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)是我國重點產(chǎn)業(yè)，機械加工工藝對于零件精度及其質(zhì)量有著較大的影響，尤其機械零件加工的精度和質(zhì)量是維持機械設(shè)備正常運行的重要基礎(chǔ)部分，但在零件加工的實際生產(chǎn)過程中常會受到內(nèi)在因素、熱變因素以及人為因素等各種因素的影響，因此對于工業(yè)企業(yè)而言，需要盡可能從各方面提高機械加工工藝水平，提高機械加工工藝對零件精度的控制作用，通過控制加工過程、加工溫度、優(yōu)化加工流程等為機械零件精度及其質(zhì)量提供可靠保障。

1 機械零件加工精度概述

1.1 機械加工工藝

機械加工工藝主要是指通過采取相關(guān)方法對毛坯以及生產(chǎn)過程中所涉及的機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)加強毛坯與零部件之間的吻合程度[1]，形成符合實際生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的機械加工流程。機械加工工藝對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)工作人員需要對加工后的零件對標(biāo)檢測，淘汰超出誤差范圍的零件，并對合格產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)包裝。另外機械加工流程的嚴(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)整過程后會更加與預(yù)先設(shè)計的數(shù)據(jù)相匹配，誤差越小說明零部件加工的精度越高。

2 機械加工工藝對零件加工精度的影響因素

經(jīng)過對我國制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀調(diào)查研究可知，現(xiàn)階段機械加工工藝對零件加工精度主要會產(chǎn)生內(nèi)在、應(yīng)力和熱變?nèi)齻€方面因素的不同程度的影響。

2.1 內(nèi)在因素

機械加工工藝對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方面。第一是設(shè)備方面，機床設(shè)備是機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、運維和保養(yǎng)情況也會對零部件加工精度產(chǎn)生直接影響[2]，尤其是當(dāng)機械加工設(shè)備存在幾何精度誤差時也會導(dǎo)致零件加工精度出現(xiàn)較大誤差，另一方面機床設(shè)備由于經(jīng)歷長時間操作或是機床設(shè)備中傳動鏈存在老化等硬件設(shè)施不足的問題會對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。并且機械零件加工通常屬于規(guī)模較大的組合型機械，這種組合型機械通常是由多個機械部分組成，機械在日常運行中由于磨損也會造成部分機械存在縫隙，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對機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，機械零件加工精度對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，如果某個環(huán)節(jié)的工作人員出現(xiàn)操作失誤也會對零件加工精度造成較大影響。

2.2 應(yīng)力因素

機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械設(shè)備中的零部件以及刀具和工件等各個部分的剛度和夾緊力不同，導(dǎo)致其會發(fā)生一定程度上的變形，尤其是對于薄壁零件來說其精度更會受到突出影響，除夾緊力外，工件還會由于受到機械加工中的慣性力、重力、傳動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

零件在機械加工過程中主要會受到刀具、工件以及機床設(shè)備本身所導(dǎo)致的熱變形。首先刀具熱變方面，零件在機械加工過程中難免會由于所用材料的尺寸與零件實際需要的尺寸不符而需要利用專門的刀具進(jìn)行機械切割，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)切割的過程就會導(dǎo)致機械刀具在反復(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度較長的情況下，由于長度較長并且精度要求較高的零件在機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導(dǎo)致所加工的零件發(fā)生嚴(yán)重的形變；最后是由機械設(shè)備本身由于熱量較高而產(chǎn)生的熱變，零件在機械加工過程中，機床與其他構(gòu)件在工作中由于相互作用會產(chǎn)生大量的熱量導(dǎo)致機床溫度升高，機床在高溫狀態(tài)下會導(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，再者機床溫度的升高也會導(dǎo)致機床運行速度的降低，在一定程度上會導(dǎo)致機床過度磨損從而影響機床的質(zhì)量和使用壽命，也會影響零件加工的品質(zhì)。

3 零件機械加工精度的優(yōu)化措施

3.1 合理選擇和使用機械加工設(shè)備

由于設(shè)備是零件機械加工的基礎(chǔ)和物質(zhì)保障，因此為提高零件機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械加工設(shè)備，一方面在采購零件機械加工所必需的設(shè)備時不僅需要充分考察和調(diào)研設(shè)備廠自身的實力、口碑以及生產(chǎn)資質(zhì)等條件，其次要對設(shè)備質(zhì)量和工作效率進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗，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，對于已經(jīng)購進(jìn)并投入使用的機械設(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械設(shè)備的運行和使用情況，尤其需要統(tǒng)計零件機械加工中出現(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)化機械系統(tǒng)編輯，縮小誤差，提高零件機械加工精度。

