农业机械中基轴制孔系零件数控加工与应用研究

练正胜

（江苏联合职业技术学院南京工程分院，江苏 南京 211135）

为了进一步完善农业机械设备的功能，要重视轴与孔之间的配合程度。在开展机械设备加工时，要发挥出基轴制的作用，使轴与孔之间的配合更加默契。涉及比较复杂的孔系零件加工时，要采取有效的措施，提高加工精度，降低成本。

1 农业机械安装中基准选择需遵循的原则

1.1 重视孔轴之间的配合

为了进一步提高机械设备的安装质量，要高度重视孔轴之间的配合。做到具体问题具体分析，根据设备的使用要求，选择恰当的配合形式[1]。第一，过盈配合。使用该配合形式时，需严格保障配合件得到有效紧固，使其彼此紧密连接。第二，间隙配合。为了保证两个装配件之间彼此相互运动，可采取这种配合形式，有效地处理配件。第三，过渡配合。在开展部件连接时，需明确各个部件的位置，提高部件的定位精度，因此，需采用该种配合方式。

由于农业机械安装工作比较复杂，涉及诸多环节，在安装的过程中，需严格按照相应的标准进行操作[2]。为了进一步提高安装的精度，要合理控制安装所涉及的各项技术参数。第一，公差等级。控制公差等级目的是进一步提高安装的精度，保证孔或轴的精度、性能符合要求，并确保两个相邻的部件实现顺利连接。第二，基本偏差。为了及时发现孔与轴的尺寸问题，就要有效地控制基本偏差。配合孔轴时，若二者之间的偏差比较大，就会影响二者之间的配合度。通常，技术人员要结合孔与轴的具体状态，对其展开针对性控制。若孔的尺寸比较大，但轴的尺寸比较小，需发挥出间隙配合的优势。若在安装时遇到轴尺寸大但孔尺寸小的情况，则需发挥出过盈配合的作用。若批量加工零件，涉及轴孔配合时，需考虑到二者配合的随机性，采用过渡配合的方式控制配合过程，然后再分别按照上述的内容，根据轴和孔的具体尺寸情况，选择相应的配合方式[3]。

1.2 孔轴配合与农业机械安装相结合

农业机械种类比较多，不同机械设备的结构存在较大的差异，而且设备结构具有极高的精密度，因此，在安装时，可通过随机的方式配合孔和轴[4]。然而，这种配合方式会导致用户无法做出合理选择，还会进一步增加产品的加工难度。因此，为了提高操作的便捷性，优化加工过程，通常需控制二者其中的某一内容，使其保持不变，再将这一尺寸作为实现合理配合的依据。这种操作方式具有其自身的优势。第一，降低操作难度，提高配合的默契度，保证用户能够做出合理选择。第二，通过保持某一部分固定，以减少在安装中所面临的不确定性[5]。

若将孔的偏差保持不变，则需相应地调整轴，这就是基孔制。若将轴的偏差保持不变，则需严格按照基轴制的要求，确定孔的最终尺寸[6]。在确定安装基准参数时，要确保安装的便捷性。从加工困难程度分析，以轴对比为例，其所面临的加工难度和精度均有极高的要求，这样就会进一步增加控制的难度系数。从成本角度分析，选择轴加工时，可进一步降低加工成本，若涉及诸多孔系尺寸，则要结合实际情况，选择多种多样的刀具，保证加工顺利进行。因此，加工人员通常会采用基轴制实现对孔轴的配合与机械设备的加工。要结合农业机械的使用条件和用途，严格保障机械的加工精度符合要求，减少外界因素对设备运行所带来的不利影响。为了确保产品符合加工标准，就要选择科学的配合方式，提高加工精度，而基轴制就是一种重要的配合方式。

2 农业机械设备中基轴制孔系零件数控加工

2.1 孔系数控加工应用的必要性

农业机械生产与加工是一项庞大而复杂的工作，涉及诸多技术要点，要选择合理的加工工艺，并有效地控制各个加工环节，才能真正提高加工精度，保障设备的质量符合要求。在开展零件加工时，要考虑到两孔之间的定位是否具有较高的精度，并合理控制孔的直径[7]。然而，在深度方面，由于一部分孔有沉头，若采用普通的钻床加工，就可能会产生质量问题。第一，采用普通加工法时，两个孔之间的定位精度无法得到进一步保障。第二，如果孔系具有不同的深度，加工孔的深度时，极容易出现操作失误。第三，如果孔的直径不同，就要频繁更换刀具，这样就会延长加工时间，降低工作效率。第四，无法保证孔深度加工的精准度。第五，技术人员需加强对加工过程的监督与控制，一旦监督不力，就无法保证加工质量。由此可见，若使用普通机床加工孔系，不仅无法保证加工质量，还会耗费大量的人力和物力。若孔系比较复杂，若继续依靠人力控制，就会进一步增加加工成本。因此，要充分发挥出数控加工技术的优势。

与普通机床相比，数控加工技术有其自身的优势，而且近年来，该项技术在制造行业中得到日益广泛的应用。第一，采用数控机床代替普通机床加工孔系，不仅能够提高加工的精准度，还能保证加工迈向自动化方向，减少人力成本。第二，数控加工技术的柔性极高，只需明确产品的特点和变化，及时调整刀具和相应工序，即可保证加工工作顺利开展。第三，在数控加工过程中，只需利用专业的设备进行操作即可，这样既能减少技术人员的投入，还能发挥出多个设备的作用，有效降低工作强度，提高工作效率。第四，数控加工技术适合应用于具有极高切削速度的加工过程之中，拥有良好的刚性。数控机床可实现对刀具的自动化切换，有效减少加工所带来的质量问题，提高加工效率。第五，可充分发挥出互联网和数字技术的作用，这些技术可确保数控机床具有极高的工作效率。目前，数控机床的种类比较多，可根据具体的加工需求，选择相应的机床[8]。

