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机械加工工艺对金属零件制造精度的影响论文

发布时间:2023-10-30 15:42:43 文章来源:SCI论文网 我要评论














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   摘要 :随着社会进步,机械制造业中机器设备精密度持续 提高, 对零件加工精度要求也就越来越高, 传统加工工艺已经无 法满足社会发展需求,为了确保机械加工工艺能够满足零件精 度要求,就需要采取有效措施进行控制。基于此,本文分析机械 加工工艺和零件精度以及影响零件加工精度的因素,并对零件 加工精度要求下优化机械加工工艺提供建议,旨在为机械生产制造行业提供参考。

  关键词 :机械加工工艺,零件制造,优化建议

  当下社会,传统的制造业正需要突破一个新的发展阶段。机 械加工行业在国际市场上的竞争越来越剧烈,为了获得更大的 发展空间,制造业的发展战略转变是行业经营策略的首要任务。 根据客户需求日益个性化、多元化的改变, 获得的利益短期效应 也日益明显,因此,这个行业急需一种灵活的生产方式,即生产 数量少,品种多,工艺复杂且不增加成本,逐步取代传统的大规 模生产, 面对市场的需求作出迅速而敏捷的反应。而制造业是我 国国民经济的中流砥柱,其生产技术的优劣直接影响着一个民 族的整体技术。因此,要大力发展各类高技术,以促进我国制造 业的发展,加强在世界范围内的竞争力。随着计算机、微电子、 激光、自动化、信息、新材料等领域的广泛使用,为新工艺的出 现和发展打下了良好的条件。在零件生产制造中需要利用不同 的加工工艺对原材料进行加工和改造,使其成为被需要的零件。 目前我国机械行业得到了一定的发展成就,这为机械制造产业 带来了一定的发展机遇和挑战,随着加工生产技术水平越来越 高,人们对零件精度的要求也越来越重视, 为了能够加工出高质 量、高精度的零件,要不断优化机械加工工艺,合理控制影响零 件加工精度的因素, 切实提升零件加工精度, 促进机械加工可持 续发展。

  1 分析机械加工工艺和零件精度的关联

  零件主要是通过机械加工而形成,通过机械加工工艺将一 些基础毛坯件精心打磨、塑造,使其形成一种特定的零件,以供 某种特定需求。在零件加工完成后,需要对零件精度进行检测, 以此满足零件的使用标准要求。严格按照相关标准和检测流程进行检测,如果检测结果满足要求,则可以投入生产。如果不符合要求,就需要作为废品处理。因此,机械加工工艺对于零件精 度起到至关重要的作用。在科学技术不断发展的形势下, 机械加 工工艺也在不断优化和更新,推动加工工艺形式不断增加,这 对于优化零件精度起到了一定促进作用,大大提高了零件加工 的精度、质量和效率。影响零件加工精度的因素还有很多,比如 工人操作水平、加工流程等, 但机械加工工艺是一项最主要的因 素,是工人操作水平以及加工流程无法弥补的关键因素。

  1.1 加工工艺外部环境对零件精度产生的影响

  零件加工精度受到外界影响因素较多,工作人员不仅要考 虑零件加工工艺和流程,还需要结合外界条件对生产方案进行 优化。受力变形是影响零件加工精度的一种主要外界因素, 在加 工生产零件过程中,因受力不均匀而导致零件出现变形的情况 较为常见,为此在零件加工过程中,需要对生产工艺、受力等问 题进行集中处理, 最大程度上保证零件加工的精度。导致这种问题形成的因素主要有以下两点。

