加工过程

加工过程（通用12篇）

加工过程 篇1

在机械加工中, 深孔是指孔深与孔直径之比L/D为5～10的孔。深孔加工属于机械加工难点, 其工艺复杂, 一般采用半封闭式切削加工的形式, 加工中的散热、冷却和排屑是需要重点解决的问题。

一、深孔加工的工序特点

1. 要判断切削过程是否正常。

不能通过查看刀具的切削状况, 只能根据经验产看仪表、声音以及看切屑等外部的现象来进行判断。

2. 支撑和导向的重要性。

由于深孔自身长径较大, 要求使用的钻杆很细, 因而在加工过程中容易出现振动和走偏的情况, 需要使用支撑和导向, 以保证深孔加工的精准性。

3. 切削排屑较为困难。

在深孔加工过程中, 由于排屑空间有限, 可能造成刀具的损坏, 因此, 要强制排屑。如果切屑热太大, 会对刀具和零件造成影响, 要采取有效的冷却方式。

二、深孔加工的具体方法

1. 刀具的选择。

根据零件的自身的特性, 从各方面综合考虑选择合适的刀具。为了避免出现工件脱落情况的发生, 要选择与螺纹胎具螺纹反向的右手刀具;尽量选择刀具的形状及切削槽形中切削力最小的, 以减少对零件刚性的影响;刀尖的圆弧要适中, 因为圆弧过大会产生颤纹, 若圆弧过小, 则刀尖容易损坏, 影响了刀具的使用寿命;在刀杆的选择上, 要选择内冷却的形式, 以保证加工的过程中可以使零件得到充分的冷却。

2. 内孔的测量。

根据零件的各参数和精度, 在表面粗糙程度的计算公式Ra=50f²/r基础上, 结合刀具手册找到对应的切削参数, 就可以得到对应的数值。在对零件加工的过程中, 要时刻注意刀片的磨损程度, 及时更换磨损刀片, 减小对零件产生的不良影响, 避免出现螺纹胎具与工件的“研死”。若采用内径三爪千分尺对内孔进行测量, 会存在更大的误差, 而且在测量的过程中还可能会使内孔产生划痕。为解决这一问题, 可以使用气动测量仪进行测量, 其测量精度能够精准到0.001 mm, 而且以氮气为主要能源, 一般不会对内孔造成影响, 且精度很高。

3. 内排屑钻孔。

在进行内排屑深钻孔加工过程中, 要保证零件的表面质量, 就要提高刀具的进给量, 使用切削液的压力值要在2～6 MPa, 深孔加工的过程中一般采用了复合油或者矿物油作为冷却液, 冷却液用完之后还要经过磁性分离器净化。由于在深孔加工的过程中排除切屑的路程比较长, 所以就要利用冷却液的流速给切屑提供动能, 一般速度为8～10 m/s, 加工的孔越大, 冷却液的流速就越大。使用的深孔钻的切削量为v=60～120 m/min, f=0.03～0.25 mm/r, 切削的液压力为0.49～2.9 MPa, 流量大小为50～400 L/min。同时为了保证深孔加工的正常进行, 冷却液的温度要控制在45～50℃。利用输油器可以保证切削液进入到切削区, 能够在深孔加工的过程中使切削液发挥出相应的作用。所以采用了上述的排屑措施, 能够提高钻孔的准确度。

三、深孔加工中注意的问题

1. 冷却方式及排屑问题。

在切削方式上要选择刀杆内冷却与刀座外冷却相结合的方式, 使用的切削液要使用水溶剂极压切削液, 这样更能保证冷却的效果达到最佳效果。在进行外冷却的过程中要将切削液与刀尖的部位一致, 就能够将刀尖与零件接触的部位快速的冷却, 避免了在加工切削的过程中切削热对零件产生的不良影响。由于深孔的长径比较大, 所以在进行镗孔的过程中, 在半精车、精车的每个加工环节都要暂停检查, 将切屑及时的清理干净, 避免切屑缠绕在刀杆上对零件产生划痕, 严重的可能使刀尖断刃。

