机械数控零件加工工艺分析

徐明显

摘要：社会技术水平的持续提升，带动了机械工程设计软件的革新升级，提升了机械制造的工艺水平，为机械制造设备的换代更新准备了外部环境与条件。在数控零件加工的过程中，应当思考与分析如何改进工件工艺，以不断提高数控零件加工精度为目标，以数控加工中心为依托并充分应用其加工功能，为增强数控零件质量做出努力。下文中，笔者将结合个人工作实践与实践经验，分析数控加工零件精度提升的注意事项与要点策略，以增强数控零件的应用效果，保证数控零件的精密度，发挥数控机床的加工功能，提升数控加工零件的产品质量。

关键词：策略；注意事项；零件精密度；数控加工中心

引言

一个完整的机械零件加工工艺是由几个不同的部分组成的，机械工艺发展对于中国经济建设和基础科研都具有非常重要的意义。目前，随着我国经济结构的转型，人口密集型的机械工厂发展已经不能满足我国的要求，中国制造企业的生产已逐步从原来的粗犷型转向高精尖发展，现在的机械工艺更讲究自动化、智能化，并且进一步保证机械产品的质量，降低机械产品生产和研究的成本，提高机械产品的生产效率，机械零部件的工艺需要进行重点的研究。本文就是基于这样的背景，利用某阶梯轴对机械零件数控工艺进行研究。

1机械数控加工技术水平的制约因素

1.1人为因素

机械数控加工技术的研发、设计、设备制造、安装使用、管理维护都离不开人为因素。机械数控设备设计研发与制造是根据被加工的机械零件需求而定的，设计人员对机械零件加工工艺、加工精度等设计要点不熟知，可能影响后期设备的使用；在设备使用时，由于企业对机械数控设备的管控不严，可能造成设备冗余或更新换代迟缓，不能物以致用；设备操作人员操作技能不熟练、设备功能掌握不彻底，可能导致生产效率低、机械零件生产质量不高；设备维修人员做不到日常维护保养，故障时不能及时排除与修理，会影响设备使用导致生产时序间断，降低机械数控设备的使用寿命。

1.2错误设置刀具参数

如果刀具参数设置不合理，将造成数控零件加工过程中轴线的偏差——随着主偏角的持续缩减，零件精度也持续降低，将导致数控加工产品质量的降低，不能够满足数控加工的目标与生产要求。

1.3机械数控设备的软件程序因素

机械数控设备软件程序编写的优劣与程序的严谨紧凑直接关乎到运用机械数控加工技术生产的机械零件的好坏。如果软件编程人员对机械零件加工工序、所需操作指令、加工精度等不熟知，就无法保证软件指令与设备操作相对应；再者编写能力，无用的程序代码或错误的软件编写都导致设备使用周期长、或走空刀现象或无法使用；最后随着机械零件加工的新加工工艺、新要求，能否及时对机械数控设备的软件程序更新换代，保证软件程序与设备机械功能相配套。

2机械数控零件加工工艺

2.1机械数控零件材料分析

（1）零件的材料分析。材料在不同的加工要求和加工条件下产生的效果不同，因此，对既定的目的进行合理的材料分析具有重要作用。综上所述，本文研究的零件可以选择45钢作为轴部的材料。（2）零件的毛坯的分析。零件的毛坯是材料的直接体现，阶梯轴的零件毛坯要求比较高，而毛坯的选择也需要根据不同零件的要求来进行选择，一般来说，铸造毛坯比较适合的是形状比较复杂的毛坯，锻造出来的毛坯则比较适合类似于阶梯轴一类相对容易一些的机械零件，还有型材，其实本文研究的阶梯轴也可以利用型材，最后是焊接的毛坯，焊接的毛坯对于板材来说具有很重要的支撑作用。在进行零件毛坯的选择过程中，需要根据机械零件的要求进行具体的分析和选择，根据机械结构的大小和要求进行选择，本文研究的阶梯轴选择的是锻造毛坯，毛坯的尺寸为Φ30×180mm。在对毛坯进行选择的过程中，应该尽量去选择和目标机械零件尺寸差别很小的零件，这样不仅可以节省人力、时间和经济成本，还能更精度更高的完成相应的机械制造工件。

