機械加工工藝淺析

祁捷

摘要：數控加工技術對我國經濟建設的發展具有重要的意義。當前我國企業的生產正逐步從原來的粗放型轉向內涵型，產品生產也從原來的“粗制”轉變為“精制”。為了保證產品質量，降低成本，提高生產效率，企業在未來的生產中自動化程度將大大的提高，一線的生產將向機電一體化，程控化，數字化方向發展，迫使我們在機械加工方面不僅要會操作普通機床而且要會操作數控機床，此外，還要求我們具有分析、判斷、處理生產過程中的突發事件的能力；具有開拓創新能力，團隊協作能力和交際能力。通過本課題的完成，我們能夠加強自己對數控知識的掌握。

關鍵詞：數控機床 軸類零件 數控編程

第一節，根據加工圖紙分析機加工難點的解決方案。

分析圖紙中零件的平面度的技術要求，根據零件中內輪廓部分的加工，根據零件加工質量要求，加工設備采用數控機床：①對圖紙上高精度尺寸，在編制程序時采用取公差的中間值。②需要加工的輪廓曲線，可以采用CAXA自動編程繪制圖紙，生成自動加工程序加工，以保證輪廓曲線的精確度。③零件圖紙中有形位公差尺寸的應盡量采用一次裝夾加工，以保證形位公差要求。④根據圖紙中的各表面粗糙度要求，加工時分：先粗加工然后精加工，（粗加工和精加工的分布可以保證粗糙度值）精加工時考慮加工時較小的進給量，主軸轉速提高。⑤加工螺紋過程中，為了保證其精度要求，在精加工時采用通過修改程序改變其走刀路徑，并采用螺紋千分尺精確測量其尺寸保證精度要求。

采用上面五步可以對零件的尺寸、形狀、表面粗糙度要求得到保證。

第二節，零件毛坯。對毛坯進行分析，軸類零件的毛坯有棒料、鍛件和鑄件三種。鍛件：適用于零件強度較高，形狀較簡單的零件。尺寸大的零件因受設備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選模鍛；形狀復雜的剛質零件不宜用自由鍛。鑄件：適用于形狀復雜的毛坯。鋼質零件的鍛造毛坯，其力學性能高于鋼質棒料和鑄鋼件。根據軸零件的結構形狀和外輪廓尺寸，所以采用鍛件。零件的毛坯宜采用鍛件，由棒料鋸割，模鍛毛坯如Φ40X425mm，使鋼材經過鍛壓，獲得均勻的纖維組織，提高其力學性能，同時也提高零件與毛坯的比重，減少材料消耗。

第三節，零件設備的選擇。利用數控機床能加工軸類、盤類等回轉體零件，并利用數控加工程序對零件的內外圓柱、圓錐表面、球面及圓弧面進行切削加工，合理使用刀具及鉆頭并進行切槽、鉆、擴等加工。針對零件工藝分析，選擇合適的數控機床，并確定合適的半閉環伺服系統。根據所選數控機床的結構分析，確定機床設置為三爪自定心卡盤、考慮到加工較長的軸類零件所以選擇普通的機床尾座。根據主軸的配置的要求選擇臥式數控車床。數控機床具有加工精度高，能高精度的對圓弧及各外圓尺寸加工，機床加工時制造的穩定性和對刀精度高，能靈活并精確地進行人工補償和自動補償，能加工尺寸精度高的零件。利用數控機床能加工零件的輪廓形狀復雜和尺寸精度較高的回轉體，而且能對加工錐面和內外圓柱面螺紋，并能夠保持加工精度要求，提高生產率。

第四節，選擇合適的定位基準及裝夾方案。①確定零件的裝夾方案，加工零件時使用數控機床和普通機床的裝夾工藝基本相同。零件的裝夾方法可以直接影響到加工精度和效率，并可以更好地使用數控機床并發揮其的效率。②零件的定位基準選擇：盡可能的將零件的定位基準與設計基準重合，要防止零件加工的過定位，定位箱體零件時最好選擇“一面兩銷”作為定位基準，使用數控機床時定位基準要仔細找正，例：軸類零件一般選擇零件的右端面中心為工件坐標的原點。加工時退刀點基本選擇離開零件并能保證其換刀安全的位置。由于軸類零件表面全部都需加工，應選用外圓及一端面為粗基準，然后通過“互為基準的原則”進行加工。遵循“基準重合”的原則。

第五節，確定加工時的走刀路徑。①先粗后精在加工精度較高的零件時，先進行零件的粗加工，其次安排零件的半精加工，最后對零件精加工及光整加工。②先主后次走刀路徑選擇時一般選擇零件的裝配基面及主要表面的加工，再安排孔、鍵槽和螺紋孔等次要面進行加工。由于次要表面加工余量較小，并與主要表面有位置尺寸及精度要求，所以一般選擇在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。③先面后孔對于箱體類、支架類、連桿類、等零件，選擇先加工用作定位的平面和加工的端面，然后再加工孔。這樣可使在加工時有效利用加工好的孔作為零件的定位基準，有效保證平面和孔的位置精度要求，裝夾時方便，同時也給孔加工帶來方便。④基面先行精基準的表面，選擇先加工。精基準面加工時，首要的工序一般是進行定位基準面的粗加工和半精加工，然后再以精基面作為定位基準加工其它表面。

第六節，選擇合適的刀具。選擇合適的刀具是數控加工工藝設計中的重要的部分。合理選擇加工刀具直接影響零件的加工效率、而且還影響加工精度。選擇刀具時要考慮到機床的剛性、工序步驟、零件的材料等。與普通機床的加工相比，數控機床加工時主軸的轉速，加工平穩性要求高，所以數控加工對刀具的要求較高。不僅要求所選刀具的精度高、鋼性好、也要考慮到刀具的耐用度高、而且要求加工零件的尺寸穩定、刀具的安裝及更換方便。這就要求采用優質材料的數控加工刀具，并遵循刀具加工時的切削參數。

第七節，切削用量的選擇。采用程序加工時，程序中的切削用量必須考慮到工序中的分布，切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。選用不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量選擇時要保證零件加工精度和表面精度要求，合理遵循刀具的切削參數，保證其刀具耐用度；并充分發揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。

第八節，采用合適的切削液。切削液主要用來在機加工時降低切削時產生的切削熱，增加切削時的潤滑。選擇合適的切削液對提高刀具耐用度及零件的粗糙度、加工精度起到較好的作用。

隨著自動化機械加工在實際生產中的廣泛應用，采用軟件進行零件的自動編程，能很好的降低編程人員的勞動強度，又能很好的簡化機械加工中的工藝路徑，因此機加工人員對選擇刀具的技能上提出了較高要求，因此需要保證零件的加工質量及加工效率，充分發揮數控機床的優點，合理遵循機械加工工藝規程，從而提高企業的經濟效益和生產水平。

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