  一种是加工系统出现超负荷的问题,处于运行强度大的工 作状态,零件加工所用的刀具和夹具长时间在超负荷环境下工 作,就会导致其精度出现偏差, 甚至无法工作的问题。

  另一种是由于机械加工工艺流程不规范,导致零件之间出 现较大的磨损, 系统外受力也出现一定的偏差。在受力变形因素 的影响下, 需要工作人员对具体问题进行分析, 进而采取有效措 施集中处理, 以改善和优化加工过程中薄弱部位的工作效果, 提 高系统运行质量和效率, 规避零件中受力变形的问题出现, 以此 提升零件加工工艺效果。另外, 工作人员工作态度和水平也是影 响零件加工的主要因素, 在保证机械设备低负荷运行的同时, 还 需要确保工作人员的操作水平满足机械加工工艺需求,促使零 件加工精度符合加工要求。此外, 零件加工过程中也会存在热变 形的问题,热变形问题主要是由于零件加工过程中由于温度超 出了加工规定范围, 导致加工环境温度过热, 进而引起零件热变 形。当外界温度超过零件所承受的范围就会导致零件出现严重 的变形, 其中也包括摩擦过热而产生的变形。针对热变形问题进 行处理时,可以采用高质量的润滑油来降低零件加工生产环节 的热度, 以此保证零件加工顺利完成。同时也需要确保零件加工的操作流程、加工工艺符合相关标准要求, 以此减少摩擦产生的热应力。

  1.2 加工工艺内部环境对零件精度产生的影响

  在零件加工过程中,除了外界环境带来影响,零件内部结构 也是影响其质量的因素之一,机械加工工艺自身存在的问题也 会带来严重的影响, 为此, 工作人员应当重视机械加工工艺内在 问题, 建立高效的管理制度以及处理方案, 为零件加工精度提供 基础保障。机械加工工艺内在影响因素主要有以下几个方面, 一 是,由于机械设备自身质量和运行效果不符合规定而导致加工 工艺不符合要求, 或者加工系统存在误差, 导致零件加工无法满 足要求。二是,机械设备在运行的过程中,工作人员并没有对机 械运行状态进行实时监控, 没有对存在的问题及时处理, 这就很 容易导致零件加工系统出现问题,一旦某个环节出现偏差就会 导致后续加工环节不正确的问题出现,进而影响零件加工精度。 三是,零件加工流程时间较长,在加工过程中出现了磨损误差, 再加上工作人员缺乏故障处理相关知识,没有对多需要的设备 构架进行及时维修和更换, 致使零件加工系统出现较大偏差, 这 样加工出来的零件精度自然而言不符合工作需求。

  在进行零件加工作业时,无论是机械设备结构,还是生产工 艺技术, 都会对零件加工精度产生相应的影响。零件加工所使用 的夹具、刀具等各类设备, 在生产到安装整个过程中或多或少存 在误差,即净误差,它对最终零件加工精度的影响是直接的。然 而,通过应用数控加工机床进行零件加工, 只需在加工作业前进 行编辑, 以此降低程序误差, 能够将零件加工精度控制在允许参 数范围内, 并保证零件加工精度符合要求。


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  2 机械加工工艺现状

  2.1 超精密机械加工工艺

  超精密加工工艺是机械加工中重要组成部分,也可以用作 检测和评价机械加工技术水平一种方式。在科学技术快速发展 的背景下, 机械加工技术融入信息技术, 一定程度上为优化机械 加工工艺效果起到了推动作用,同时也是提高加工质量的要求, 因此在实际加工过程中,不仅要确保零件加工各项数据符合要 求,还需要确保零件的精度越来越高。在零件加工生产行业中, 市场竞争力越来越激烈,零件的精度也成为了生产商竞争力的 主要条件, 在优化零件加工工艺的基础上, 不断完善自身生产方 案,一定程度上为超精密加工工艺发展提供了技术保障。

  2.2 快速成型机械加工工艺

  快速成型机械加工工艺主要是利用信息技术进行加工,通 过软件建立零件加工模型,之后利用加工技术对需要加工的样 品进行加工, 以此快速保证零件加工成为所需要的产品。零件加工期间,快速成型加工工艺是通过软件技术对原材料进行直接加工, 是一种将原材料直接快速加工成产品的一种技术, 因此在 加工过程中需要对加工原材料进行叠加, 建立零件加工模型, 为 零件加工快速完成做好基础工作,之后利用 CNC 技术、CAD软 件、激光技术等技术开展零件加工工作, 在此基础上不断优化和 完善零件加工工艺,以此保证零件加工工艺精度符合实际生产 需求。快速成型加工工艺在零件加工精度方面具有一定的优势, 在我国工业生产领域中具有较高的地位以及市场价值。

