机械加工工艺研究十篇

机械加工工艺研究 篇1

数控加工所用的数控机床及其以整体硬质合金、可转位刀具为代表的技术一起构成了金属切削发展史上的一次重要变革,数控技术给传统的机械加工带来了革命性的变化,引领机械加工向着高质量、高效率方向前进,产生了与传统零件加工工艺方法明显不同的数控加工新工艺。数控机床是高精度和高生产率的自动化机床,加工过程中的动作顺序、运动部件的坐标位置等功能,都是通过数字信息自动控制的,操作者在加工过程中无法人为干预补偿。数控技术的种种特点都一一映射在数控加工工艺中,数控技术对机械加工工艺改变最大的三个因素分别是数控机床、数控刀具、气液电柔性控制夹具。

1 数控机床对加工工艺的改变

数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统,分别采用交流、直流主轴电动机和伺服电动机直接驱动,这两类电动机调速范围大,并可无级变速,因此使主轴箱、进给变速箱及传动系统大为简化,传动链大大缩短,齿轮、轴承、轴的结构数量大为减少,甚至不用齿轮,由电机直接驱动主轴或进给滚珠丝杆。数控机床常有配有自动换刀装置、回转工作台(实现分度转位、圆周进给)、工件交换系统、对刀装置、排屑装置等,柔性制造系统还配有自动上下料系统等。

1.1 数控机床的结构及性能对工艺的改变

数控机床的结构及性能特点使一些传统加工方法中应慎用的加工方式变得可行,传统的悬臂镗和利用尾座导向支撑镗,已被现代数控机床中调头镗和各种固定循环方式所取代;传统的孔位加工中的充填法、空刀法、修整法已被多种形式的圆弧插补、背镗法和数控修整法所代替;最新出现的硬切削是一种新的加工工艺,在提高加工效率、降低加工成本、减少设备资金投入方面独树一帜,对传统的磨削工艺提出挑战,“以切代磨”将成为发展趋势之一。普通铣削一般采用逆铣,因普通铣床的丝杠传动之间的间隙较大而且不方便调整,导致加工时窜动,这种结构逆铣加工质量好;而数控机床采用高精度的滚珠丝杠,配置有调整间隙的装置,这种结构顺铣加工质量好。

1.2 程序指令对工艺的改变

数控加工是在数控系统中预先输入的程序指令来控制加工的,编程指令就能对机械加工工艺产生改变,数控加工中特有的循环加工指令,就直接改变了机械加工工艺。例如数控车削中的外圆粗加工固定循环G71、端面粗加工固定循环G72、复合固定循环G73,这三种粗加工循环直接把粗加工、半精加工合并;粗加工后跟上外圆精加工固定循环G70,把粗加工、精加工连贯;基于数控机床的自动换刀,搭配径向切槽固定循环G75、螺纹切削复合循环G76,把轴类零件、盘套类零件的半精加工、切槽、车螺纹、精加工、倒角、倒圆角合为一道工序,循环程序指令直接把工序集中。一次装夹连续完成车端面、车内外圆柱(锥、弧)面、切槽、车螺纹或者铣面、铣外形、铣槽、钻孔、镗孔等结构要素加工,这种在数控机床上连续完成的多种加工,符合工序的定义,就定义为一道工序,这就是典型的工序集中,但如果是在传统机械加工中,多种工艺方法是需要多道工序完成的。

传统工艺中所说的“工序”,在数控加工中,应按照“工步”来理解,数控加工零件,工序虽只有一道,但加工过程仍是一步一步进行,按相关定义,这一步一步的加工称为“工步”。传统加工中,工序较分散,每道工序中的工步内容少,而数控加工中一道工序中的工步内容很多,传统加工工艺编制时将“工序”的编制作为重点,而数控加工中,着眼点就必然在“工步”上。

2 数控刀具对加工工艺的改变

数控刀具也叫现代高效刀具,典型代表就是作为主流产品的机夹可转位硬质合金刀具和正在发展中的超硬刀具(金刚石、立方氮化硼刀具),数控刀具实际上是标准化的产物,要满足数控机床自动换刀的要求,数控刀具一般不刃磨,即使要进行刀具修磨涂层也是采用外包方式。现代高效刀具就是要实现高效率、高精度、高可靠性、专用性,刀具厂商从单纯的“卖刀”,转变为能够根据加工特点及工件提供整套的高效加工解决方案,这是刀具业的一次重大战略转变,也就是刀具行业的供给侧改革。客户不但能从刀具样本中选到合适的刀具,还能从刀具厂商中得到切削加工整体解决方案,刀具厂商对它提供了每一种刀片的都做过金属切削实验,对客户提供切削用量参考数值,一本刀具样本,还能当成切削手册使用。

2.1 刀具卡、刀具库管理

传统工艺规程重工艺流程、工序过程,刀具仅仅是写出来就行,比如“75。外圆车刀”,但数控刀具是标准化的产物,到刀具厂商或市场上购买的,必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄,且刀片与刀杆要相配或刀具与刀柄要相配,所有刀具全都预先装在刀库里,通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作,自动换刀装置能够迅速、准确地把刀具安装到机床主轴上或返回刀库。所以数控工艺规程除了工艺流程、工序过程,还必须配有刀具卡,提供刀号、刀补、刀片刀杆、刀具刀柄的型号规格等信息,说明刀具加工的部位,最好能附上刀具图,就更直观,这就引入一个新的工艺任务———选刀,从刀具厂商样本中选择符合工艺要求的刀具,做刀具卡、刀具库管理。

2.2 新刀具产生新工艺

数控刀具技术的发展,新型高效刀具不断涌现,使得金属切削工艺规程发生了很多改变,比如现代企业为了提高生产效率,减少或合并加工工序的趋势也很明显,例如取消半精加工,粗加工后直接进行精加工,粗镗后直接精镗,钻孔后精铰一次到位,面粗铣后一次精铣达到要求,在粗加工中尽可能多地切除加工余量,随后的一次精加工直接保证加工尺寸和形状、位置精度以及表面加工质量,这就对机床和刀具都提出了很高的要求,实际上就是工艺的改变,机床、刀具改变了工艺规程。再比如现代企业还在推广使用新刀具,比如玉米铣刀(粗加工,比立铣刀耐用)、螺纹铣刀(在加工中心上铣螺纹,高效高精度)、螺纹旋风铣(用车床来加工螺纹)、球刀(铣曲面)、枪钻(钻深孔)、刮齿刀(加工内齿轮),新刀具直接产生新工艺。

