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机械加工工艺对零件加工精度的影响及改进研究

2022-07-22王长江

现代制造技术与装备 2022年5期
关键词:机械设备精度误差

王长江

(航空工业第一飞机设计研究院西安飞豹科技有限公司,西安 710089)

在机械加工管理过程中,企业需要构建信息化综合管理系统,通过有效监督和管控各个生产环节,降低质量和安全问题的发生概率。在分析和控制加工环节的精度影响因素时,主要是全面改进主轴误差、导轨误差等问题,以满足产品的加工标准。实际上,产品的加工精度会受到多元化因素的影响,因此企业需要从多个层面弥补生产缺陷,还要构建智能化工艺系统,通过有效预防风险,保障各项工作顺利开展[1]。

1 机械加工工艺的应用现状

我国机械加工企业在更新原有工艺时,尚无法实现信息技术的全覆盖,导致技术的整体更新速度较慢。因为缺乏足够的资金支持,再加上内部管控水平较低,一定程度上影响了机械加工技术的发展,甚至会对产品的应用品质造成不良影响。在应用机械加工工艺时,我国并未实现全自动化操作,经常会出现操作失误、技术掌握不熟练以及技术操作不规范等问题。产品生产对精确度的要求较高,但如果现有的工艺技术在应用时无法满足要求,会导致零件的应用存在较多缺陷,最终降低产品的生产合格率[2]。

我国大多数企业采用人工与技术相结合的生产形式,各个作业环节会受到外界和人工因素的影响,出现产品摩擦、变形以及偏差度过大等问题,对产品的具体应用造成了不良影响。在对产品进行加工处理时,选用的机械设备型号不符合建设要求,也会增加质量问题的发生概率。此外,使用过程中设备会出现持续升温的现象,导致工具出现变形问题,甚至会引发产品的变形,导致产品内部的缝隙变多,影响零件的应用精度。企业管理生产尚未对各个生产环节的作业行为进行全方位监督,一旦出现比较严重的失误,会对生产质量和效率造成不良影响[3]。

2 机械加工工艺对零件加工精度的影响

当前的市场竞争环境激烈,企业为满足产品结构精度的需求,引进了先进的技术工艺和机械设备,提高了综合生产水平。为控制产品制作期间的各种误差,企业要控制各方面的干扰因素,尤其是设计误差和加工处理误差。这需要持续优化和完善现有的工艺技术,进一步提高产品的制作水平。设计产品时,设计人员要充分了解产品的特点和需求,综合产品的尺寸,使图纸中的数据信息更加准确。在加工生产环节,工作人员需要正确考虑各个环节产生的误差,保证数据误差和加工偏差能够始终处于标准范围。通过提高产品的制作精度,确保产品在使用时能够满足各方面要求[4]。

2.1 受力影响

如图1 所示,所有生产工艺的实施,都需要机械设备的辅助。机械设备与工件接触的过程中会产生一定的作用力,导致构件出现比较严重的变形问题,进而引发产品应用精度下降等现象。固定工件时,如果受到机械设备的挤压,就会引发变形问题,导致生产的产品不符合精度要求而成为残次品。机械设备在进行加工处理时也会受到外力作用的影响,虽然影响程度较小,但是如果设备出现了比较严重的老化问题,各个构件的作用力会突然增大引发设备故障,影响产品精度。加工处理时,需要仔细检查所有的机械设备,避免外部作用力超出限定标准。监督生产时,需要全面管控各项工艺的应用形式,避免在实施技术的过程中出现缺陷问题。例如,切削加工时需要降低残余应力的影响,避免生产误差不断增加[5]。

2.2 内部影响

在进行零件生产时,加工环节的影响主要表现在内部环境方面,且难以彻底消除。生产过程中,各项工作的开展难度较大。目前,内部影响因素主要产生于机械设备。机械设备正常使用的过程中,经常会出现误差问题。即使是对零件进行加工的车床设备,应用时也存在一定的误差,会对零件的加工水平造成一定的影响。因此,要保证机械误差处于标准范围,才能确保生产的零件的应用精度符合市场需求。机械设备在长期运行过程中会出现内部零件的老化和磨损问题,导致设备的应用误差不断增加。工作人员需要定期检修机械设备,对设备进行针对性维护,才能有效控制内部误差,延长设备的应用寿命。在进行产品加工和处理的过程中,需要在现有工艺流程的基础上对其进行全面优化,严格按照国家规范要求制定相应的生产标准,并且按照预期设定的程序进行标准操作,避免应用精度下降[6]。

2.3 热变影响

在对产品进行加工和处理时,零件与设备之间会存在速度较高的摩擦情况,导致内部生成大量热量。在温度持续变高的情况下,机械设备和零件、刀具之间可能出现一定的热变形现象,导致加工精度不断降低。实际上,加工环节的热变形主要存在3 种形式。第一,刀具自身的变形,是指刀具在使用过程中因为持续的摩擦出现温度上升的情况。当刀具的热量超出承受限制后,刀具会出现软化和变形问题,从而影响零件的生产水平和应用精度。第二,工件的应变问题,与刀具的形变产生原因存在一定的相似之处。刀具与工件出现持续摩擦的现象是因为受热过多出现变形问题,工件会因为受到外部温度的影响出现形状改变。这种现象的发生不仅会降低零件的自身精度,还会对生产质量产生不良影响,导致工件出现严重的断裂问题。第三,变形问题产生于机械设备。这种现象并非是因为摩擦产生的负面效应,而是因为机械设备一直处于高负荷运行状态,使得内部构件热量不断提升且热量处于持续发散状态,对设备内部连接与组合的区域产生了热变形作用,导致加工精度出现比较严重的误差[7]。