2.2 孔系零件数控加工

为确保孔系零件的精准度稳步提升，可发挥出铣削加工的作用。第一，与普通技术相比，数控加工技术不仅可以实现精准定位，还能提高加工效率。第二，实现自动化刀具更换。如果孔系中包含许多不同的直径和规格的孔径，能自动更换刀具，提高加工的精准度。第三，合理展开编程，保证各个孔的深度获得智能化控制。第四，可循环加工孔，而且加工功能比较多元化。此外，可结合不同类型的孔的特征展开加工。第五，钻孔操作时，可有效地控制各项技术参数，并进一步延长刀具的使用寿命。第六，可利用铣削加工技术处理箱体和沟槽等部位[9]。

3 农业机械应用加工中心的可行性

3.1 加工中心的功能

数控技术可用于加工拥有复杂轮廓的零件，一旦产品发生变化，只需调整加工程序和刀具，即可实现顺利加工。可利用数控系统对刀路和切削等要素进行严格的控制，这样不仅能够提高产品质量，还能减少人为因素所带来的干扰。在各类数控机床中，数控加工中心是一种应用范围十分广泛的数控机床。加工中心主要分为数控车削加工中心和数控铣削加工中心。前者主要加工回转类零部件，后者主要用于加工孔系和箱体类的零件。从结构来看，只需在数控铣床设置一个功能多元化的刀库，就能实现自动化换刀。因此，制造企业加工孔系零件时，若需要多种刀具的配合，就可采用数控铣削加工中心。

此外，可将数控加工中心与CAD或CAM软件相结合。利用这一类软件设计零件后，设计结果可生成相应的加工程序。然后，加工中心负责接收程序，进行加工。由此可见，数控加工中心具有专业的加工技术与较高的加工水平，其在机械加工行业中具有广泛的发展前景。将加工中心与柔性制造和智能制造相结合，能达到事半功倍的效果。近年来，加工中心在农业机械制造行业中正逐渐受到重视，但其在许多企业中的应用范围依然有待进一步扩大[10]。

3.2 企业应加强对加工中心的了解

许多制造企业对加工中心的作用了解有限，不能充分意识到其对农业机械生产与制造所带来的影响。第一，部分企业认为农业机械对加工与生产技术的要求比较低，而数控技术则用于生产比较高端的机械产品，因此，无须将这一技术用于开展农业机械设备加工。大部分企业领导者认为加工中心并不能在生产机械的过程中发挥出有效的作用，而且会产生一定的浪费。之所以存在这样的认知误区，主要是由于领导和其他工作人员对加工中心缺乏深入了解，也不能充分意识到这一工艺所具备的优势。第二，部分企业的领导者认为加工中心的设备成本较高，而且不容易对其展开维护[11]。

3.3 加工中心的优势

随着我国数控技术不断提升，加工中心的价格正逐渐下降，企业所面临的成本负担越来越低。加工农业机械设备的零件时，企业可选择12把刀库数控设备。这一类设备成本比较低，可基本满足加工与制造的需求。目前，国产加工中心正得到进一步研究与开发，与之相关的设备质量也在稳步提升，设备的运行更加安全可靠。孔系零件加工时，常用的两种加工技术是孔加工和轮廓铣削。从目前的投入情况来看，其成本比较低，加之数控加工技术水平正不断提升，与之相关的维护与保养工作也不会耗费过多资金。此外，若企业能够合理应用数控加工设备，就能减少对其他设备的使用，减少企业的投入。综上，企业可结合自身实际情况选择加工中心进行机械设备零部件的制造与加工，可减少人力、物力等方面的浪费，降低用工成本。

4 提高数控机床孔系零件加工精度的对策

4.1 影响加工精度的原因

为了进一步提高零件的加工精度，在开展基轴制孔隙零件加工时，企业要认真分析影响加工精度的原因。误差的主要类型包括准静态和动态两种。第一，准静态误差。受到数控机床自身零部件的影响，机床在实际加工过程中可能会存在不可避免的误差，而且这一影响可能存在多个环节之中，如装配、伺服控制、热变形等。第二，动态误差。受到机床自身结构与系统特点的影响，或者在切削过程中由于耦合所引起的振动，均会导致误差产生。从孔系零件数控加工角度来看，诱发准静态误差的主要原因是机械误差。比如，采用数控机床制造零部件时，可能会存在一定程度的误差[12]。

4.2 提高加工精度的建议

为了进一步降低在数控加工中所面临的误差，要开展合理的精度设计。技术人员要明确精度设计的要点：一是要合理预估精度，二是要考虑到精度的综合问题。预估精度目的是结合精度的具体等级，确定被加工零部件的制造公差，然后构建相应的模型，从而合理预估刀具在工作空间中的未知方差，然后进一步优化加工工艺参数，实现对零部件精度的控制。对机床进行设计时，要将精度综合问题放在重要地位。当技术人员合理控制精度后，就能进一步提高孔系零件的数据加工质量和加工精度，保证各项技术参数得到更加有效的控制，并将误差控制在最低范围内。

5 结束语

综上所述，农业机械的零部件众多，在开展各类零部件加工时，常见的类型是孔系零件。若要严格保障农业机械的生产质量符合要求，就要采取有效措施，提高孔系零件的加工质量。要引进先进的数控加工技术，确保零件的加工精度得到精准的控制。除了要明确数控加工机床的各项技术参数之外，还要发挥出切削技术的优势，不断降低零件加工的误差。总之，采用数控加工技术不仅能够减少对人力的投入，还能有效替代其他设备，保障加工效率与质量，有效提高企业的综合效益。