  2.3 微型机械加工工艺

  在科技水平日渐提升的背景下,微型生产仍得到较大的发 展空间, 结合纳米技术推动工业生产快速发展, 无论是机械加工 外观形态, 还是产品精度方面都得到较大提升。实际零件生产加 工过程中,微型机械加工工艺在零件加工方面起到至关重要的 作用, 对于精度要求较高的零件, 微型机械加工工艺能够更好地 处理零件细微工作, 促使零件精度更精确。微型机械加工工艺具 有较多的优势, 对空间的要求也不高, 可以在较小的空间以及半 封闭空间进行零件生产活动,对周围生态环境也不会产生影响, 同时也能够确保零件加工的质量和精度, 因此, 微型机械加工工 艺应用范围较广泛, 微型机械加工工艺在精密仪器生产、医疗器 械生产等方面具有较高是应用价值。目前, 微型机械加工工艺在 纳米技术领域中发挥着重要地位,也是纳米生产技术中一项重 要研究内容, 在我国工业发展中应用范围越来越高。


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  3 零件加工精度要求下优化机械加工工艺的建议

  金属件的加工能量消耗是一个多维度的问题。在实际加工 中,由于加工工艺参数、刀具型号、外界环境等诸多因素的作用, 使得加工过程中的材料消耗随着加工工艺的转换而不断发生改 变。当前国内外对数控机床的节能设计进行了大量的探讨, 其中 包括了两大类 :机床的结构和工艺优化。机床的结构最优, 就是 对其本身的机械构造和布局进行适当的设计 ;采用适当的机械 加工方法或选用恰当的工艺技术和对应的工艺参数,以达到节 约能源的目的。

  3.1 提高机械设备的配置

  机械加工过程中,要想保证零件加工精度满足需求,就需要 确保加工系统的质量和准确度, 因此, 提高机械设备的配置很有 必要, 在机械设备引进过程中加大设备的检查力度, 确保设备的 质量和加工效果符合零件要求。我国对机械加工设备方面并没 有较大资金投入, 缺乏优化机械改造的资源, 但为了提升零件加 工精度可以从加工工艺、优化机械设备配置两方面着手。加工过 程中强化机械加工工艺设备管理力度,及时更新和维修机械加 工设备, 定期校对机械设备精准区域, 使其处于良好地工作状态中,积极引进精度较高的机械设备进行生产。优化零件加工工艺以及流程, 结合零件精度实际要求建设加工模型, 制定科学的管 理制度,约束工作人员工作行为,端正工作人员工作态度,促使 零件加工更加规范性, 全面提高零件加工的精度。

  3.2 减少外界因素的干扰

  零件加工过程中,由于机械工作会产生一定的摩擦力和压 力,这两种压力都会对零件加工精度产生影响,为此,需要做好 外力变形的预防工作。可以通过对设备检查和调整的方式, 提高 设备加工精确度,加工前对设备检查有利于工作人员了解机器 设备各个构件是否存在问题,一旦发现问题需要及时调整,进 而降低机械设备运行过程中对零件产生的压力。另外, 只要两种 物体接触就会产生摩擦力,这种摩擦力会随着加工时间的增加 而不断增强, 摩擦力越大对零件加工精度产生的影响也越大, 因 此,为了减低摩擦力带来的影响, 可以通过涂抹润滑油的方式降 低零件和机械之间的摩擦力,也可以对加工机床表面进行打磨 使其更加光滑, 以此减少零件与机床之间的运动摩擦力。

