机械加工工艺浅析

祁捷

摘要：数控加工技术对我国经济建设的发展具有重要的意义。当前我国企业的生产正逐步从原来的粗放型转向内涵型，产品生产也从原来的“粗制”转变为“精制”。为了保证产品质量，降低成本，提高生产效率，企业在未来的生产中自动化程度将大大的提高，一线的生产将向机电一体化，程控化，数字化方向发展，迫使我们在机械加工方面不仅要会操作普通机床而且要会操作数控机床，此外，还要求我们具有分析、判断、处理生产过程中的突发事件的能力；具有开拓创新能力，团队协作能力和交际能力。通过本课题的完成，我们能够加强自己对数控知识的掌握。

关键词：数控机床 轴类零件 数控编程

第一节，根据加工图纸分析机加工难点的解决方案。

分析圖纸中零件的平面度的技术要求，根据零件中内轮廓部分的加工，根据零件加工质量要求，加工设备采用数控机床：①对图纸上高精度尺寸，在编制程序时采用取公差的中间值。②需要加工的轮廓曲线，可以采用CAXA自动编程绘制图纸，生成自动加工程序加工，以保证轮廓曲线的精确度。③零件图纸中有形位公差尺寸的应尽量采用一次装夹加工，以保证形位公差要求。④根据图纸中的各表面粗糙度要求，加工时分：先粗加工然后精加工，（粗加工和精加工的分布可以保证粗糙度值）精加工时考虑加工时较小的进给量，主轴转速提高。⑤加工螺纹过程中，为了保证其精度要求，在精加工时采用通过修改程序改变其走刀路径，并采用螺纹千分尺精确测量其尺寸保证精度要求。

采用上面五步可以对零件的尺寸、形状、表面粗糙度要求得到保证。

第二节，零件毛坯。对毛坯进行分析，轴类零件的毛坯有棒料、锻件和铸件三种。锻件：适用于零件强度较高，形状较简单的零件。尺寸大的零件因受设备限制，故一般用自由锻；中、小型零件可选模锻；形状复杂的刚质零件不宜用自由锻。铸件：适用于形状复杂的毛坯。钢质零件的锻造毛坯，其力学性能高于钢质棒料和铸钢件。根据轴零件的结构形状和外轮廓尺寸，所以采用锻件。零件的毛坯宜采用锻件，由棒料锯割，模锻毛坯如Φ40X425mm，使钢材经过锻压，获得均匀的纤维组织，提高其力学性能，同时也提高零件与毛坯的比重，减少材料消耗。

第三节，零件设备的选择。利用数控机床能加工轴类、盘类等回转体零件，并利用数控加工程序对零件的内外圆柱、圆锥表面、球面及圆弧面进行切削加工，合理使用刀具及钻头并进行切槽、钻、扩等加工。针对零件工艺分析，选择合适的数控机床，并确定合适的半闭环伺服系统。根据所选数控机床的结构分析，确定机床设置为三爪自定心卡盘、考虑到加工较长的轴类零件所以选择普通的机床尾座。根据主轴的配置的要求选择卧式数控车床。数控机床具有加工精度高，能高精度的对圆弧及各外圆尺寸加工，机床加工时制造的稳定性和对刀精度高，能灵活并精确地进行人工补偿和自动补偿，能加工尺寸精度高的零件。利用数控机床能加工零件的轮廓形状复杂和尺寸精度较高的回转体，而且能对加工锥面和内外圆柱面螺纹，并能够保持加工精度要求，提高生产率。

第四节，选择合适的定位基准及装夹方案。①确定零件的装夹方案，加工零件时使用数控机床和普通机床的装夹工艺基本相同。零件的装夹方法可以直接影响到加工精度和效率，并可以更好地使用数控机床并发挥其的效率。②零件的定位基准选择：尽可能的将零件的定位基准与设计基准重合，要防止零件加工的过定位，定位箱体零件时最好选择“一面两销”作为定位基准，使用数控机床时定位基准要仔细找正，例：轴类零件一般选择零件的右端面中心为工件坐标的原点。加工时退刀点基本选择离开零件并能保证其换刀安全的位置。由于轴类零件表面全部都需加工，应选用外圆及一端面为粗基准，然后通过“互为基准的原则”进行加工。遵循“基准重合”的原则。

第五节，确定加工时的走刀路径。①先粗后精在加工精度较高的零件时，先进行零件的粗加工，其次安排零件的半精加工，最后对零件精加工及光整加工。②先主后次走刀路径选择时一般选择零件的装配基面及主要表面的加工，再安排孔、键槽和螺纹孔等次要面进行加工。由于次要表面加工余量较小，并与主要表面有位置尺寸及精度要求，所以一般选择在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。③先面后孔对于箱体类、支架类、连杆类、等零件，选择先加工用作定位的平面和加工的端面，然后再加工孔。这样可使在加工时有效利用加工好的孔作为零件的定位基准，有效保证平面和孔的位置精度要求，装夹时方便，同时也给孔加工带来方便。④基面先行精基准的表面，选择先加工。精基准面加工时，首要的工序一般是进行定位基准面的粗加工和半精加工，然后再以精基面作为定位基准加工其它表面。

第六节，选择合适的刀具。选择合适的刀具是数控加工工艺设计中的重要的部分。合理选择加工刀具直接影响零件的加工效率、而且还影响加工精度。选择刀具时要考虑到机床的刚性、工序步骤、零件的材料等。与普通机床的加工相比，数控机床加工时主轴的转速，加工平稳性要求高，所以数控加工对刀具的要求较高。不仅要求所选刀具的精度高、钢性好、也要考虑到刀具的耐用度高、而且要求加工零件的尺寸稳定、刀具的安装及更换方便。这就要求采用优质材料的数控加工刀具，并遵循刀具加工时的切削参数。

第七节，切削用量的选择。采用程序加工时，程序中的切削用量必须考虑到工序中的分布，切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。选用不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量选择时要保证零件加工精度和表面精度要求，合理遵循刀具的切削参数，保证其刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。

第八节，采用合适的切削液。切削液主要用来在机加工时降低切削时产生的切削热，增加切削时的润滑。选择合适的切削液对提高刀具耐用度及零件的粗糙度、加工精度起到较好的作用。

随着自动化机械加工在实际生产中的广泛应用，采用软件进行零件的自动编程，能很好的降低编程人员的劳动强度，又能很好的简化机械加工中的工艺路径，因此机加工人员对选择刀具的技能上提出了较高要求，因此需要保证零件的加工质量及加工效率，充分发挥数控机床的优点，合理遵循机械加工工艺规程，从而提高企业的经济效益和生产水平。

参考文献：

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