3 机械加工工艺及加工精度的改进措施

3.1 做好设备的日常检修和保养

要选择合适规格和型号的机械设备类型,全方位检验设备的运用质量和性能,保证设备在使用时能够满足各方面的要求。检验设备时,要保证设备的应用精度能够符合生产标准。企业需要制定针对性的检测与保养制度,定期巡查设备的应用情况。一旦发现设备出现老化或者故障问题,要对其进行全面维修。如果问题比较严重,需要更换设备。在制定保养制度时,可以根据设备的运行状态、使用频率以及故障问题的发生率,科学设计维修和养护期限,定期检测所有零件,确保设备能够始终保持高效运行,满足零件的加工要求[8]。

3.2 优化生产流程

优化生产流程时,要保证所有的操作行为标准化,降低生产环节的误差影响。选择物料时,要保证物料的型号符合操作要求,根据制作需求科学设计各项参数,在保证生产质量的基础上,尽可能控制成本,并制定针对性的风险防控机制,降低各项误差的影响。企业需要从综合层面制定科学合理的生产流程,从各个节点对质量和安全性问题进行预防。例如,在审核设计图纸时,各部门的技术人员都要参与审核工作,以便及时发现并处理设计图纸存在的问题。在进行机械设备操作时,要制定相应的使用规范,保证操作人员熟练掌握设备的使用方法,避免在使用过程中出现损坏设备的情况。实际生产中如果发现设备存在误差,可以计算误差量,并且提取相关的参数数据,通过误差补偿的方式优化现有的加工工艺,以满足精度的生产要求[9]。

3.3 加强生产温度的控制

生产产品时,热变形问题的发生概率较大,且各项工具的使用都会受到温度的影响。工作人员在进行精度控制的过程中,需要充分考虑温度变化情况,通过有效调节温度,避免引发超出标准的误差问题。一般情况下,刀具和工件出现变形问题的概率较高,且这两种问题存在于表面。工作人员可以通过观察形变情况进行科学判断,也可以通过人工降温的方式对其进行有效处理,如通过冷水冲刷。但是,如果机械设备内部的运行温度升高引发了变形问题,往往无法及时发现。这是因为设备内部存在比较严重的摩擦,或者设备处于超负荷运行状态且运行时间过长引发的。此时,工作人员需要在设备内部添加润滑剂,并且严格控制设备的使用时长和运行负荷。设备在工作一段时间后,需要对其进行停机处理,确保设备得到充足的休息[10]。

3.4 降低外力的影响

控制生产精度时,要想降低外部影响,要有效控制加工环节的摩擦力、挤压力等。工作人员要全面检查设备,检查其是否存在支撑水平下降和水平参数不稳定等问题,同时需要检测工件与固定位置的紧固程度。在生产环节,工作人员需要制定相关措施,降低摩擦力对精度的影响。例如,可以通过打磨设备的工作区域,对工具进行光滑处理,规避缺陷问题的发生[11]。

3.5 实现精确定位

针对生产环节的几何精度误差问题,企业需要制定科学合理的使用规范,保证夹具等工具在使用过程中能够实现标准化,以提高加工系统的误差控制水平。针对磨损、内部应力作用以及热变形等影响因素,要实现最优的控制效果。工作人员为了管控误差,要引进先进的控制工艺,对其进行持续更新和升级。例如:可以建立信息分析机制,全面提取和统计生产环节产生的所有参数数据,对不同干扰因素产生的影响进行深入研究;可以根据实际误差情况,对主要影响因素和次要影响因素进行科学分类。在对各项因素进行防控时,可以根据现有的生产流程,有针对性地控制影响因素。

3.6 构建补偿机制

生产期间,要保证误差数据能够满足零件运行要求。对于原始误差,可以通过调整和优化生产工艺实现误差的补偿或者偏移,提高产品的应用精确性。工作人员需要选择正确的补偿方式,通过制造相对误差有效调节误差。通过调查和分析现有的误差状态,制定针对性的投资方案,用相应的误差数量弥补原始的误差数据,以实现生产目标。

4 结语

机械加工工艺的应用水平,对零件加工精度影响较大。企业需要加大资金投入力度,通过研发新型技术,为高效加工零件提供有效支持。例如,可以通过超精度研磨技术和切削技术的应用,从本质上全面防控加工精度的干扰。应用这些技术可以增加与零件的加工接触面积,降低加工缺陷问题的发生概率。企业在管控加工环节时,需要根据不同环节的作业特点,制定针对性的控制措施,以促进加工生产的可持续发展。

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