機(jī)械加工制造工藝研究與分析

唐慶棟 田龍

摘要：工藝設(shè)計(jì)是否合理，編制的數(shù)控程序是否科學(xué)會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)械加工制造過(guò)程中是否會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)是對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工的前期準(zhǔn)備工作，這項(xiàng)工作必須在程序編制以前完成。擬定出最佳、最合理的工藝設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：機(jī)械數(shù)控加工;加工工藝;數(shù)控機(jī)床

1.加工工藝區(qū)別比較

與普通機(jī)床加工工藝不同，機(jī)械數(shù)控機(jī)床加工工序少，所需專用工裝數(shù)量少，?避免了普通機(jī)床加工工藝方法的不足。

機(jī)械數(shù)控加工的工序內(nèi)容要復(fù)雜于普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容;機(jī)械數(shù)控加工程序的編制工藝規(guī)程項(xiàng)目多于普通機(jī)床編制、更復(fù)雜;普通機(jī)床要經(jīng)過(guò)多次裝夾才能實(shí)現(xiàn)各種加工，而機(jī)械數(shù)控加工的工件只需一次裝夾下就能完成鏜、銑、鉸、攻絲等多種加工。基于以上三大因素，機(jī)械數(shù)控加工工藝具有復(fù)合性特點(diǎn)，這就要求在設(shè)計(jì)數(shù)控工藝方案、編制數(shù)控程序時(shí)內(nèi)容一定要詳細(xì)具體，工藝設(shè)計(jì)一定要嚴(yán)密、合理。

2.機(jī)械數(shù)控加工工藝研究與分析

機(jī)械數(shù)控加工工藝性分析如下：

（1）確定工序內(nèi)容前，要選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件。

（2）制定數(shù)控加工工藝路線前，要分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，之后才能確定零件的加工方案。

（3）通過(guò)工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等方面分析設(shè)計(jì)來(lái)確定數(shù)控加工工序。

（4）通過(guò)對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、?加工路線的確定、刀具的補(bǔ)償?shù)炔襟E，來(lái)調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。

（5）處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。

3.工藝路線研究

設(shè)計(jì)零件數(shù)控加工的工藝路線規(guī)則主要根據(jù)加工方法、工藝的設(shè)計(jì)、工藝路線設(shè)計(jì)這三方面內(nèi)容。

3.1?加工方法的選擇

加工方法一般要依據(jù)國(guó)家規(guī)定的加工表來(lái)確定，再根據(jù)實(shí)際情況或工藝試驗(yàn)進(jìn)行修正。同樣精度要求的加工方法很多，可以從以下因素作為選擇依據(jù)。

（1）經(jīng)濟(jì)角度;

（2）材料的性質(zhì)，淬火鋼的精加工要用磨削，有色金屬圓柱表面的精加工為避免磨削時(shí)堵塞砂輪，要用高速精細(xì)車或精細(xì)鏜;

（3）結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小，假設(shè)加工精度要求為?IT7?的孔，采用鏜削、鉸削、拉削、磨削均可達(dá)到要求。但在箱體上一般不選擇拉孔或磨孔，而是選擇鏜孔或鉸孔;

（4）生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性，如果批量生產(chǎn)，采用高效率的先進(jìn)工藝，如果是單件小批生產(chǎn)，?宜采用刨削、銑削平面和鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工方法，避免采用專用設(shè)備而造成經(jīng)濟(jì)損失;

（5）根據(jù)生產(chǎn)條件，要充分利用現(xiàn)有設(shè)備，合理安排設(shè)備負(fù)荷。

3.2?設(shè)計(jì)原則

進(jìn)行機(jī)械數(shù)控加工零件的工藝設(shè)計(jì)時(shí)，遵循一下原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。?

（1）要想短時(shí)間內(nèi)為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，就要將選為精基準(zhǔn)的表面安排在起始工序先進(jìn)行加工;

（2）按加工部位相對(duì)于對(duì)刀點(diǎn)的距離大小為參照，為縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)間，提高效率，先加工離對(duì)刀點(diǎn)近的部位，?后加工離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位。對(duì)箱體、支架類零件，平面輪廓尺寸，要先加工平面，再加工孔和其他尺寸;

（3）由于次要表面一般加工量都較少，加工比較方便，因此把次要表面穿插在各加工階段進(jìn)行加工，這樣不僅使加工階段順利進(jìn)行，而且增加加工階段間的時(shí)間間隔，使工件的殘余應(yīng)力有足夠的時(shí)間進(jìn)行重新分布，以便在后續(xù)工序中修正;

（4）加工工序盡可能集中，工件宜采用一次定位;

（5）先粗加工，再精加工;

（6）先內(nèi)后外、內(nèi)外交叉;

（7）減少刀具的調(diào)用次數(shù);

（8）采用較大的切削深度、較少的切削次數(shù);

（9）在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線。既節(jié)省加工時(shí)間，又減少不必要的刀具磨損及其它消耗。

上述幾個(gè)原則應(yīng)采取靈活可變的方案，根據(jù)編程者對(duì)實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)而不斷積累。

3.3?路線設(shè)計(jì)方法?

（1）選擇走刀路線

加工路線是指在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡。加工路線的編程原則主要有以下幾點(diǎn)：

a.加工路線要保證被加工零件的精度和表面粗糙度，并且效率較高;

b.數(shù)值計(jì)算應(yīng)力求簡(jiǎn)單，從而減少編程工作量;

c.要使加工路線最短。這樣不僅減少程序段，也減少空刀時(shí)間;

d.合理設(shè)計(jì)刀具的切入與切出點(diǎn);

（2）安排加工工序

切削加工工序、熱處理工序以及輔助工序（包括表面處理、清洗和檢驗(yàn)等）統(tǒng)稱為零件的加工工序。零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本直接受這些工序的順序影響，因此在設(shè)計(jì)工藝時(shí)要合理安排;

（3）設(shè)計(jì)定位和夾緊方案;?

（4）確定刀具與工件的相對(duì)位置;?

（5）確定切削用量。

背吃刀量、主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的確定構(gòu)成切削用量的確定，加工方法不同，需要選擇切削用量也隨之不同。

4.結(jié)論

機(jī)械數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較繁瑣的工作，對(duì)工藝設(shè)計(jì)人員而言，不僅要掌握數(shù)控加工設(shè)備工作原理和編程技術(shù)，還必須具有豐富的數(shù)控工藝工裝知識(shí)和具有較豐富的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。在實(shí)際工作中，只要運(yùn)用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，就一定能夠設(shè)計(jì)出最合理的數(shù)控加工工藝。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱鵬超.數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]董玉紅.數(shù)控技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2004.