3 气液电自动控制夹具

传统机械加工工艺方法是在普通机床上依靠夹具,采用“一人、一机、一刀、一道工序”的方法对零件进行加工,对于结构复杂的零件一般需要多套工装夹具、经过几十道工序、多次定位装夹才能完成加工,导致加工零件的一致性差、加工效率低、工装数量多、生产准备工作量大、生产周期长等诸多弊端。数控机床通常采用高速切削或强力切削,加工过程自动化,对数控夹具提出了新的功能要求,首先是夹紧力要大,保证夹紧可靠,其次是柔性要好,适应自动控制。所以数控夹具通常采用气液电自动控制夹具,气液电自动控制夹具最重要的是保证定位精确、夹紧可靠,夹具的导向由数控机床及数控装置保证,夹具的对刀通过预对刀操作或用机外对刀仪检测并输入数控系统,夹具的分度转位由回转工作台自动控制。比如数控车床采用液压、气动卡盘、液压心轴或夹套,保证夹紧可靠。数控铣床、加工中心夹具不设置对刀装置,由工件坐标系原点与机床坐标系原点建立联系,通过预对刀操作或用机外对刀仪来保证工件与刀具的正确位置,位置精度由机床运动精度保证,所以数控铣床、加工中心通常采用通用夹具,例如机床用平口虎钳、回转工作台等,但采用液压或气动作为夹紧动力源。数控钻床夹具不用钻模钻套,利用数控机床坐标系统精确控制孔的位置和加工精度,可先用中心钻点窝定孔中心,起到加工导向作用,然后用钻削刀具加工孔深,如果是细长孔,可利用程序控制采用往复排屑钻削方式加工。所以数控机床加工具有加工工序少,专用工装数量少的特点,表1为原采用传统加工工艺方法和现采用数控加工工艺方法的工艺生产情况对比,加工对象是一精度要求高、结构复杂的壳体零件。

综上,基于数控机床、数控刀具、气液电自动控制夹具技术的进步,数控加工工艺的总趋势是工序集中,自动控制,是对传统机械加工工艺的优化排序。传统机械加工过程中,机床、刀具、工装夹具、检测、工件调头等因素,只要变化了其中一项,都会导致加工中断而分出多道工序。数控加工工艺中,真正导致加工不连续只有更换机床,当然工件调头二次装夹也会导致加工中断,但随着数控技术的发展,双主轴数控机床的普及,未来可以保证即使是工件调头二次装夹,加工同样连续,至于刀具、工装夹具、检测等都可以采用柔性自动控制技术保证加工连续。由于数控加工的切削用量朝着高切削速度、高进给率和小背吃刀量的方向发展,所以在编写具体工艺规程时,一般规定以一次定位装夹为一道工序,每用一把刀具定为一个工步,并要求把每个工步的加工内容、切削用量详细标出,工艺文件直接用于指导数控程序的编制。

摘要：数控技术给传统的机械加工带来了革命性的变化,引领机械加工向着高质量、高效率方向前进,产生了与传统零件加工工艺方法明显不同的数控加工新工艺,本文对影响机械加工工艺最重要的三个因素进行了分析对比。

关键词：数控加工工艺,机械加工工艺,比较研究

参考文献

[1]郑红.基于企业产品的数控加工工艺课程设计教改实践[J].才智,2015(12).

[2]吴长德.数控加工对传统加工工艺产生的变革[J].现代制造工程,2006(8):136-138.

机械加工工艺研究 篇2

1“本体”的概述以及模型构建

本文所述的“基于本体的机械加工工艺知识表示”中的本体, 在此处是指所建立的机械加工工艺知识的领域本体。它是整个体系结构中的基础性模块, 为其他模块提供着依据和参考。本体模型的构建是极其复杂的, 需耗费大量的人力、物力资源。针对领域本体而言, 其模型构建可分三个阶段, 即本体分析阶段、本体构建阶段以及本体评估阶段。

利用本体模型对机械加工工艺知识进行表示, 其中本体描述语言的选用极为重要。与传统的知识表述法相比, 本体表述语有着其独有的优势, 那就是描述的“无二义性”。本体模型能够将机械加工工艺知识中的各种概念以及知识关系准确的、形象化的表示出来, 其所采用的精确语言、句法和语义, 使得领域本体内的各种知识概念、对象以及它们之间的关系更加明确, 可以有效的减少问题处理时出现的错误或是误解。目前, 虽然本体表示语言有很多, 比如XML、OML、OWL、XOL、SHOE、RDF、OEL等, 但是最为实用的当属面向语义网的WEB本体语言OWL。

2 基于本体机械加工工艺知识的模型建构

2.1 机械加工工艺知识的分类

机械加工工艺知识可按照产品生产的工艺过程进行分类, 一般情况下分为工艺层知识、工序层知识、工步层知识三类。其中, 工艺层知识包括工艺方法的选择、毛坯设计、工艺路线、模具设计;工序层知识包括工艺检测、加工机床的选择、工步设计以及工件装夹方式的选择;工步层知识主要有切削用量、量检具使用、加工余量确定、刀具选择等。如图1所示。

2.2 机械加工工艺知识领域的概念、关系、属性的获取

本体模型中的概念主要是指功能、概念、策略、任务、过程、行为等。若以“类”来表示的话, 概念体系在任何领域中都是一个庞大的系统结构。根据图2中所示对机械加工工艺知识的概念、关系和属性进行分析。比如对于工艺层中的机械加工方法, 可分为磨削、车削、镗削、钻削和铣削等;模具可分为铣夹具、车夹具以及钻夹具等。本体的属性描述可分为功能属性、数据属性、基本属性以及对象属性等。夹具的属性有夹具设计者、夹具编号、夹紧方式、名称等;本体概念之间的关系有继承、并列等, 比如内孔车刀、外圆车刀与车刀之间属于继承关系, 而外圆车刀与内孔车刀之间属于并列关系。

2.3 基于本体表示语言OWL的机械加工工艺知识本体编码

(1) 切削加工概念的表示

上文的编码所表示的意义是指“钻削”和“车削”属于“切削加工”中的两个子类, 其中sub Class是指“类公理”, 对两个概念的继承关系进行了描述。

(2) 对象属性的表示

上述编码表示对象属性“车削模具”、“车削设备”、“车削工具”的定义域为“车削”, 其值域范围分别是“车夹具”、“车床”以及“车刀”。

3 结束语

总之, 机械加工工艺知识对于工业生产有着重要的指导作用。只有将其明确的表示出来, 才能对机械加工工艺知识进行有效的管理、分享和利用, 才有利于我国机械加工行业的进步。

摘要：随着我国社会主义市场经济的进步和发展, 机械工业在我国社会建设中所起到的作用越来越关键。机械加工工艺是指利用机械对毛坯进行加工处理, 改变其尺寸、性质、形状等, 最后形成合格的零件。以此类推, 机械加工工艺知识就是对这个加工过程中的技术进行书面描述。机械加工工艺知识对工艺生产有着重要的指导作用, 是提升加工质量的重要保证。本文针对基于本体的机械加工工艺知识表示做了较为简略的研究。

关键词：本体,机械加工,工艺知识,表示,模型构建

参考文献

[1]宋海峰.技工学校《车工工艺与技能训练》一体化教学研究[J].湖南农机, 2013, (7) :215-215, 217

机械加工工艺和技术研究 篇3

关键词：机械加工；工艺；技术

根据机械加工工艺的相关规程，制定合理的零件加工设计方案和操作方式，在实际的生产环境中，运用合理的操作方法来对产品的生产进行规范化指导。机械加工的工艺规程是机械加工中的重要文件，主要对于加工过程进行管理和指导，而机械加工的工艺流程和技术主要就是保障生产的高质量、高效率、低成本，注重生产中的每一个环节，提高生产环境的安全系数。随着现代先进的科学技术对于机械加工技术的推动作用，新工艺、新设备、新技术的不断应用，因此需要对于机械加工的各方面进行更新，保障整个机械加工领域的持续性发展。

