机械加工技术对金属零件加工的影响和控制措施分析

薛建军，张军峰。

 中国工程物理研究院材料研究所  621907

摘要：在生产加工过程中，由于各种因素的影响，往往会有部分零件出现质量问题，进而对机械设备的质量产生不利影响。为此，文章详细探讨了机械加工技术对金属零件加工的影响，并提出了有效的控制措施，如选择恰当的加工刀具、进一步优化加工设备、采取精细先进的检测手段，以及严格控制加工温度等，以期减少误差并提高产品质量。

【中图分类号】【文献标识码】A

关键词：机械加工技术；金属零件加工；影响

前言：金属零件加工在机械行业中占据着举足轻重的地位。但是，就机械加工技术的实际应用而言，仍有许多因素会影响金属零件的精度，例如刀具的磨损、内应力作用以及温度的变化等。这些因素不但难以完全避免，还会相互叠加，严重影响了零件加工的工艺效果。为此，应当采取有效控制措施，最大程度地减少误差。

一、机械加工技术对金属零件加工的影响分析

（一）机械加工技术对金属零件加工的内部影响

所谓的机械加工，就是相对固定的预设条件下，不断地执行加工程序，以确保同批次金属零件严格遵循工艺流程，并最终实现标准化产出。从正向意义上讲，该方式使零件生产的规范性与高效性得到了极大的提升。但是，如果预设的工艺流程自身存在问题，或者是生产设施与环境不过关，就必然会对金属零件加工效果产生不利影响，导致零件精度降低。比如，有关人员在安装刀具、架设机床的过程中出现了一些失误，造成了刀具不稳定、与原有位置不匹配的情况，就会使得刀具在进行机械加工时，偏离既定的切削轨道，这样就会使金属零件加工精度出现很大的偏差，无法满足相关质量标准。

（二）机械加工技术对金属零件加工的外部影响

1.受力变形

在机械加工过程中，金属零件会受到多种力的作用，如刀具削切力、夹具夹紧力等。这些力会不可避免地使金属零件发生形变，进而影响设备使用效能。

2.残余应力

在机械加工过程中，当工艺步骤完成、发力来源撤出后，一些牵拉力、收缩力等力仍会作用于金属零件，从而形成残余应力[1]。一旦将带有这些应力的金属零件直接用于后续加工环节，这些残余应力就会扮演初应力的角色，与加工应力共同作用，从而导致一系列不良现象出现。具体而言，可能会导致金属零件疲劳强度锐减、刚性降低，从而影响零件的可靠性。

3.温度影响

在对金属部件进行切削、抛光等作业时，会使刀具，机床，工件等作业工具产生大量的热量，导致整个加工系统出现发热现象。当工件的温度达到一定程度时，工件的体积就会增大。与之对应的是，在冷却之后，工件体积也会随之变小。如果不能妥善处理发热问题，将会导致金属零件精度下降。

二、机械加工技术对金属零件加工影响的控制措施

（一）选择恰当的加工刀具

1.选择具有较强可靠性的刀具

金属零件加工并不是一件简单的事情，危险系数较高。所以，为了确保操作人员安全以及加工精度，在进行加工刀具的选择时，必须以可靠性和耐用度为首要考虑因素。特别是数控机床，所使用的刀具必须具备高耐用度，以此确保在长期使用过程中不易出现磨损现象，从而有效避免对加工进度造成不良影响。在挑选过程中，除了可靠性和耐用度这两个关键指标外，还需确保刀具能与其他附件完美配合，这样更能保证金属零件加工的顺利进行。

2.选择具有高切削性能的刀具

无论是加工何种类型的零件，选择切削性能高的加工刀具都是至关重要的。高切削性能的刀具能够承受高进给量，使加工过程更为流畅。同时也可以在很大程度上维持较高的背吃刀量，这有助于提高难加工材料的加工效率[2]。另外，为了更好地管理刀具，同一批次刀具的切削性能应当保持一致。比如在面对不锈钢、钛合金零件的加工时，需要选择具有出色切削性能的转位硬质合金刀具，这样可以实现更高效、精准的加工。

