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机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制的探讨

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  • 添加日期:2020年08月07日

摘 要:从实际工作来看,在零件加工过程中,其精度会受到机械加工工艺的影响。为了提高零件加工的精度,便有必要提高机械加工工艺的水平。文章在分析机械加工工艺对零件加工精度的影响的基础上,进一步对相应的控制策略进行探讨,希望以此为零件加工精度的提高提供一些具有价值的参考凭据。

在零件加工过程中,会利用到机械加工工艺。对于机械加工工艺来说,即利用机械的力量对零件进行加工。但是,由于零件对加工的精度要求非常高,所以如果机械加工工艺使用不合理,便会使零件加工的精度受到很大程度的影响。从零件加工精度的提升角度来看,文章对“机械加工工艺对零件加工精度的影响及控制”进行分析与探讨意义重大。


1 机械加工工艺概述


机械加工工艺,即:基于机械零件以及工件制造期间,采取有关的加工工艺方法更改毛坯,并进行加工,进一步对毛坯和零件间的吻合度进行加工。从实际工作角度来看,基于机械加工工艺实施期间,对加工的毛坯打磨以及零件加工精度的要求是非常苛刻的。通常情况下,需遵循“由粗到细”的基本加工流程。首先,对于粗加工来说,即打磨毛坯和零件的大体,然后确保加工出来的毛坯和零件大小的精准性。其次,对于精加工来说,需通过精细计算,将精准的毛坯和零件大小值求解出来,并进一步基于加工期间完成相应的精密制造,最后确保毛坯和零件的大小值得精准度。加工工作完成之后,有必要进行相应的检验工作,通过检验把误差超出一定范围的零件淘汰弃用,在得到全部精准的零部件之后再进行包装工作。从整体角度来看,机械加工工艺流程为整体加工当中非常关键的一部分,在确保其严谨性的条件下,才能够保证生产结果的成功率。通常而言,机械加工工艺流程即把毛坯改造成为合格的产品的一道工序,其中零件加工以及机械加工便是最为关键的环节。基于加工期间,需考虑环境影响因素,在受到环境因素影响之下,零件的精度将会受到很大程度的影响。此外,由于零件精度控制较为复杂,所以在加工过程中需严格按照相关规范标准加以执行,进一步确保零件加工的高精度。


2 机械加工工艺对零件加工精度的影响分析


从实际工作来看,机械加工工艺会对零件加工的精度产生一定的影响,总结起来这些影响因素主要包括:

2.1 内在影响因素

内在因素是机械加工工艺对零件加工精度产生影响的一大关键因素,主要包括:①机械加工系统当中存在几何精度误差;②在机械安装过程中存在操作不规范的情况。通过认真分析可知,内在影响因素对零件加工精度的影响较大,且此类因素也很难消除。当机械存在几何精度误差的情况下,会导致加工之后所生产出来的零件存在一定的误差。对于机械加工工艺来说,对零件加工设备的要求是非常高的,设备的好坏程度将会对生产零件的精度产生直接性的影响。通常而言,零件的加工机械属于比较大规模的组合型机械,此类机械可以使零件的精度要求得到有效满足。基于组合型机械工作过程中,安装机械是不可或缺的步骤,并且机械的各个组合成分存在很高的融合度,倘若在安装期间未能安装好机组,那么会导致零件精度受到影响。此外,基于平常工作期间,磨损的存在,也会导致机械各组成部分出现微小的缝隙,这样也会对零件的精度造成影响。总之,需重视内在影响,并采取有效排除措施,进而确保零件加工的精准度。

2.2 受力影响因素

对于机械加工工艺系统来说,在运行期间,通常会发生系统受力变形的问题,导致系统发生位置以及形状方面的变化,进一步使系统的正常、安全运行受到影响。总结起来,受力影响因素体现在两大方面:一方面,系统存在较强的实际运行能力。当系统在实际运行期间,所使用的刀具以及夹具等构件都需要承受非常强的工作压力,当受到时间的影响之下,便易产生相对位置的变化,或在受力的作用下发生形变。另一方面,系统的各个部件会受到多方作用力,主要表现为既要承受系统自身带来的压力,又要承受加工零件施加的压力;此外,还包括了部件和部件之间产生的摩擦力。显然,在受力的影响下,零件的加工精度便会受到一定程度的影响。