2.2刀具与切削用量的选择

选定了毛坯之后，需要根据具体的零件需求进行数控刀具的选择，不同的刀具能够得到的数控机械制造效果是不同的，好的刀具可以一定程度上影响数控机床的加工可靠性，好的刀具还可以提高数控机床的加工效率。一般来说，可以根据具体的数控编程结果来确定刀具，编程可以在数控软件上仿真进行，在进行刀具选择的过程中，需要遵循一定的原则，首先要刚度好，并且刀的精度高，在进行编程过程中，安装和调整也需要非常方便。在选定了一定的刀具的同时，需要根据特征工件的情况来确定不同刀具的安装位置，安装位置和走刀顺序有着密切的关系，一般来说，刀具的安装需要遵循一定的原则，主要可以总结为以下内容：（1）刀具数量越少越好；（2）加工过程中，单次的装夹需要拥有完成一个完整的工序；（3）即使是同一个刀具，在进行不同工序的使用过程中也需要进行切换；（4）先铣后钻；（5）严格遵循设计的加工顺序，即遵循精度加工在最后的顺序；（6）尽量不添加人为的影响，让数控机床自己完成部分功能。在数控机床编程的的过程中，需要根据具体的刀具和工件要求来设定数控机床给进速度，这个很多时候需要根据经验来进行判断，或者查询一定的参考资料，如果不能确定，可以先进行给进速度的尝试，并编写进入工作守则，在后续的工作中进行统筹的选择。

2.3软件程序更新，做好机械数控加工设备的更新换代

目前，我国机械数控加工设备趋向于大功率化、多功能化、高速化与柔性化方向发展，其中软件程序作为设备运行的指令与操作，对设备应用与发展起着举重若轻的作用。软件程序编写或后期软件程序的优化，都应根据机械零件加工的实际需求而决定，也应收集设备使用者对设备日常使用与管理的意见，编程人员需消化吸收，减少设备软件程序执行所造成的工时浪费，与错误软件程序所带来的加工精度低，加工质量差的不利影响，进一步提升机械数控加工设备的工作效率和工作质量。

2.4增强人员专业能力，做好设备全周期管控

机械数控加工设备全周期是指设备的研发设计、制造生产、使用管理、维修保养、报废等环节，涉及到设计人员、使用操作人员、维修人员、设备管理人员，都应自我加强专业能力学习，组织专业技能培训，对机械数控设备做到熟知掌握其使用、维修、管理等相关知识，了解机械数控设备设计原理，能够根据实际生产需求，来对机床进行相关操作，同时将日常安全巡检、设备管理、维修保养工作落实到位，及时消除存在的各类隐患。

2.5确定走刀顺序和路线

相应的顺序和路线要求为以下几点：（1）粗加工，在数控机床的中间位置放置用料半成品，并根据大概的轮廓进行第一波的粗略加工。（2）零件表面的二次加工，第二次加工不仅仅针对于零件的表面，包括零件的次一级表面同样需要二次加工，二次加工对于所有的工件来说都很重要。（3）特殊位置的加工，包括各种孔、槽、齿等特殊的精密位置，在得到基础零件的基础上，得到相对应的特征位置。（4）精加工及成型，利用精加工可以得到最后的零件，精加工。

结语

综上所述，为了确保数控机床加工零件的精度，作为企业的机床操作技术人员应当注重从实践中发现和总结问题，掌握并防范可能会影响加工零件精度的各项因素，缩小或者消除伺服系统的操作误差，促进机械制造行业蓬勃发展。

参考文献

[1]聂志光.机械加工工艺对零件加工精度的影响分析[J].设备管理与维修，2017（17）.

[2]朱培坤，耿平.关于提高机械数控加工技术水平策略的探討[J].科技与企业，2015（07）：238.

（作者单位：中航工业西安飞机工业（集团）有限责任公司）