1.机械加工工艺

1.1加工工艺的制定考虑到零件的要求

在制定科学合理的加工工艺的的时候，机械加工的相关技术人员需要对于加工零件的各项性能进行全面系统的分析，确定零件表面的加工方式，根据零件的设计需求进行标准的定位，严密的划分零件加工过程中的粗加工、半精加工、精加工阶段，对于加工过程中的工序集中和分散部分合理安排。有些零件的机械加工工艺流程较为复杂，可以提前拟定多个加工方案，对于这些方案的优缺点进行分析比较，选择最优化的加工方案。

1.2.由实际的生产经验制定工艺流程

机械加工的每个步骤都会有详细的参数分析，在制定合理的工艺流程时必须依据现代的工艺加工原理以及工艺加工实验分析总结，然后通过实际的生产验证进行确立。保证整个生产过程的均衡性，对于现代的科学技术和实际经验进行归纳总结。如果加工流程的制定没有参考实际生产经验，可能会出现零件加工质量下降，生产效率降低等现象，技术人员通过长期的工作实践总结的加工经验是非常有实际价值的，能为企业带来巨大的效益和创造性价值。

1.3.全面系统制定工艺流程

生产线路全面系统的分析，提出多个具有可行性的加工方案，根据企业的实际生产加工条件以及企业的流动资金等方面对其进行分析衡量，在不断地考察过程中对其中的一些细节进行调整，确定最佳工艺加工方案。全面的分析主要是针对的是零件的图纸要求、加工尺寸、形状、精度、表面设计，以此来确定零件的材料选择和处理方式。系统的分析主要针对的是零件的加工顺序、加工分散度、零件的质量检测，保障零件的整个加工过程的有序化。

2.机械加工设备

2.1.引进国外先进设备或者自主研发新设备

随着现代的科学技术社会生产生活各个领域的应用，机械加工设备不断地更新换代，有些设备从国外引进，有些来自我国的自主研发，数控机床、智能化机床等现代化的机械设备不断出现，它们在实际的生产加工工程中起到至关重要的作用，有效地发挥了它们的巨大优势，保证生产的高质量、高效率的同时还节约了大量的人力和物力，为企业带来更大的效益，让企业在激烈的市场竞争中脱颖而出，占据一席之地。

2.2.在实际应用中实现设备的价值

在企业的实际生产中，对于机械加工设备的选择也是很重要的，并不是每种机床都可以适应该企业的发展需求，要考虑到机床的加工范围，加工精确度，实际的生产周期，要选择出的机械加工设备能够在该企业实现它的最大价值。

3.机械加工技术

先进的设备引进为我们带来的就是先进的加工技术，在现代化的加工过程中，质量好的零件不是检测出来的，而是良好的機械加工设备和技术生产出来的，生产过程中的主要技术对于整个生产过程都有直接的影响。先进的机械加工技术需要优秀的机械加工技术人员和操作人员，他们是机械加工过程中的骨干力量，保证零件加工的高质量，低成本。同时，先进的加工技术在不断的推广和发展过程中势必会不断的更新，变得更加具有优势，对于同类产品的加工在保障质量和成本的前提下减少人力物力的投入，有效地提升生产效率。

4.结束语

目前，我国的机械加工行业正在向着智能化，开放化，微型化等方面发展，在借鉴国外设备和技术的条件下设计出高性能的数控机床，组织一批强大的机械研发设计和制造队伍，为祖国的工业持续性发展打下坚实的基础。在高性能的机械设备，科学合理的机械加工工艺和技术的支撑下，机械加工能够有效地保障产品质量，降低产品的成本，提高生产效率、保障整个生产过程的安全性。

参考文献：

[1]林建华.现代机械加工技术与应用[J].中国高新技术企业.2012年02期

[2]佟晓飞.机械加工精度的影响因素及提高措施初探[J].黑龙江科技信息.2011年19期

[3]李经民.机械加工车间设备布局模型及其评价算法的研究[D].大连交通大学.2012年08期

[4]冯亚东.我国机械加工技术的发展概述[J].机电信息.2011年18期.

机械加工工艺规程研究论文 篇4

关键词：机械加工;加工工艺;工艺规程机

械加工工艺一直以来是机械运作和机械生产的重要环节。机械加工工艺规程则是机械加工工艺的重要内容，是机械加工工艺操作中所要遵循的一些规定、准则、原则等。机械加工工艺规程对于机械加工工艺的开展和发展有着标准化引导和规范作用。下面将从机械加工工艺及其规程的概念出发，分析机械加工工艺规程的制定、应用和步骤。

1机械加工工艺及其规程概述

1.1机械加工工艺

机械加工工艺过程主要包括以下几个方面的内容：第一，工序。机械加工工艺过程中，操作者在某一特定机床或者特定工作单元中对某特定机械零部件进行加工的连续过程。即某一特定地点、特定加工对象、特定操作者三者连续组合才能构成工序，三要素任何一个发生了变化将不会构成工序;第二，工步。机械加工工艺过程中，对某一工序中某一个步骤或者某一类工作中的某一特定工艺。在机械加工工艺过程中，如,某一机械零部件的切削、磨光、打蜡等就属于不同的工步;第三，走刀。在机械加工工艺过程中，对机械零部件表面进行切削的过程，每切削一次即走刀一次;第四，安装。在机械加工工艺过程中，每一个工序都会涉及到机械零部件的安装试用，一个工序中可能有多个，也可能有一个安装过程;第五，工位。在机械加工工艺过程中，机械零部件在机床加工中所占据的位置即为工位。工位可能是一个,也可能由数个工位组成,具体情况应根据零部件的结构、特点、技术要求和加工需要等综合考虑。

1.2机械加工工艺规程

机械制造工艺研究 篇5

1 机械制造工艺技术种类要点分析

1.1 快速成型技术分析

我们通常所说的快速成型技术是一种现代化新型制造工艺技术。快速成型技术是建立在机械加工设备内容和对应机械制造内容之上的一种技术, 会对机械样板要素进行直接性生产与直接性研发。具体操作阶段, 快速成型技术无需其他类型机械设备介入, 最为常见的即为加工锉刀工具、加工模具以及机械加工夹具等。此项技术可最大限度帮助机械制造工艺设计人员进行机械设备成型周期合理缩短, 以至有效推动机械制造技术的长远发展。

1.2 智能制造技术分析

智能技术主要是指在制造工艺操作流程中运用机械制造自动化和人工智能化技术相结合的技术形式。机械智能制造技术核心依托即为计算机技术, 之后在此基础上充分借助计算机智能要素进行人工机械制造模式取代。机械智能制造技术可进行各个操作环节详情掌握与把关, 随之可实现真正意义上的机械制造自动化控制。整体机械制造工艺流程中, 自动化控制技术的出现可对结构系统内部数据进行较为详细的分析与准确计算, 与制造成品数据内容达成有效对比。智能制造技术出现可将产品数据进行对应整改与优化, 一定程度上满足社会机械制造工艺行业领域的要求。

