机械加工工艺的优化方案

机械加工工艺的优化方案

作者：徐伟大

【摘要】在机械加工的过程中，零部件的加工精度直接影响着机械产品质量的好坏。本文以零件的加工过程为例，介绍机械加工工艺的流程，探讨提高加工精度的优化方案，分析造成加工误差的原因。

【关键词】机械加工工艺；零件加工精度；影响因素；优化方案

0 引言

机械加工工艺就是利用机械加工的方法对毛坯进行更改，使毛坯逐渐与零件生产标准相吻合。机械加工工艺对毛坯的更改包括对毛坯形状的更改、毛坯尺寸的更改等。机械加工工艺作为零部件加工的基础工艺，对零件加工精度有很大的影响，机械加工工艺越到位，零件加工的精度就越高，加工出来的零件与零件生产标准吻合度越高。

在机械加工过程中，由于多种原因，对零部件的加工精度造成了较大的影响，给机械加工的零件生产带来了很大的损失。所以在利用机械加工工艺生产零件时，要对机械加工工艺对零件加工精度造成影响的外在因素和内在因素有准确深刻的认识，从而使机械加工工艺更加完善、更加到位，加工出来的零件精度更高。本文以零件的加工过程为例，介绍机械加工工艺的流程，探讨提高加工精度的优化方案，分析造成加工误差的原因[1]。

1 机械加工工艺的流程

机械加工工艺流程是指工件或零件制造加工的步骤，是利用机械加工的方法对毛坯进行更改，使毛坯逐渐与零件生产标准相吻合的过程。机械加工工艺对毛坯的更改包括对毛坯形状的更改、毛坯尺寸的更改等。一般情况下，比较笼统的机械加工工艺流程主要是从粗加工到精加工，由精加工再到装配，装配结束进行检验，最后对检验合格的零件或工件进行包装[2]。

机械加工工艺流程是使毛坯变成合格产品的过程，这个过程由零件加工流程和零件加工步骤构成，具体的机械加工流程和机械加工步骤中都有相应具体的标准和要求，这些步骤和流程中的具体的机械加工标准和机械加工要求就是机械加工工艺。

例如在对毛坯加工时，对毛坯需要到的粗糙度、工序等的详细说明和数据规范，就是毛坯粗加工工艺。机械加工工艺规程就是零件加工企在选取工艺过程中所生成的工艺文件。零件加工企业在选取工艺过程的时候，并不是盲目选取的，而是根据企业的实际生产情况来确定的，企业的实际生产情况包括企业的机械加工员工素质、零件加工的设备条件等。

企业对自身条件有了充分的认识以后，会根据实际情况来选择工艺工程和操作方法，这个过程中需要写成工艺文件。生成的工艺文件经审批通过，就会对零件加工企业在零件加工生产中进行指导。一般的机械加工工艺规程包括零件加工的工艺路线、加工工序的具体内容、加工设备的具体情况等等。在零件加工过程中，流程是生产路线，规程对零件加工生产进行指导，而加工工艺则决定着零件生产的精度。

2 机械加工工艺影响零件加工精度的因素

机械加工工艺对零件加工精度造成影响的因素可分为内在因素和外在因素。机械加工艺系统本身的几何精度是机械加工工艺对零件加工精度造成影响的内在因素。

2.1 对零件加工精度造成影响的内在因素成因

机械加工工艺系统本身的精度问题是机械加工工艺对零件加工精度造成影响的内在因素。机械加工工艺系统本身的精度主要受到三个方面因素的影响：①由于机械加工工艺系统在出厂时，机械加工工艺系统本身的生产制造过程中出现精度问题，因此在投入使用时对加工的零件精度造成影响；②机械加工工艺系统在安装使用的过程中，由于与机械系统的安装

标准有差异，加上操作不精细、定位不准确，导致在对零件加工的过程中使零件精度受到影响；③机械系统加工工艺系统在使用过程中出现的问题，由于机械系统加工工艺系统在长期使用过程中，某些部位出现严重的磨损，使机械系统加工工艺系统对零件加工的精度受到影响。如机床、刀具和夹具等在出厂时，其构件存在一定误差或者在安装使用过程中，安装不到位、操作不精细、定位不准确。

2.2 机械加工工艺系统运行过程中的受力变形

（1）导致系统运行中产生受力变形的因素分析

在机械加工工艺系统的实际运行过程当中时常会出现系统受力变形的情况，致使其位置、形状出现轻微形变，进而严重影响系统的正常运行和寿命减少。探究其缘由，发现主要是由两个因素致使的：①系统实际运行强度大。在系统实际运行的过程当中，系统所用的刀具、夹具等小构件均要承受高强度的工作负荷，时间一长就容易发生相对位置的位移，或是受力下的形变；②各部件面临多方受力。在系统运行过程中，系统的部件不仅要承受系统本身施加的工作力度，还要承受来自加工零件施加的相对力度，同时又要承受部件与部件之间的摩擦力度。

（2）机械加工工艺系统运行过程中的热变形

实际上，机械加工工艺系统在运行的过程中，不仅仅会面临多种力的影响，还会受到其他因素的影响。具体来讲就是热变形，包括刀具热变形、被加工零件热变形、机床本身及其构件的热变形。热变形是指系统因受热而发生的形变。它能够严重破坏刀具与被加工零件之间的准确几何关系和运动关系，进而严重影响加工零件的精度。

3 提高机械加工工艺精度的优化方案

综上所述，机械加工的工艺技术对于零部件的加工精度有着直接的影响，而机械系统本身的精度问题是影响零件加工的精度的主要因素，所以，在进行零件加工时，首先要避免的就是机械系统的问题，其次是加工过程中由于受力变形的问题。本文提出两种优化方案，一种是利用表面光整加工技术，一种是利用特种加工技术。

3.1 机械加工工艺中的表面光整加工技术

表面光整技术属于机械加工工艺的方法之一，利用该方法可以使加工后的零件不但达到规定的几何尺寸，还可以得到理想的表面光整度。经过表面光整加工的零件，其表面度和纹理都有很大的改善，该技术是通过磨具，对零件的表面进行碰撞、滚压、挤压，这样做的目的是增加表面变质层的同时，提高了耐磨性，去除了零件表面的毛刺、尖角、锐边等。光整技术是对零件整体各表面在一道工序中一次性加工，可对原来的老工艺、工序，例如：粗磨、非精磨、精磨、砂带抛光、毛毡卡瓦抛光等进行撤、并，做出优化调整。

3.2 特种加工对机械加工工艺的突破

根据现代制造业的特点，特种加工应运而生，主要是加工那些高硬度、高韧性、高强度和高脆性等难切削的材料，可以用于那些孔细小，形状复杂，具有特殊结构的工件的加工，因此，特种加工在未来的机械加工工艺中将有很好的应用前景。该方法的工作原理就是利用化学能、电能、声能、机械能以及光能和热能对金属或非金属材料进行加工，特点就是加工工具与零件之间零接触或者是间接接触，较少了加工过程中的热变形及变形力，进一步提高了零件的加工精度。

4 结论

随着机械加工工艺技术水平的不断提高，我国的加工技术也在快速发展。为了进一步提高零部件加工企业所生产出来的零部件精度更高，减少零部件生产的不合格率，实现了企业的经济效益，提高零部件生产企业的综合竞争力，需要零部件企业加强机械加工工艺的研究和投入，把影响零件精度的外在因素和内在因素降到最低程度。

【参考文献】