3.选择具有较强排屑性的刀具

在金属零件加工过程中，仅仅依靠人工操作，并不能快速、高效地清理断屑和排屑。如果切屑没有经过恰当的处理，很容易缠绕在刀具上，长期下去，极易对刀具使用寿命造成影响。所以，为了确保加工质量和效率，在金属零件的精加工过程中，选择具有出色断屑和排屑性能的刀具是至关重要的。这些高性能刀具能够迅速、有效地清理切屑，从而确保加工的顺利进行。

（二）进一步优化加工设备

通常来说，在出厂时，设备本身就存在一定的几何误差。所以，为了满足零件的加工精度要求，必须对设备进行全面检查，以确保精度误差在允许范围内。除此之外，还应当对机械设备工况进行经常性的检查，严谨地分析设备运行误差，并在此基础上，及时、准确地减少误差。在机械加工期间，尽量选择合格、优质的生产设备，以确保生产效率和精度。在设备投入使用前，需展开误差测定，确保其精度符合生产标准。在机床装配期间，为了确保设备的正常运行，应选派经验丰富、操作能力较强的专员负责设备组装与调试工作，以免影响设备的精度和稳定性。应当注意的是，就机械加工而言，设备运行磨损是不可避免的损耗。为了及时掌握设备的磨损情况，必须对设备展开经常性的检验，有效评估机械加工的磨损情况，并针对具体情况采取措施，以减少设备的损耗。

（三）采取科学先进的检测手段

1.超声波检测技术

需要注意的是，虽然该检测技术可以实现对零件性能指标的精确检测，但是对仪器性能有着较为严苛的要求。一般来说，探测仪器的频率应控制在2-2.5赫兹的范围内。并且，晶片的直径必须高于28mm[3]。只有达到这些要求，超声波检测技术才能充分发挥其价值，从而确保检测的可靠性。

2.无损检测技术

在机械设备零件检测中，无损检测技术发挥着至关重要的作用。对该技术加以灵活应用，有助于及时发现设备零件存在的缺陷，并采取有效的针对性举措，从而防止设备在检测中出现进一步的损坏。与此同时，在机械设备维修过程中，合理应用此项技术，可以大大提高维修的规范性、有效性。

（四）有效控制外界因素

技术人员必须定期检查机械设备，以免设备故障而影响加工效果。在检查过程中，需要密切关注夹持零件是否有松动的现象，以防止机械故障的发生。与此同时，为确保机械加工的精准度，还需要对机械设备表面进行经常性的打磨，以提高设备运行的流畅性。此外，技术人员需要不断提高自身加工水平，进一步优化操作工艺，认真学习如何消除外界因素干扰，从而切实提高零件加工质量。

（五）严格控制加工温度

数控机床在高速运转过程中，会出现能量转换，从而产生许多的热量，进而导致机械零件出现内部膨胀和形变。这种形变不但会使零件精度大大降低，并且可能影响机械设备的正常运行，甚至缩短其使用寿命。对此，工作人员应有效采取多种控温措施。如采取正火或退火工序。又比如采用冷水冷却法，对机械加工温度进行合理控制。或者是借助冷却机给设备降温，此方法不仅降温效率极高，而且能够在一定程度上节约水资源。

结论：总的来说，随着科技的不断进步，机械行业正朝着智能化应用的方向大步迈进。为了确保机械零件的精准度，有关人员必须在事前对可能影响零件精度的各种因素，有针对性地采取防范措施，并进行周全的保护工作。此外，工作人员也要不断提高自身专业素质，积极采取先进的检测手段，从而有效地减少工作失误，实现金属零件的高质量加工生产。

参考文献：

[1]蔺代永.机械加工技术对金属零件加工精度的影响[J].科学咨询,2019(29):26-26.

[2]赵训峰.机械加工技术对金属零件加工的影响[J].中国金属通报,2023(7):91-93.

[3]韩齐峰,陈聪聪,王玲奇.机械加工技术对金属零件加工的影响[J].中国金属通报,2022(2):61-63.