shù)人員還可以通過利用現(xiàn)代化信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)建立零件機(jī)械加工數(shù)據(jù)庫，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)時(shí)收集、分析和處理零件機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)并將其分類儲(chǔ)存，便于操作人員隨時(shí)調(diào)取數(shù)據(jù)信息，為零件機(jī)械加工方案的制作和調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐，降低內(nèi)在因素如設(shè)備和系統(tǒng)等對(duì)零件機(jī)械加工精度的影響[6]。最后，為激發(fā)技術(shù)人員的創(chuàng)新力和創(chuàng)新意識(shí)，企業(yè)可以通過鼓勵(lì)技術(shù)人員不斷學(xué)習(xí)新型零件機(jī)械加工的新技術(shù)，結(jié)合實(shí)際的機(jī)械加工工藝創(chuàng)新的激勵(lì)措施，將技術(shù)人員的創(chuàng)造力與其薪資待遇等個(gè)人利益相結(jié)合，激發(fā)技術(shù)人員的創(chuàng)新動(dòng)力和創(chuàng)新熱情，營造企業(yè)良好的創(chuàng)新氛圍，推動(dòng)機(jī)械加工工藝不斷完善和優(yōu)化，從而提高零件機(jī)械加工精度和品質(zhì)。

3.7 加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)

操作人員的機(jī)械加工技術(shù)水平是影響零件加工精度的直接因素，因此需要通過制定嚴(yán)格的操作人員管理制度來規(guī)范零件加工操作流程，首先所有的技術(shù)人員及相關(guān)工作人員需要進(jìn)行專業(yè)的崗前培訓(xùn)，針對(duì)重大設(shè)備操作的人員更是需要持證上崗，并且加強(qiáng)對(duì)相關(guān)工作人員的培訓(xùn)，為其創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)和提高技術(shù)水平的環(huán)境，同時(shí)強(qiáng)化管理考核制度，通過月度考核、年度考核等多種考核形式以科學(xué)的考核指標(biāo)對(duì)工作人員的額操作標(biāo)準(zhǔn)和工作情況進(jìn)行抽查，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作的人員必須立即采取措施加以整治，從根本上為零件機(jī)械加工的精度和質(zhì)量的提高奠定人才基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)械加工工藝對(duì)于零件加工精度和質(zhì)量存在由設(shè)備、系統(tǒng)和操作人員技術(shù)等引起的內(nèi)在因素、機(jī)械加工過程中產(chǎn)生的慣性力、摩擦力和傳動(dòng)力等受力因素和刀具、工件和設(shè)備在工作過程中產(chǎn)生的熱變形因素等三大因素影響，為加強(qiáng)對(duì)機(jī)械加工工藝的控制，提高零件加工精度和質(zhì)量，則需要針對(duì)上述三大因素，通過合理選擇和使用機(jī)械加工設(shè)備、科學(xué)控制加工溫度、減少外力對(duì)零件加工的干擾、創(chuàng)新加工工藝和加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn)和管理等措施不斷優(yōu)化零件加工流程和機(jī)械加工工藝水平，保障零件機(jī)械加工精度和質(zhì)量。