1.3 爆炸冲压技术分析

传统金属材料爆炸技术和机械成型工艺技术传播时间相对较早。在社会主义经济高速发展背景下, 工艺技术人员的机械设备冲压研发均需要在水下进行。爆炸冲压技术的核心装置以水下冲压火炮为主。当此类设备处于完全发射状态时, 其并不会出现浓烟产出现象;当设备激发操作完成后, 原有特质工艺工作阀设备会在规定时间内进行动量冲击水形成;当水流处于力量冲击状况时, 本体大气压冲压力会稳步攀升, 在此种气压运作条件下, 相关技术人员所加工机械物体便会随着冲压力改变而达成预期所需形状的制成。

2 机械制造资源节约式工艺类型要点分析

2.1 机械制造干式加工技术分析

机械制造干式加工技术可在实践阶段进行传统刀类机械制造工具, 合理降低切屑程度, 随之也可稳步提升最终制造成效。此种技术可有效降低零件加工成本, 同时可合理遏制老旧式机械切削工具以及相关清洗液的环境污染问题, 可为促进环保节约型机械制造工艺模式创建起到积极推动作用。干式加工技术对机械加工流程中的材料详情进行整体预算, 长此以往便会达到机械制造材料节约目标, 也能提升能源消耗效用。实际操作环节中, 干式加工机械工艺技术仅能在原定条件下进行技术加工, 局限性尤为明显。

2.2 机械制造准干式加工技术分析

此项技术主要分为风冷却机械切削技术和汽束喷雾冷却机械切削技术。前者是为了满足机械技术对润滑的需求和机械技术对冷却的基本需求, 在具体运作环节中会对装置水汽进行合理剔除, 实施除水分空气冷却降温操作, 末端上便为机械切削加工部位处的润滑防锈, 此时以植物油材料为主, 在此基础上进行冷却空气削切机械加工部位正常运用。此时, 风冷却切削技术会将上述操作付诸实践。不仅如此, 它还会进行机械制造工艺润滑和机械制造工艺冷却, 可在一定程度上进行原材料节省与工具资源节约, 以至满足环保型机械制造工艺要求。后者是现下机械制造行业领域中普遍应用的一种先进技术。汽束喷雾冷却机械切削技术以空气压缩为主要对象, 随之按照相关标注规定要求进行基础性削切液本体液化。因为削切液在被液化的同时也可便于贮存, 资源消耗量度此时得以合理缩减。当正常使用机械加工削切液时, 应将原来所液化削切液加以雾化。雾化操作环节中, 削切液雾化热量会减少, 最终达成正规快速喷雾模式, 使得机械加工金属材料变形率不断降低, 同时降温需求也会得到相应满足。

3 结束语

综上所述, 机械制造工艺技术种类分为快速成型技术和智能制造技术以及爆炸冲压技术, 而机械制造资源节约式工艺类型则分为机械制造干式加工技术和机械制造准干式加工技术。应针对特殊情况选取对应机械制造工艺, 从而更好更优地提升机械制造质量与机械制造效率。

参考文献

[1]杨君顺, 王肖烨, 李飞.先进设计技术在现代设计中的应用分析[J].机械设计与制造, 2006, (6) :150-151.

涨圈的加工工艺研究 篇6

涨圈是一种密封件, 一种带切口的弹性环, 利用本身的弹力, 使其外圆紧贴壳体上, 涨圈外径与壳体间无相对转动, 由于介质压力的作用, 涨圈一端面贴合在涨圈槽的一侧产生相对运动, 用液体进行了润滑和堵漏, 从而达到密封, 一般用于液体介质密封的装置。

2 工艺分析

图1所示是我公司所加工的涨圈。根据此图初步确定加工方案有两种:

第一种方案:按自由状态粗加工→开口35mm→平磨→压缩到工作状态→半精车内孔、外圆→内磨→外磨。

第二种方案:按工作状态粗加工→开口0.4mm→涨开35mm并使之固定在自由状态→平磨→压缩到工作状态→内磨→外磨。

经分析, 如按第一种方案加工, 首先, 材料浪费;其次, 压缩到工作状态时, 内孔、外圆均为弧形, 必须经过车削工序将内孔、外圆车圆再进行下一工序加工, 但由于涨圈开口, 车削外圆工序无法进行。故第一种方案不可取, 只能选择第二种方案。

但按第二种方案加工存在两个难点:

(1) 如何使涨圈从工作状态涨开到自由状态, 并保持在自由状态?

(2) 因涨圈有开口、有弹性, 如何使涨圈维持在工作状态下对涨圈内孔、外圆加工?

解决方案是:利用铸铁在600℃～650℃失去弹性的特点, 涨开涨圈, 加热使之失去弹性, 再冷却到室温, 这样可使涨圈保持在自由状态。

因涨圈有开口、有弹性, 因此设计了一套精加工胎具限制其弹性, 使其维持在工作状态加工。

故此确定涨圈加工的工艺流程如下:按工作状态粗加工→开口0.4mm→涨开35mm, 并使用热处理方法固定在自由状态→平磨→压缩到工作状态→内磨→外磨。

3 胎具设计

因涨圈开口, 有弹性, 为了限制其径向涨开, 设计了如图2所示胎具装夹, 用于内磨和外磨。

内磨胎具用外套限制涨圈径向涨开, 使之保持在工作状态, 两端头用端盖和螺栓与外套连接限制涨圈轴向窜动, 外套与端盖之间要留有1mm间隙, 这样端盖能压在涨圈上, 压紧涨圈。外套外圆要小于端盖外圆, 内磨时夹盘能直接夹在外套上, 装夹稳固。

外磨胎具靠涨圈相互之间的摩擦力限制涨圈径向涨开, 用端盖和螺栓与胎轴连接限制轴向窜动, 而轴向受力加大了涨圈之间的摩擦力, 更能限制径向涨开。装夹的时候要利用内磨胎具, 内磨结束后, 拆掉两端端盖, 然后安装外磨胎轴、端盖, 用螺栓紧固, 再去掉外套, 这样可以避免在换胎具的过程中涨圈涨开。

4 结语

机械加工工艺研究 篇7

机械制造业是国民经济的基础产业。在国民经济战线上, 乃至人民生活中广泛使用的大量机器设备、仪器、工具都是由机械制造业提供的。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备, 将直接影响工业、农业、交通、科研和国防各部门的生产技术和整体水平, 进而影响一个国家的综合国力。从一定意义上讲, 机械制造技术的发展水平决定着其他产业的发展水平, 因此, 制造技术不仅在我国普通学历教育中作为最重要的领域之一, 而且在我国职业教育中占有重要地位。随着我国职业教育的大力发展, 人才培养目标也更明确, 那就是培养实践操作技能型人才。近几年来, 我校在职业教育课程结构模块化、课程内容综合化和现代化等方面, 做了有益的探索, 取得了较为显著的成绩。特别是在我国加入世界贸易组织后, “中国有可能成为世界加工制造中心”, 需要高等职业教育加快培养大批适应现代加工制造业需要的高等技术应用型人才, 我国的高职教育必然要加人到国际教育竞争与合作当中, 并在其中发挥积极的作用。但是, 传统学科型课程模式仍然没有根本改变, 尤其是机械制造技术方面的课程内容与职业实践严重脱节, 不仅难以彰显职业教育的特色, 而且阻碍了适应我国经济社会发展需要的技术型、技能型人才的培养。因此, 适合职业教育的机械制造技术方面的课程, 其研究与开发具有重要意义。在现代机械制造中, 除少数零件采用精密铸造、精密锻造以及粉末冶金和工程塑料压制等方法直接获得外, 绝大多数的零件都要通过机械加工获得, 以保证零件的精度和表面质量要求。所以说, 机械加工和工艺方面教学改革的研究与探索在机械制造研究中占有十分重要的地位。