  除此之外,还应当不断提高参与零件加工人员的操作水平 以及职业素养, 零件加工中虽然采用机械进行加工, 但是也需要 适当的工作人员对其进行操作,而工作人员的操作技术水平直 接影响着零件加工精度。因此提高工作人员职业技术水平至关 重要,促使零件加工工作高效率、高质量地完成。可以从以下两 个方面提高操作人员的技术水平, 一方面, 组织操作人员参加相 关培训活动, 提高操作人员对零件机械加工工艺的认知, 使其充 分了解加工设备,确保操作人员能够在日常工作中真实发现加 工设备存在的各项问题,并将其列入到员工的工作绩效评价体 系中, 以此保证操作人员工作积极性 ;另一方面, 可以组织技能 大赛, 对胜出的员工适当的奖励, 对一些专业技能不高的人员给 予惩罚, 通过这种激励制度提升员工提高自身操作技能的意识。 3.3 加大加工过程中温度控制力度

  采用机械设备生产零件的过程中会产生一定的热量,而这 些热量若是不能够及时地散发出去,就很容易留存在机器设备 内部, 致使设备影响外部环境温度出现大幅度变化, 进而影响零 件加工质量,这对操作人员的管理控制能力提出了较高的要求。 在掌握基础设备操作的基础上,工作人员还应当熟练掌握零件 加工的各个环节所需要的时间和热量数据等内容。可以通过增 加通风系统提高热量排放效果, 也可以适当使用空调系统, 促使加工现场温度能够满足零件加工要求,最大限度防止温度过高对零件加工精度产生影响。另外,定期对机械设备进行检修,保 证设备散热效果符合零件加工需求,对不符合的设备及时处理, 确保设备散热效率。一般情况会使用润滑剂的方式减少设备摩 擦产生的热量, 这也是使用最广泛的一种处理方式, 零件加工过 程中磨损度减少, 其加工精度自然而然就会增加。

  3.4 优化机械加工数控技术

  现代化社会发展中,科学技术的应用范围越来越广泛,在工 业制造行业中, 科学技术的应用在促进行业快速发展的同时, 对 机械加工工艺生产也起到了更新优化的作用,使机械制造业自 身生产技术得以提高。在数控技术的支持下, 机械制造业在不断 增强自身生产创造价值,数控加工技术为生产商的加工制造提 供多样化施工工艺,且具有一定的便携性。当前,应用数控机床 进行生产加工的企业越来越多,在保证零件加工精度的同时也 对加工工艺、操作技术提出了较高的要求, 数控技术机械生产制 造企业可以利用相关软件结合生产系统进行零件加工,通过数 控技术提高产品精度。建模过程可以帮助工作人员找到加工中 各个环节存在不足之处, 并且在模型中进行调整和改正, 在实践 中,既可以解决加工中存在的问题,也可以避免实际操作调整, 造成资源浪费的问题。同时也有利于员工找到提高精度的方法。 3.5 选用信息化结合的加工技术改良加工精度

  按照当代加工技术的行业标准,高加工强度、高延性、高抗 压强度的原材料主要是用来加工孔洞细、形状结构复杂的产品 和工件。因此, 独特地加工工艺在未来机械制造产品加工业中具 有良好的发展前景。利用化学能、电磁能、声能、机械能和太阳 能加工金属材料或非金属材料, 这是一种独特的加工方式, 减少 了加工工具与零件的接触, 甚至做到了零接触。

  4 结语

  综上所述,机械加工工艺对零件加工精度密切相关,在机械 生产制造行业加工技术不断提升的基础上,零件加工精度也在 不断提高。决定零件加工精度的因素较多, 内部和外部影响因素 尤为重要, 外部因素可以通过一系列措施进行改进, 但内部因素 即使加工技术再高也会存在一定影响。因此提高机械设备的配 置、减低外界因素的干扰、加大加工过程中温度控制力度、优化机械加工数控技术, 对提高零件加工精度具有重要意义。



  (作者单位 :阿克苏地区库车中等职业技术学校)
 
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