基于特殊材料零件的加工技术分析

张尚从

四川省成都市

摘　要：在对金属零件进行机械加工的过程中，控制加工精度具有重要意义。受力因素、热变因素及内部因素是影响金属零件加工精度的重要因素。要想有效控制金属零件的加工精度，就应做好设备选型，确定好加工路线，完善切削加工技术，正确选择切削液，控制好加工流程，关注各项措施的具体反馈并及时调整。

关键词：金属零件；机械加工；加工精度；技术分析

中图分类号：TH723

文献标识码：A

引言

加工精度指加工后零件表面的实际尺寸、形状、位置与图纸要求的理想几何参数的符合程度。任何加工方法所得到的实际参数都无法实现绝对准确。从零件的功能来看，只要加工误差在图纸要求的公差范围内，就认为达到了加工精度。金属零件的加工精度控制，对于保证经济效益、促进可持续发展具有积极作用，因此有必要优化当前所用的机械加工技术，创造更好的金属零件加工环境。

1金属零件加工精度的影响因素

1.1受力因素

大多数工艺生产过程都依赖相应的机械设备，而在机械设备接触各类工件时，会产生相互作用力，在受力不均衡的状况下，构件会发生严重变形，致使产品精度和质量下降。在紧固工件时，若因机械设备挤压而引发变形，则产品很难达到精度标准，从而成为残次品。同时，机械设备加工产品时会受到外力作用，虽然短期内不会产生太大影响，但是长此以往会令设备磨损严重。加之设备本身的老化问题，各个构件间的作用力会不断增大而出现设备故障，降低产品精度。在加工金属零件时，应全面、细致检查机械设备的各项构件，避免因外力作用而超出限定标准。另外，需监督整个生产过程，管控相关加工技术的应用形式，避免出现常见的缺陷问题。例如，在切削加工时需规避残余应力影响，以降低生产误差。

1.2　热变因素

在进行金属零件加工时，机械设备与金属零件间会发生高速摩擦，导致内部出现大量热量。在温度持续升高的情况下，机械设备与刀具、零件间会出现比较严重的热变形，使加工精度不断降低。在实际加工过程中，热变形主要包括3种形式。（1）刀具变形。刀具变形是指刀具在实际切割时因持续的摩擦力影响造成自身温度上升，热量超出限定标准后会发生变形、软化等问题，干扰零件的加工精度，影响生产水平。（2）工件变形。工件变形与刀具变形比较相似，主要是因外部温度影响而发生形状改变，不但会降低零件精度，还会影响生产质量，严重时甚至造成工件直接断裂。（3）机械设备变形。机械设备在生产时多保持高负荷运行状态，内部构件的热量会不断提升。热量发散时，在机械设备内部连接与组合区域产生热变形，会出现严重的加工精度误差。

2　控制金属零件加工精度的措施

2.1合理进行设备选型

根据实际需求合理进行设备选型，以控制金属零件的加工精度，常用设备主要有以下几种。（1）可选升降台5H炮塔铣床。工作台纵向行程为700mm×680mm，机床净质量为2800kg，主轴中心线至工作台的距离为30mm，工作台尺寸为1270mm×254mm。该设备具有快速钻铣、数控系统和电动升降等优点，通过预设的数据来控制加工流程，提升加工精度。（2）龙门式数控机床。其表现出较高的韧性、承载能力、切削能力和精确度等，且遵循自动化、智能化生产原则，配备高性能数控龙门铣，可按照金属加工的实际需求进行定制，并通过粗糙加工大平面完成定位，将底面铣高通过高底面再次定位，铣大平面尺寸。在进行两个侧面加工时可互为基准，以避免加工时出现一侧偏差，提升加工精度，保证金属零件的尺寸、宽度和稳定度等符合要求。（3）双面铣设备。因长期超负荷运转会造成传动箱齿轮磨损严重，由间隙引发的冲击不适用于精加工过程，可结合实际所需选择高性能的粗铣和精铣设备。

2.2　确定加工路线

部分零件加工人员经验匮乏，在设定加工路线时可能忽略重要工序而影响加工精度，因此有必要结合金属零件的实际特征确定加工路线，避免由此造成的加工误差，具体要点包括两个方面。一方面，在拟定工艺路线时，除考虑定位基准的选择外，还应考虑各表面加工方法的选择、工序集中与分散的程度、加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。另一方面，表面加工一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终的加工方法，再确定精加工前准备工序的加工方法，最后确定加工方案。在实际加工时，还需考虑金属工件材料性质、金属结构与尺寸、金属加工油品性能、生产类型和具体生产条件等，从而选择最恰当的加工方法，提升加工精度。

2.3完善切削加工技术

在加工金属零件时，应结合零件的外形样板和整体状况设计自制工装，综合考虑是否需要采用特殊量具和刀具，以及是否需要申请测量，根据情况编制加工流程与技术方案，以有效控制零件的加工精度。切削加工技术的完善，需关注以下要点。

（1）掌握数据编程技巧。数据编程的合理性直接影响最终的金属切削效果，可从两个方面控制切削精度。一方面，复杂金属模具切削时引入一模多件机制，若模具上存在若干相同的形状，可重复应用子代码直至加工完成；另一方面，在通过增量方式完成工件编程时，会因连续执行多段程序而累积误差，可在每个程序段设计时都以工件原点为基准来缩减累积误差，提升精度。

（2）设定切削路线。金属工件进行数控切削时，应结合实际工艺标准科学设定进刀方式。例如，在切削金属外轮廓时，预选设定刀具的切入路线和切出路线，而且最好选择轮廓曲线的延长线进行切入和切出，避免在金属零件上出现刀痕。

（3）灵活选择刀具。刀具选择要结合实际应用场景，例如中低速切削最好选择钢质刀具，低速切割可选择合金刀具。对于车工来说，切削加工普通的合金钢和碳素钢材料可选择YT15硬质合金刀具，切削加工不锈钢和有色金属材料可选择YG8硬质合金刀具。对于铣工来说，铣削平面时可选择飞刀盘加工或立铣刀加工，铣凹形零件时可选择立铣刀加工，加工通槽时可选择盘形铣刀，需要镗孔时可选择镗刀加工。另外，粗刀具与细刀具多结合使用，以精细处理转角部分的金属材料，保证金属构件的性能。

2.4合理选择切削液

切削液的主要作用是降低切削温度、减少刀具磨损以及抑制生成积屑瘤，应根据实际加工情况合理选择切削液。在选择切削液时，需注意两方面内容。一方面，不同的加工需求选择的切削液不同，应结合金属零件类型、加工要求、加工技术、刀具材质以及切削工艺等选择最佳的切削液。在粗加工时，建议选择水基切削液。它属于透明均一流体，水溶性强，在提升切削效果方面具有显著优势。另一方面，在硬质合金刀具加工时不加入切削液，可选择低浓度乳化液。例如，可选择高质量SCC101乳化液。这种乳化液的优势在于采用合成基础油，相较于其他同类基础油性能更好，换油期更长，且产品的功能性更优秀，质量更稳定。后续保持连续一次性浇入，可避免刀片温度骤降而破碎。

结束语

综上所述，虽然提出的基于机械加工技术的金属零件加工精度控制措施在实际落实中具有较大的可行性和有效性，但是仍需完善一些细节，如结合金属零件的实际特征选择特定的加工技术、制订完整的加工方案以及提升加工人员的技术素养等，从而进一步提升加工精度。

参考文献

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