2 机械加工和工艺职业能力培养目标的确定

我国的职业教育改革事业在经历了较长时间的探索和实践之后, 至21世纪初基本确立了改革的目标和方向, 劳动和社会保障部制定的21世纪“国家技能振兴战略”中提出的我国职业教育培训要以“职业活动为导向, 以能力为本位”的战略发展思想。职业活动为导向的教学强调职业能力的培养以形成学生的就业能力、工作能力和岗位转换能力。因此, 职业能力的培养强调职业技能的实践性, 注重学生学习的职业技能与企业技术发展和企业生产工艺水平的提高相同步, 使学生在校学习的知识、技能与企业需求相一致, 保证学生在校学习的知识、技能与企业生产的平稳接轨。机械加工和工艺职业能力培养目标的确定必须坚持以就业为导向, 大力开展市场调研。我们从机械加工行业的职业分析入手, 在对企业机械加工岗位的现状、发展趋势和企业对机械加工人才能力的要求, 特别是企业对技能型人才的规格, 知识结构, 技能要求和素质方面需求, 结合学校实际情况构建了职业能力体系与职业资格框架。学校的教学紧密结合企业生产实际, 使学生在校学到的知识技能到企业后能直接运用, 也就是说学校的教学应与企业生产实现零距离接轨。同时应跟踪企业生产发展中应用新工艺、新技术的情况, 将新的东西及时引入到教学中来, 保证学校培养的人才能适应企业发展的需要。如此确定的职业能力培养目标, 才是切实可行的。

3 结合本校实际能力, 围绕重点工种开展核心职业能力的培养, 突出本校特色

机械加工是采用机械力对工件材料进行切削加工的工艺方法, 涵盖了钳工、车工、铣工、刨工、磨工、数控车工、数控加工中心操作工等大量的工种。所有机械加工工种都作重点培训, 明显不现实, 那就要求结合本校实际能力, 围绕本校重点工种开展核心职业能力的培养, 突出本校特色, 加强品牌的建设。例如, 本校机械加工方面的钳工、车工、数控车工及数控加工中心操作工, 无论是设备数量还是师资力量, 实力都比较雄厚, 所以本校比较适合围绕这几个工种来开展核心职业能力的培养, 要突出本校的特色, 提升我校的竞争能力。至于其他的工种则作为辅助的职业能力开展选修或作为扩展职业能力进行培养。

4 在机械加工教学过程中加强模块式理实一体化教学模式

传统的机械加工方面的教学一直沿用理论和实践分段式的教学模式, 这种教学模式理论是理论, 实践是实践, 两者并没有有机结合起来, 理论和实践不相匹配, 通常都是理论知识讲授偏多而实践运用的较少, 这样势必导致学生学习积极性不高, 甚至产生厌学情绪。针对这种情况我们必须采用模块式理实一体化教学模式来解决。

“模块式教学”是将教学内容按教学规律及内容类型划分成多个或大或小的教学单元进行教学的方法。“理实一体化”总的来讲指的是要求学校教学应尽可能地与社会生产相一致, 理论教学内容尽可能与实习教学内容相一致, 同一教学模块的理论教师与实习教师合为一体。“模块式教学”设施比较容易组织、改进、提高, 成本较低;可以穿插进行, 能更合理地利用教学时间;教师教学目标明确, 教学任务较轻;学生也目标明确, 容易掌握各阶段的学习内容;能较好地满足职业学校层次学生的规模化教学需要。“理实一体化教学”能实现理论和实践的高度统一;使教学更加直观、更加可信、更加易学;容易突出操作技能。

5 转变教师执教理念, 坚持学生学习的主体性

在传统职业教育中, 是“教师讲, 学生听”的教学形式, 教师在教学的所有活动中起主导作用, 不能发挥学生的学习积极性, 忽视了学生主体意识的培养, 泯灭了学生的创新思维, 学生的自尊和自信心受到损害。传统的职业由于教学方法的单调, 课堂的枯燥、呆板, 不能激发学习兴趣, 学习成为学生的一种负担, 学生对学习易产生畏惧心理, 因此影响了学生能力的培养。现今要求的职业活动导向教学模式确立了职业教学以“学生”为主体的教学观念, 教学从以教师为主的“教”转向以学生为主的“学”。教学的过程从教师教的过程转向学生学的过程, 教师也从传统教学的主导者、教学的组织领导者变为教学的引导者、主持人和学生学习咨询者。本次教学改革的关键在于转变教师的执教理念, 从教学方法的创新来改变学生被动学习的现状。教学方法的创新, 则立足于教学从教师的“教”转变为学生的“学”上来, 从研究教师如何“教”的方法转变到研究学生如何“学”的学习方法上来。

6 机械加工教学应采用职业活动导向的教学方法

机械加工教学应采用创新的职业活动导向教学方法, 注重于让学生在参与活动的过程中进行体验性学习。职业活动导向教学方法具体地说就是在职业活动为导向教学中采用行为引导教学方法进行教学。其显著特点就是:将学生作为学习的主体, 教学是从让学生如何学会学习开始。教学首先从培养学生的自信心和自尊心出发, 不断地激发学生的学习兴趣, 培养学生的学习动机, 让学生在教师为之创设的教学“情景”和教学“环境”中进行自主的学习, 并注重以师生互动的形式和以团队的形式, 让学生在参与学习的活动中提高学习能力。特别重视要让学生的脑、心、手共同来参与学习, 以提高学习效果, 在“认识一思考一行动一反馈”这一完整的学习过程中, 倡导学生对所学习的环境、所理解的内容产生直接的感受, 在不断地解决问题的基础上将知识内化为能力。让学生“学会学习”的本领, 负责的精神、合作的能力和创造性的能力, 最终实现对学生综合职业能力和核心能力的培养。

应用行为引导型教学法实施教学的过程是教师作为主持人, 以预定的能力培养为目标, 将活动学习的项目任务交给学生, 让学生以团队的形式, 作为学习主体自主地进行项目学习, 独立地完成活动学习的任务。在这样的学习中, 学生从接受学习任务、制定学习计划到实施计划、进行学习总结与评价都由学生独立完成。学生在这种独立的学习中取得的学习成果不仅仅是动手能力的提高和技能的掌握, 更多的是由此学习而带来的学生学习动机的增强, 负责精神和团队合作与社会交往能力的提高。更重要地培养了学生的创造性的学习能力和工作能力。

