吕泉++高克

摘 要：分析了机械加工工艺对加工精度的影响，并给出了相应的解决办法。

关键词：机械加工工艺；加工精度；变形；误差

中图分类号：TH161+.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.124

在机械加工设备集约化、精密化的发展前景下，虽然机械加工工艺流程表面看起来越来越简单，但实际上，其复杂程度有所增加。这就对机械加工工艺路线设计提出了更高的要求。因此，我们需要针对不同的加工精度和成本需求，设计出符合要求的加工工艺，并运用各种统计工具确定影响机械加工工艺的主要因素，采取有效的措施，满足设计所需的尺寸公差、形位公差及性能需求等。

1 机械加工工艺概述

所谓的“机械加工工艺”，实质上是指在加工工艺流程的基础上，通过一定的方式改变生产对象的几何形状、尺寸、相对位置和性质等，以便使生产对象成为成品或半成品。工艺流程指的是具体的工艺过程。该过程主要是由产品的数量、设备条件、人员、环境条件等情况确定。工艺规程，简而言之，就是将如何使原材料成为所要求的尺寸和性能的过程写成工艺文件。

1.1 机械加工生产

机械加工生产主要包括原材料准备阶段、制造阶段和成品阶段等过程。这些阶段是直接改变原材料的几何形状、尺寸和性能，以使其成为成品的过程。这个过程是由若干连续的工序串联而成的。在机械加工中，往往需要根据生产数量及成本需求对加工工艺作出相应的调整。

1.2 机械加工工艺规程的制订

机械加工工艺规程的制订需要以下准备过程：①通过讨论或依据以往的经验确定工艺路线；②确定工序及相关的基准；③确定需要的设备、工装和量具。

机械加工工艺规程的制订需遵循以下2个原则：①优先加工已确定工艺基准的零件；②通过工序间的联系及尺寸精度确定粗精加工工序和热处理工序的时间、顺序等。

2 加工系统误差对机械加工精度的影响

零件是用专业的加工设备加工的。如果加工设备本身就有误差，则会造成成品零件的失精。比如对于机床导轨来说，如果其形式或精度本身就有问题，则有可能造成进给误差，导致加工零件的失精。机床在使用后往往会出现一定程度的磨损，比如某些刀具在使用中会出现各种磨损现象，进而在机械加工时，就不可避免地会出现零件几何、形位偏差。对于刀具来说，应在精加工工序中尽量选择成型刀片。另外，在使用过程中，应通过三坐标测量仪或其他检测手段对首件半成品零件进行精确测量，根据相关尺寸修正加工参数，就可以将这种误差基本消除，从而将该批零件的批量生产误差降至最低。如果刀具在使用过程中出现磨损，那么也会造成被加工零件形位、尺寸精度的下降，因此应在试生产阶段摸索出修磨刀具更换的频率。

工艺装备是用来保证刀具与零件相对位置的一种加工设备，可实现快速、准确加工零件的目的。通常，工艺装备的误差主要体现在以下两个方面：①生产出的工艺装备本身精度不高，存在误差，投入使用后出现定位、安装偏差；②工艺装备在长期使用后，其定位面出现严重磨损，导致被加工零件出现失精现象。

对于生产前加工系统存在的问题，应加强对新进设备的检测，保证生产精度；对于生产后存在的问题，在实际加工过程中，应加强设备的周检管理，定期更换相关零件。另外，可使用一些诸如尺寸波动图等工具，在失精发生的萌芽阶段遏制其发展。

当前，一些自动化水平高、加工精度高的设备往往具有误差补偿系统，可以由设备或加工人员调整误差补偿，提高加工精度。因此，在精加工工序中，应尽量选用自动化程度较高的机床。

3 受力或受热形变对精度的影响

机械加工系统的实际运转过程比较复杂，常会受到交变、不平衡力的影响。而机械加工设备往往是在零件加工尚未开始时安装或设定的，在加工过程中很有可能受到交变、不平衡力的影响而造成设备移位或变形，使生产出的零件失精。

对于以上原因造成的加工零件失精，可采用以下方法解决：①对工艺装备本身易造成位移或变形处进行加强，提升刚度，防止该设备因受力而发生形变，导致加工误差；②可通过优化机械加工工艺参数或工序，降低精加工或半精加工工序对加工设备产生的应力。

此外，在机械加工中会产生一定的热量。当热量积累到一定程度时会对加工系统造成一定的影响，比如对设备及工件产生一定的热变形，而测量系统与加工系统的温度不同，从而导致零件失精。

对于上述原因造成的失精，我们应尽量将精加工设备与测量设备放置于相同的恒温环境中。另外，可合理使用切削液，尽可能地减少加工热量对零件的影响，并在工件加工完成后，放置一段时间再测量，或者采用热补偿算法对检验结果进行误差补偿。

4 热处理对加工精度的影响

热处理是机械加工过程中十分重要的一个环节。合理的热处理工序设定可以有效提高零件的加工精度，而不合理的热处理工序设定很有可能会使加工出的零件无法达到要求的尺寸。热处理对加工精度的影响主要体现在以下两方面：①一些热处理工艺会使零件涨大。如果零件本身尺寸较大，则涨大尺寸会很大。在热处理前，如果机械加工工序设置的余量（比如内孔余量）不足，则无法进行后续加工。②零件的残余应力。在零件的加工过程中会形成一定的残余应力。在精加工前，如果未能有效去除这些应力，则在零件加工完成并放置一段时间后会出现变形现象，从而无法满足设计要求。

对于上述原因造成的失精，我们的解决办法是：①在会造成大变形的热处理工序前，应设置足够的加工余量；②对于某些软材质零件或薄壁零件，应在精加工前的某道工序合理安排热处理，有效去除其中的加工应力，然后再进行精加工。

5 结束语

我们平时应注意对工艺方法的探索和积累，以有效解决工作中遇到的各种问题。机械加工工艺问题的解决不仅有利于加工工艺的发展，还有利于机械零件设计的进步。

参考文献

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〔编辑：刘晓芳〕