2.3 热变影响因素

在机械加工工艺应用过程中,对零件加工精度的热变影响因素主要分为三类:①刀具热变。零件加工切割过程中,需使用到相应的刀具,为了使零件符合标准,有时需要反复切割,这个过程便会有摩擦力形成,进而产生大量的热量,热量的存在进一步易使零件发生形变,最终使零件的精度受到影响;②工件热变形。当零件长度较长的情况下,而机械加工工艺又对此类零件有较高的精度要求,这样便会使零件的精度受到很大程度的影响;③机床自身及结构热变形。对于机床自身来说,其和一些构件在运行期间会有产生相互作用,致使机床自身部分或者整体温度上升。当温度上升的情况下,机床自身的结构契合度便会受到很大程度的影响[5]。而当在高温的条件下,机床的一些部分会呈现紧密的状况,另一部分则会在结构上产生细微的缝隙,进一步致使加工零件的精准度偏离理想状态。此外,在机床发热的情况下,会使机床的正常运行受到很大程度的影响,当机床运行的速度在温度上升而呈现降低状态时,便会使加工生产零件的精度及质量受到很大程度的影响。


3 机械加工工艺对零件加工精度的控制策略探讨


在上述分析过程中,认识到机械加工工艺会对零件加工精度产生多方面的影响。为了提高零件加工精度,有必要采取行之有效的控制策略。具体策略如下:

3.1 对零件制造过程加以严格控制

基于机械加工工艺应用期间,要使几何精度误差对零件精度造成的影响得到有效控制,便需要优化选取加工机械设备。对于几何误差来说,通常出自于出厂时的机械加工设备当中,因此有必要严格检查所需的机械加工设备。基于检查期间,对设备自身潜在的误差问题加以掌握,通过优化选取符合生产高精度零件的机械加工设备。针对已经投入生产的机械加工设备,进行排出,积灰情况相对卧式锅炉较为严重。受热面管束均采用蛇形管形式。由于蛇形管结构弹性较强,受机械振打清灰时易于灰分的脱落,而且不易产生疲劳破坏。

2.3 废气温度及清灰装置的影响

有研究表明,水泥生料在400℃以下呈松散状态,附着在受热面上的灰分比较容易去除,在400~600℃会产生较弱的粘结性,附着力较弱,也可以通过振打清除,但温度更高时,水泥生料灰会产生较强的粘接性,通过机械振打不能完全清除。纯低温窑尾余热锅炉的废气温度一般在400℃以下,少量生产线可能达到400℃以上。因此窑尾余热锅炉主要采用机械振打装置进行清灰,振打清灰的主要优点是清灰频率高,由于窑尾受热面积灰速度很快,如果清灰间隔过长,受热面上的平均积灰厚度较大,换热效果就会长时间处于较差的状态,而机械振打的清灰周期短,因此清灰效果好,另外其还有工作可靠,投资较小,消耗动力少,不会对烟气增加额外的介质的优点,缺点是可能对受压元件及焊缝产生疲劳破坏,而窑尾余热锅炉采用弹性较强的蛇形管束,较好的避免了这种情况。

目前本地区在用的窑尾余热锅炉全部采用机械振打清灰,从锅炉检修和定期检验的情况来看,使用机械振打清灰基本能够满足窑尾余热锅炉的清灰需要,大部分锅炉的积灰情况良好,但有少量锅炉的受热面管束出现了积灰较严重,在受热面始段和末段管子间搭桥堆积的情况。这类情况可能与管排间距,废气流速,含尘量,振打频率,振打力度等因素有关,具体原因还需进一步分析和研究。


3 其他影响因素和防止


3.1 气流速度的影响

余热锅炉废气通过受热面时的流速对积灰有较大影响,气流速度大,积灰容易被气流带走,而不易堆积在受热面上,但气流速度大,对受热面管子的磨损也会加剧,因此气流速度应该控制在一个合理的范围内。

3.2 管子排列方式和节距的影响

废气通过错列布置的管子时,气流扰动较大,容易带走受热面上的积灰,但由于错列布置的管子相比顺列布置的管子节距更小,更容易在管子之间形成积灰搭桥堆积的现象。因此设计管子排列方式和节距时应综合考虑两方面因素的影响。目前窑头锅炉多采用错列布置,窑尾锅炉多采用顺列布置。