典型的行为引导法较多, 在机械加工教学方面能引入的行为引导法有:项目教学法、案例教学法和模拟教学法, 我们要在教学实践中不断学习、不断探索、不断应用、不断创新。

7 探索新的教学评价模式, 对学生进行多元化评价

教学评价有诊断、导向、激励、教学等功能, 是教学活动的指挥棒、是人才塑造的模型。良好的评价体系有助于培养合格的人才, 不良的评价体系将制约人才的培养。多年来我国机械加工方面的教学评价形式单一, 主要考核的是对理论知识的掌握程度和应用水平, 缺乏对教学过程和学生综合能力、素质发展过程的形成性评价。评价活动限于教师对于学生的评价, 缺少学生的自我评价形式和评价过程。由于学生的能力是多元化的, 单一化的考试不能有效地反映学生的能力, 所以, 必须探索新的机械加工方面教学评价模式, 在评价的指导思想上要体现以人为本, 以促进全面发展为宗旨, 采用多元评价的方式对学生的综合能力进行全方位的测评。通过教学评价培养学生的自尊心、激励学生的自信心和成功感, 调动学生进行创造性学习的积极性, 促进学生能力的发展。

教学评价的多元化就是在评价内容上要体现多样化, 改变仅凭学业成绩和考试给学生下结论的状况;在评价主体上要体现多元化, 让学生、家长和社会参与评价;在评价形式上要体现多元化, 要注重过程评价, 倡导学业成绩评价的等级制;在评价标准上要体现多元化, 让每一个学生都在原有的基础上有较大的发展。在机械加工教学中可以采用的评价有教师评价、学生评价、教师学生共同评价和学生间相互评价等几种评价形式, 让学生在参与评价的过程中充分体现出学生在教学中的主体地位, 从而大大地激发学生的主体意识, 激励学生的学习热情, 提高学生学习内驱力和自觉性, 促进学生学会学习能力的形成。

8 结语

虽然本文以机械加工和工艺方面的教学改革为主线, 但在教学改革当中很多理论都是相通的, 本文所研究与探讨的很多内容都不同程度的对其他专业或课程的教学改革起到参考与借鉴作用。希望通过大家的共同努力, 使职业教育越办越好。

摘要：机械加工和工艺方面教学改革的研究与探索在机电一体化专业教学中占有十分重要的地位, 本文就如何转变教师执教理念, 采用新的教学模式, 探索新的教学评价方法, 培养专业核心能力等方面展开研究与探索, 目的是要弘扬以质量立校, 特色建校, 人才强校, 科研兴校的主旋律, 培养新型的专门化人才。

关键词：机械加工,工艺,教学改革,研究,探索

参考文献

[1]乔世民.机械制造基础[M].高等教育出版社, 2003, 8.

[2]张志勇.创新教育-中国教育范式的转型[M].山东教育出版社, 2004, 7.

[3]万伟.教学评价方法与设计[M].教育科学出版社, 2004, 6.

[4]赵志群.职业教育与培训学习新理念[M].科学出版社, 2003, 6.

[5]郭元祥.综合实践活动课程的实施[M].高等教育出版社, 2004, 1.

[6]李晓芳.《机械加工》课堂教学改革探讨[J].科技创新导报, 2009 (5) .

高进给铣削加工工艺研究 篇8

关键词：加工效率；刀具；切削力；进给量

中图分类号：TG54 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）23-0017-02

1 金属切削加工工艺

在探讨如何提高加工效率的时候，金属切削加工工艺首先研究的对象是金属切削的切削三要素，即切削速度、切削深度、进给量，对于这三个加工要素来说，切削速度对刀具的加工寿命影响最大，当切削速度提高20%，则刀具寿命将下降50%，同时因工件材料的强度、硬度等性能参数的限制，切削速度可提高的幅度不大，且提高切削速度也会增加切削功率，而加大切深度切削方案前面也进行了分析，因此为提高加工效率，我们把主要的研究对象放到进给量上。

2 进给量

2.1 与进给量有关的刀具参数

如何提高进给量，而不增加切削力和切削功率？针对这个问题对进给量进行分析，进给量是切削刃在每个旋转单位下切削刃相对工件所移动的距离，进给量的大小直接影响刀具切削截面的大小，与进给量有关的刀具参数，如图1所示。

金属切削材料切削截面上所能承载单位面积的受力大小决定了刀片寿命的长短，每一片刀片被制造出来后，其单位面积下所能承受受力大小也就确定了，将刀片所能承受的单位面积下的力转换成进给量就是刀片的允许平均铁屑厚度，平均铁屑厚代表着每个刀片能够承受的进给量大小。

2.2 大进给铣削原理

一般情况下当铣刀的切削宽度与刀盘直径相等的情况下，平均铁屑厚度就等于进给量，当切削刀具的主偏角减小时，铁屑的厚度h就会相应减小，如图2所示，此时铁屑厚度h值小于刀片允许的平均铁屑厚度，这样为了使刀片更有效地被利用，则可以选铁屑厚度h和刀片允许的相等，这样就可以使用更大的进给量f值了，这就是大进给铣刀的基本原理。

大进给铣削原理是基于用小的主偏角和小的切削深度实现平均铁屑厚度的减小，从而提高进给量，故此所有的大进给加工都需要小的主偏角。切屑的厚度随着主偏角的减小而减小，为了避免铁屑过薄而影响加工表面质量，当进给量小于刀片刃口的倒钝圆弧半径，工件的加工表面形成时就不会进行切削而是碾压，从而使已加工表面被碾压造成表面质量下降或工件材料表面形成过大的冷做硬化层而影响工件的使用效果，见图3分析，已加工表面是经过多次复杂的变形而形成的。切削刃刃尖角为Rn时，切削层在刃口钝圆部分O点处存在复杂的应力状态，切削层的金属经剪切滑移沿刀具的前刀面流出形成铁屑，O点下薄薄的一层金属гhd不能沿OM进行剪切，而是被推挤压入工件的已加工表面，这部分金属首先受到压应力，当切削后刀面BE滑过挤压面后，工件已加工表面的压力消失，工件产生弹性回弹，回弹值гh小于压缩值гhd，这是已加工表面由于受到刀片后刀面的摩擦、拉伸的作用而产生内应力，内应力的大小和切削深度Ap的大小有关，如Ap→гhd值时，工件已加工表面的内应力最大，因此表面会形成一个冷作硬化层（加工硬化层），其硬度比工件高1-2倍，硬化层表面常常会出现细微裂纹，且表面粗糙度值较大，工件材料的疲劳强度也相应较低，从而影响工件的尺寸和形状的稳定性。

故此需要提高进给量从而避免切削过薄。在使用大进给铣刀的时候要确保足够大的进给，以便得到合适的切屑厚度和加工性能。

2.3 大进给加工理论依据

高进给铣削时，需要提高进给量的部分都在刀具的前刀刃，而当刀具的主偏角等于90 和主偏角等于15 时，铁屑厚度相等的情况下，刀具的进给量可以放大3.86倍。

一般情况下，刀片的最大进给量约等于刀尖圆弧半径的0.5倍，当主偏角等于90 时，此时进给量和铁屑厚度与进给量相等，当主偏角等于45 时，进给量约等于1.415倍的铁屑厚度，即≈0.849 mm，当主偏角等于15 时，此时进给量约等于3.86倍的铁屑厚度，即≈2.318 mm，如图4所示，这就是大进给加工理论依据。