3.2 科學(xué)控制加工溫度

由于零件機械加工精度會受到機械加工過程中刀具、工件以及機床設(shè)備熱變形因素的影響，因此為提高零件機械加工精度有必要從科學(xué)控制加工溫度入手。針對刀具熱變形對零件機械加工精度的影響，工作人員需要選擇質(zhì)量較高并且更加耐高溫的刀具對需要加工的零件進(jìn)行切割，同時要注意對刀具做好潤滑和降溫，避免刀具由于反復(fù)切割而產(chǎn)生大量熱量；針對工件熱變形，工作人員需要結(jié)合實際加工的情況對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，同時要在進(jìn)行工件切削時要注意合理運用切削液，并結(jié)合誤差補償法等各種方法降低由熱變形導(dǎo)致的誤差[5]；針對機床設(shè)備及其結(jié)構(gòu)熱變形，相關(guān)工作人員需要根據(jù)實際零件機械加工過程中的不同人員采取包括潤滑或隔離熱源或增加散熱等方式進(jìn)行降溫處理，穩(wěn)定機床設(shè)備溫度，從而提高零件機械加工精度。

3.3 減少外力對零件加工的干擾

零件機械加工過程中通常會受到機械的夾緊力、重力、慣性力和摩擦力等各種力的作用而影響其加工精度，因此為提高零件機械加工精度就需要減少外力對零件加工的干擾和影響。首先，工作人員在進(jìn)行零件機械加工操作之前需要對機床等設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)整，降低設(shè)備壓力；其次，由于零件機械加工過程中設(shè)備不可避免地會發(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機床及道具等相關(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，提高零件機械加工的精度和質(zhì)量。

3.4 加強對零件加工幾何尺寸的控制

在零件機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，因此有必要加強對零件加工幾何尺寸的控制。

首先要嚴(yán)格控制原始誤差。雖然在零件的機械加工過程中難免會在零件與機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)加工的實際情況來調(diào)整集成設(shè)備的位置和幾何尺寸，同時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)計機床的核心部件。機床的核心部件如導(dǎo)軌和給進(jìn)系統(tǒng)等，包括機床工作臺的水平和垂直程度等各種細(xì)節(jié)上的設(shè)置和調(diào)整都會對零件加工的精度產(chǎn)生較大的影響，因此在加工過程中需要根據(jù)實際加工的零件特定和尺寸以及所加工零件對于精度的要求來合理設(shè)計機床的核心部件，比如對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。

最后是要對整個零件機械加工過程進(jìn)行實時監(jiān)控，便于及時發(fā)現(xiàn)零件加工過程中存在的各項問題并及時采取相應(yīng)措施加以解決，另一方面，通過實時監(jiān)控還有助于收集加工過程中出現(xiàn)的各種誤差，并將其實時傳輸至終端系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并對其采取誤差補償，提高精度。

3.5 加強維護(hù)和保養(yǎng)機械設(shè)備

結(jié)合上述分析的機床、刀具、工件等各項設(shè)備對零件機械加工精度的影響，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)，比如針對加工機床，則需要從其主軸、傳送帶以及刀具和夾具等各個方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)、深入的維護(hù)和保養(yǎng)，通過制定合理的機械設(shè)備的維護(hù)制度，及時更新設(shè)備及其數(shù)控系統(tǒng)，推動設(shè)備及系統(tǒng)及時跟上時代發(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)的編程安裝時都要對其參照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗，確保機械設(shè)備的使用壽命和運行安全、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)展的動力，為有效控制機械加工工藝對零件加工精度的影響就需要結(jié)合現(xiàn)階段信息化時代發(fā)展的特點，通過利用自動化技術(shù)對零件機械加工過程加強監(jiān)管，不斷引進(jìn)新技術(shù)和新資源，提高零件機械加工的精度和質(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)建立零件機械加工數(shù)據(jù)庫，結(jié)合計算機技術(shù)實時收集、分析和處理零件機械加工過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)并將其分類儲存，便于操作人員隨時調(diào)取數(shù)據(jù)信息，為零件機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)等對零件機械加工精度的影響[6]。最后，為激發(fā)技術(shù)人員的創(chuàng)新力和創(chuàng)新意識，企業(yè)可以通過鼓勵技術(shù)人員不斷學(xué)習(xí)新型零件機械加工的新技術(shù)，結(jié)合實際的機械加工工藝創(chuàng)新的激勵措施，將技術(shù)人員的創(chuàng)造力與其薪資待遇等個人利益相結(jié)合，激發(fā)技術(shù)人員的創(chuàng)新動力和創(chuàng)新熱情，營造企業(yè)良好的創(chuàng)新氛圍，推動機械加工工藝不斷完善和優(yōu)化，從而提高零件機械加工精度和品質(zhì)。

3.7 加強對操作人員的培訓(xùn)

操作人員的機械加工技術(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)，針對重大設(shè)備操作的人員更是需要持證上崗，并且加強對相關(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，同時強化管理考核制度，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，機械加工工藝對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、機械加工過程中產(chǎn)生的慣性力、摩擦力和傳動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，為加強對機械加工工藝的控制，提高零件加工精度和質(zhì)量，則需要針對上述三大因素，通過合理選擇和使用機械加工設(shè)備、科學(xué)控制加工溫度、減少外力對零件加工的干擾、創(chuàng)新加工工藝和加強對操作人員的培訓(xùn)和管理等措施不斷優(yōu)化零件加工流程和機械加工工藝水平，保障零件機械加工精度和質(zhì)量。