引言:
零件的加工精度,直接关系着产品的质量和产品的使用寿命。零件的加工精度,是用某种工艺手段,加工出的零件其几何尺寸,具有一定的几何精度。在对工件进行加工时,由于各种原因,如刀具,夹具,机床,切削液,温度等都会对工件的精度产生影响。因此,必须仔细地分析和研究这些因素,并研究解决对策,才能更好地保证产品的质量。
一、机械加工工艺概述
机械加工工艺是在保证零件技术要求的基础上,对零件进行加工处理的方法和工艺。机械加工工艺过程是为了实现零件制造要求而进行的,因此,机械加工工艺过程中需要合理利用各种技术手段和方法来实现对零件质量和加工效率的提升。机械加工工艺包括很多内容,如切削、切削液、磨削等[1]。
二、机械加工工艺对零件加工精度的影响因素分析
(一)机床和刀具
机床是实现零件加工的基础,其精度会直接影响到零件加工的精度,而机床精度又受机床自身设计、制造、安装等因素影响。如果机器的制作不准确,就会严重影响到工件的加工精度。而刀具作为工件的切削工具,其加工精度将对工件的加工精度产生很大的影响。在实际的加工中,工具还受很多因素的影响,比如工具的材料、结构、尺寸、硬度等,它们都会直接影响到工具的磨损程度。
(二)工件与机床
工件作为机床的定位基准,其尺寸、形状、位置和表面粗糙度等均受机床的控制。在实际的加工中,由于切削力和刀具的受力,工件将发生变形。在加工过程中,机床的刚性不够,工件在受到外力作用后,很难完全回复到原来的形状。并且,在切削加工中,工件受到机床主轴的驱动,作回转运动,并与主轴上的切削液体发生接触,从而发生热变形。
(三)受力因素
受力是造成零件加工误差的主要原因。在切削过程中,在切削力的影响下,刀具的磨损、变形、热、弹等都会发生,这就不可避免地导致了加工过程中的误差。因此,在开始加工前,必须先弄清楚在加工中可能出现的错误。
其中,切削力是使切削表面与工件表面之间形成切削层的原因。在进行工件的粗加工时,由于有刀具和工件两个受力环节,在切削力的作用下,工件表面会产生变形。由于粗加工时工件表面变形不大,在精加工时由于刀具与工件接触时间短、受力小而造成的变形也较小[2]。
(四)热力变形因素
机械加工过程中,由于刀具温度过高,刀具与工件间的摩擦增加,刀具在切削过程中的热量容易积聚在工件和刀具之间。热量会引起工件和刀具之间的弹性变形,使加工精度受到影响。此外,热还会导致切削力增大、刀具磨损加快、工件变形等问题,因此要选择合适的切削参数。
三、机械加工工艺对零件加工精度影响的解决措施
(一)优化设计工艺
在进行零件加工过程中,由于受力情况复杂,影响因素众多,为了提高零件加工精度,应优化设计工艺,从根本上解决零件加工误差问题。要在零件加工前进行合理的设计,减少误差。比如:对坯料进行粗加工,剔除过多的原料,热处理等。同时,在实际生产中,要对加工的精度进行合理的控制。例如,在对工件进行光整加工时,因其受力状况比较复杂,所以要对切深、进给等进行合理的控制。在此基础上,对工艺设计中的误差补偿方法进行优化。若能采取补偿方法,则可大大降低因刀具、机床及夹具等误差引起的加工误差。
(二)选择合理的机械加工方式
在加工过程中,要根据工件的具体状况及精度需求,选用适当的切削方法,在保证工件的质量与尺寸的前提下,将误差降到最低。在进行齿轮加工时,应采用车削和铣削两种方式,保证齿轮表面光洁度,降低其表面粗糙度;对于尺寸精度较高的零件,可采用精加工方式进行加工。同时,在选择机械加工方式时应综合考虑多种因素。例如在进行轴类零件加工时,可采用铣削加工方式进行加工;而在进行齿轮加工时,可采用车削方式进行加工;而对于孔类零件加工而言,则应采用车削和铣削相结合的方式[3]。
(三)合理控制温度的影响
很多工件在加工时,会在其内部形成内应力,从而影响其精度。在70℃左右,内应力增加,导致构件变形;如果再提高300℃,则内应力将进一步增加,最终导致构件变形;所以,在切削时,要注意对温度的作用进行适当的控制,适当地选用机器和工具,以减少切削温度。其中,可以利用机械降温的方式来加快机床的冷却速率。同时,通过对切削速度、进给量、切削用量等工艺参数的优化,可以减少切削时的热损失,减少内应力的累积。另外,选用合适的切削液,能有效地降低切削区的温度,增加工具的耐用度,减小零件的变形。
(四)减小加工工艺热变形和受力变形
在机械加工过程中,受力和热变形是影响零件加工精度的主要因素,因此应尽量减小受力和热变形。在零件加工过程中,选择合适的切削用量,将切削液均匀喷洒在加工区域内,使切削区域温度保持在合理范围内。同时,可通过改变刀具几何角度、采用浮动切削、合理安排切削用量等方法来减小受力和热变形[4]。另外,对设备的结构、材料的选用也应予以重视。通过对机床刚度进行优化设计,采用高强度、高热稳定性的材质,可有效提升其承载力及稳定性,降低因力引起的变形。
四、结束语
综上所述,在零件加工过程中,影响零件加工精度的因素有很多,为了有效提升零件加工精度,应重视对影响零件加工精度的因素进行分析。在此基础上,根据相关研究结果可知,有效解决机械加工工艺对零件加工精度的影响,需要从优化设计工艺、选择合理的机械加工方式、合理控制温度的影响、减小加工工艺热变形和受力变形等方面入手,有效提高零件加工精度,为机械产品质量的提升提供有力保障。
参考文献
[1]宋东峰.机械加工工艺对零件制作精度影响及控制措施[J].工程技术发展,2022,3(4):156-158.
[2]顾芳.机械加工工艺对汽车零部件精度的影响及完善措施[J].时代汽车,2023(7):162-164.
[3]么静章,刘新伟.关于机械加工工艺对汽车零部件精度的影响研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2022(3):4.
[4]时小广.数控加工工艺对化工设备零件加工精度的影响--评《数控机床加工工艺及设备》[J].化学工程,2022,50(7):I0006-I0006.