2.4 大进给铣削的特点

大进给铣削的特点是：较小的切削深度，较大的进给量。从加工受力方向上进行分析，它与传统的铣削加工方式比较，综合切削力的方向（主切削力、进给力、切向力的合成力方向）更接近刀体回转中心线，即切削加工刃所产生的径向抗力的大部分分力是轴向力，而传统的加工方式，切削综合力的方向与回转中心线之间所形成的角度较大（在45 ～90 之间），如图5所示，这样大进给铣削方式相对传统的铣削方式，加工的稳定性和抗震动能力都得到有效的提高。

在铣削加工过程中为满足工件形状或工件夹具的要求，往往需要刀具有一定的悬伸，而传统的铣削方式因径向力较大会影响加工刀具的悬伸长度。一般钢制品的刀杆在悬伸与直径之比等于4的时候，就很难抑制切削力而产生的扭曲和挠度而出现加工震动问题。大进给铣削加工方式与传统铣削方式（主偏角为90 ）相比，以悬伸长径比L/d=4为校核依据分析，如图6所示。此时悬伸轴的扭曲角度为φ，挠度为y，由此得到公式③和④：

综合上述计算分析，对铣削刀具切削前角的平衡设计，如图7所示。目前大进给铣刀的最大的长径比达到10 D。

大进给铣刀实际加工应用过程中，加工效率和金属去除率得到了有效地提高，直径为66 mm的铣刀加工案例，见表1。

表中：Vf为进给速度，Vc为切削速度，Q为金属去除率。

3 结 语

在这个例子中，虽然传统铣刀的切削深度比大进给铣刀大3倍，但大进给铣刀的金属去除率却是传统铣刀的3倍，在大多数的情况下，我们使用相对较低的切削速度，这样刀具切削所产生的切削热度相对较低，对刀具的寿命提高有较大的帮助，这样就会降低刀具的成本，并高效地达成加工的目的。

参考文献：

[1] 刘党生.金属切削原理与刀具[M].北京：北京理工大学出社，2009.

机械加工工艺研究 篇9

究

以安装体典型仪表壳体类零件为例，研究其数控加工工艺，提出数控加工过程中的加工工艺路线的确定原则、选择要点及数控加工工艺设计的方法，以保证加工质量，提高生产率。

仪表壳体类零件，大都是整块仪表装配的支撑骨架，对整块仪表的使用性能有着重要的影响。它们都具有复杂的外型、内腔，严格的尺寸公差和形状位置公差，壁薄且壁厚不均匀，极易发生变形。随着工厂的发展要求及新产品、新材料的出现，对仪表壳体类零件的要求也越来越高，要提高产品质量，缩短生产周期，必须采用数控设备进行综合加工，并确定优化的数控加工工艺方案。本文以上安装体零件为例，分析并讨论了数控加工工艺规程设计中遇到的问题，为更多从事仪表壳体类零件加工领域的工作人员提供一定的帮助，以提高产品质量，提高数控机床的生产率。1 零件结构分析

上安装体材料为LYl2CZ，属单件小批量生产，毛坯采用型材，以降低其成本提高生产效率，节约研制时间。对零件进行结构分析，主要包括以下几个方面：

(1)零件主次表面的区分和主要表面的保证。对底面

孔属于6级精度，粗糙度Ra0．8μm，需要采用粗车、半精车、精车加工才能达到要求。

(2)重要技术条件的分析。孔

有同轴度φ0．02的要求，关系到装配位置，其精度直接影响到组件的安装及仪表的使用性能。

(3)零件图上表面位置尺寸的标注。上安装体的长度尺寸都以φ73的右端面为基准，所以在工艺规程的编制中工序长度尺寸尽量与其保持一致。

(4)零件技术要求的分析。零件技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。图1所示为上安装体零件的三维造型图。

图1 三维造型图

工艺规程制定

零件的数控加工工艺流程通常为：零件图→分析图样确定加工工艺过程→编写工艺规程→确定NC加工工序→数值计算→编写程序单→机械CAD→机械CAM→程序校验→制备控制介质→首件试切→调整程序及机床→成批加工→成品。

2．1工艺路线的制定

划分工序与加工路线的确定直接关系到数控机床的使用效率、加工精度、刀具数量和经济性等问题，应尽量作到工序相对集中，工艺路线最短，机床的停顿时间和辅助时间最少。安排工艺路线时除通常的工艺要求外，本例重点考虑以下因素：

(1)保证加工质量，划分加工阶段

工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也比较高，将会引起较大的变形。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。同时合理使用设备，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。

(2)合理安排热处理及表面处理工序

热处理可提高材料的机械性能，改善金属的加工性能及消除内应力。鞍支架的热处理工序安排在粗车和铣削加工去除余量以后进行高温时效、低温时效，主要目的是消除材料加工后产生的内应力。为了提高零件的抗蚀能力、耐磨性、抗高温能力和导电率等，一般都采用表面处理的方法，表面处理一般安排在过程的最后进行。对于精度要求高的表面，表面处理后会影响其尺寸精度，一般表面处理后进行精加工工序，以保证尺寸精度和表面粗糙度。上安装体的表面处理工序在对(3)数控加工工艺与普通工序的衔接

进行精加工工序之前。

数控加工工序前后一般都穿插有其它普通加工工序，如衔接得不好就容易产生矛盾。因此在熟悉整个加工工艺内容的同时，要清楚数控加工工序与普通加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点，如要不要留加工余量，留多少；定位面与孔的精度要求及形位公差；对校形工序的技术要求；对毛坯的热处理状态等，这样才能使各工序达到相互满足加工需要，且质量目标及技术要求明确，交接验收有依据。

综合以上原则，鞍支架的工艺路线安排如下：

2．2加工误差分析

就制造工艺过程而言，产品质量主要取决于零件的制造质量和装配质量。零件的制造质量一般用几何参数(如形状、尺寸、表面粗糙度)、物理参数(如导电性、导磁性、导热性等)、机械参数(如强度、硬度等)及化学参数(如耐蚀性等)来表示。上安装体加工误差产生的原因主要有：

(1)机床误差的影响 影响机床加工精度的主要因素有主轴的回转精度、移动部件的直线运动精度以及成形运动的相对关系。主轴的回转精度通常反映在主轴径向跳动、轴向窜动和角度摆动上，它在很大程度上决定着被加工表面的形状精度。本例采用的铣式加工中心机床是UMC600万能加工中心，它的机床精度目前是国际上机械加工类机床中顶尖级的，其各项技术指标都在0．001mm之内。对于上安装体的加工精度影响较小。

(2)夹具定位误差分析

上安装体的加工用夹具采用1个大平面和1个定位销(菱形销)及1个圆柱销定位。1个圆柱销限制x和y的移动及1个大平面限制z的转动和移动，定位销(菱形销)限制了x和y的转动，满足了六点定位原理。经定位误差分析计算，能满足零件加工精度要求。夹具简图如图2所示。

2．3规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形外形加工刀具路径包括加工坯料、对刀点的确定、加工几何图形的选择、加工刀具的选择及刀具参数的设置等内容。2．3．1加工坯料及对刀点的确定

在规划上安装体几何图形外形加工刀具路径前，先利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，并将图形中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。在加工时，工件在机床加工尺寸范围内的安装位置是任意的，要正确执行加工程序，必须确定工件在机床坐标系中的确切位置。对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置的参考点。在工艺设计和程序编制时，应以操作简单、对刀误差小为原则，合理设置对刀点。

2．3．2规划加工刀具路径

规划上安装体几何图形加工刀具路径主要包括刀具的选择、刀具参数的设定、加工顺序的选择、加工参数(安全高度、下刀方式、补偿方式、补偿量、切削量等)的设定。

铣刀类型应与工件的表面形状和尺寸相适应。根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率并获得满意加工质量的前提条件。加工路线的选择主要应考虑：

(1)尽量缩短走刀路线，减少空走刀行程，提高生产率；

(2)保证加工零件的精度和表面粗糙度的要求；

(3)有利于简化数值计算，减少程序段的数目和编程工作量；

(4)切削用量的具体数值应根据数控机床使用说明书的规定，被加工工件材料、加工工序以及其它工艺要求，并结合实际经验来确定。实体加工模拟

在对上安装体几何图形进行实际加工前，利用Mastercam9．0计算机软件提供的实体加工模拟功能进行电脑实体加工模拟，最大限度的降低能源和材料消耗，提高加工效率。

MasterCAM系统对上安装体几何图形所规划的加工刀具路径及刀具参数设置等资料产生的一个刀具路径文件，MasterCAM系统称其为NCI文件。它是一个AscII文字格式文件，含有生成的NC代码的全部资料，包括一系列刀具路径的坐标值、进给量、主轴转速、冷却液控制指令等，但它无法直接应用于CNC机床，必须先通过后处理程序P0ST转成NC代码后才能被CNC机床所使用。

糯扎渡主轴加工工艺研究 篇10

糯扎渡机组是哈电研制和生产的大型水电机组, 其机组结构与公司后续生产的溪洛渡、向家坝等大型机组的结构相似, 因此, 主轴等关键部件的生产、加工将直接关系到后续类似机组的产品质量。

糯扎渡主轴联轴销孔采用镗模加工, 因主轴法兰厚度较大, 为了防止镗模变形, 镗模的厚度也较大。糯扎渡1#主轴在精镗发端过程中, 如果采用常规方式, 在主轴与镗模把合后, 镗模厚度和主轴把合孔的长度累加在一起为390mm, 需采用长度为500mm的精镗刀杆。由于刀杆过重, 加之机床镗杆间隙, 在精镗时极易造成主轴把合孔尺寸超差。主轴转轮端用32-M30螺栓将糯扎渡主轴镗模与主轴装配在一起, 镗模与主轴平面之间四周有约1mm间隙, 无法按镗模加工主轴联轴销孔。糯扎渡主轴法兰背面4-G2/φ56孔现有设备无法加工。因此, 解决上述三个问题是工艺研究的重点。

2 主要工艺技术方案

2.1 糯扎渡转轮端联轴销孔的加工

用32-M30螺栓将糯扎渡主轴镗模与主轴装配在一起, 镗模与主轴平面之间四周有1mm左右间隙, 无法按镗模加工主轴联轴销孔。因主轴已半精镗M160×8螺纹底孔, 故我们采用数控编程复检主轴镗模轴孔尺寸并做记录, 根据镗模轴孔数据, 数控编程精铣18-M160×8螺孔, 同时对称180°半精镗2个工艺销孔。用2个工艺销孔定位装配镗模, 调整镗模合格后, 精镗18个销孔。通过这种方法确保了主轴加工合格。具体加工要求如下:

(1) S1531-6主轴镗模复检。镗模立放, φ1870凹止口平面朝向机床, 背靠弯板;以φ1870至φ2760之间的平面找平, 对点百分表读数相同;以φ1870凹止口找正, 对点百分表读数相同, 圆度误差小于0.15mm;压紧镗模, 并复检找正结果;以φ1870凹止口尺寸中心为圆心, 数控编程记录18-φ290H7之间的相对位置并做记录。测量18-φ290H7之间的H值和L值, 并做记录。

(2) 主轴转轮端找正后复检及粗镗。主轴以φ1870g6凸止口为基准, 数控编程确定中心。

按镗模复检轴孔的程序, 复检主轴18-φ280H7销孔/M160×8螺孔位置, 保证18-φ280H7销孔、18-M160×8螺孔位置正确及有加工余量。

主轴以φ1870g6凸止口为基准, 数控编程确定中心, 按镗模复检轴孔的程序数控编程铣18-M160×8螺孔达图纸要求, 粗铣φ280H7销孔。其中对称180°方向, 在φ280H7销孔位置半精镗2个工艺销孔, 记录工艺销孔数据及镗模对应孔数据。按实测尺寸配车工艺定位销, 定位销与工艺销孔及镗模止口间隙在0.10~0.15mm之间。

(3) 镗模与主轴装配。将镗模与主轴按正确位置进行装配, 并用工艺定位销进行定位, 检查镗模与主轴定位止口之间的间隙, 间隙应均匀;复检加工后的M160×8螺孔的φ280粗镗孔与镗模轴孔之间的同轴度, 同轴度要求为0.1mm;镗模与主轴装配合格后, 按工序要求精镗1-φ280H7销孔, 装定位销, 180°精镗另一个φ280H7销孔并装定位销。精镗其余销孔达图纸要求。精镗后的18-φ280H7销孔与镗模对应轴孔之间的同轴度应合格。图1为糯扎渡主轴与镗模装配;图2为糯扎渡主轴。

2.2 主轴发电机端联轴销孔的加工

采用常规方法加工联轴销孔, 主轴与镗模把合后, 镗模厚度和主轴联接孔的长度累加在一起为390mm, 需采用长度为500mm的精镗刀杆。由于刀杆过重, 加之机床镗杆间隙, 在精镗时极易造成主轴把合孔尺寸超差。为了保证孔的精度, 以镗模孔为基准, 利用对中仪对主轴把和孔进行单孔找正。然后利用长度<300mm的精镗刀精镗出深50mm、直径为φ164.70+0.02mm的找正段 (为保证最后精镗的光洁度单边留0.15mm余量) 。在精镗找正段结束后, 交检、检查各孔尺寸。交检合格后, 将镗模拆下, 利用精镗出的找正段继续对孔内未加工到的深度再次使用单孔找正的方法找正, 找正合格后交检。交检合格后, 继续使用长度<300mm的精镗刀将把和孔加工到图纸深度尺寸, 并将前部留量位置加工到图纸尺寸。

3 结语

通过总结、借鉴糯扎渡主轴加工的经验, 对溪洛渡、向家坝等大型结构相似的机组主轴存在的技术难点进行严谨的技术分析准备, 通过制定合理的工艺方案, 应用先进实用的加工工具, 保证了质量精度达到设计图纸要求, 糯扎渡水轮机是我公司自主研发制造的大型机组, 糯扎渡机组主轴在制造工艺方面经过深入研究和论证, 结合公司现有的设备特点和加工能力, 优质地完成了生产加工任务, 为后续溪洛渡、向家坝等机组的加工奠定了坚实的基础。

摘要：针对大型水电机组中三个关键部件的生产加工进行重点工艺研究分析, 通过制定合理的工艺方案及采用先进的加工刀具, 并结合企业自身特点及设备能力, 保证了加工质量, 解决了工艺难题。