2. 深孔加工中的误差。

将螺纹车胎旋入到机床中, 然后利用扳手将其固定好, 通过在百分表的测量下, 使工件的径向圆跳动与端面圆跳动不能超过0.002 mm, 为了防止在加工的过程中刀具的切削力太大, 切削不稳定的状况, 就要在没加工十件就要用百分表测量一次, 这样就可以避免螺纹胎具产生位移, 对加工的零件精度产生影响。同时还要保证在加工的外圆、端面槽时, 要控制切削的速度、进给量不能太大, 避免对端面槽和外圆上产生振纹;在加工内孔时, 由于镗孔道与内孔直径距离很近, 所以就要用百分表测量出道具的垂直位置;在精加工的过程中要排屑干净, 避免切屑对零件盒刀杆产生的影响, 对深孔精加工的过程中要加工余量要控制在0.06～0.1 mm之间。在以上所有的加工环节中都要对切屑形状、内孔表面粗糙度以及刀尖的使用情况进行及时的检查, 保证机床的所有设备处于正常的运行状态, 还要及时的更换刀片, 确保零件加工的质量。

四、结论

随着企业的快速发展, 对加工材料的多样化需求不断增加, 像高温合金、不锈钢以及钛合金等难加工的材料被广泛地应用于各行各业当中。在对这些材料加工的过程中, 一定要分析出不同材料中存在的加工差异性。在目前大多数使用了数控车加工的方式, 在深孔加工的过程中可以更加保证零件的加工精准性, 同时也提高了工作效率。随着机械加工技术的不断发展, 要不断引进先进的设备, 不断提升零件的加工质量。

加工过程 篇2

《生物加工过程》是由南京工业大学主办，中国化工学会生物化工专业委员会协办、国内外公开发行的期刊。

主要报道我国生物工程研究方面的新技术、新成果和新进展；特别关注在生物技术与化工技术的界面上的生物能源、生物新材料以及新医药、新食品资源等，主要内容涉及发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程的应用及下游分离、纯化技术等。

本刊已经被中国科技论文统计源期刊数据库、中国科学院中国科学引文数据库、中国学术期刊综合评价数据库、中国期刊全文数据库收录，同时被美国BIOSIS Previews、CA、剑桥科学文摘（生物科学）收录。栏目设置

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d)表格 ①附表应使用三线格式（包括顶线、底线和栏目线）。表头（项目栏）放在顶线与栏目线之间，栏目线与底线之间为表身。必要时可在表头和表身内加横向辅线。②表中术语、符号、单位等应与正文一致。表序与表题居中排，题末不加标点符号。全表共用单位可加括号编排在表的右上方。表内数字要对齐排，不能错行错位。相邻栏内若数字或内容相同，不能用“同上”、“同左”、“″”等代替。表中数字一般也应按三位分节法排。如果表的横向项目较多，1页排不下时，可双页排，表题跨两页骑缝居中排。如表的竖向长，可在次页序排，并在表题位排上“表„（续）”及表内项目。③表中量和单位应按GB 3101-93的规定标示，即量符号与单位间用斜线隔开。例如：时间及其单位写为：“t/min”，浓度及其单位写为“C/(mg•L-1)”。④表注放在表格底线以下。表注的序号宜用小号阿拉伯数字并加半圆括号置于被注释对象的右上角，如×××1）；不宜用星号“*”，以免与数学上共轭和物

质转移的符号混淆。⑤附表应直接排入文中，不必另页专门打印。

附件1 引文标注及参考文献格式

1.根据GB 7714-87（《文后参考文献著录规则》）的规定，本刊采用顺序编码制标注引文及著录参考文献表。参考文献表中引文必须是已公开发表的文献。未公开发表的文献不能引用，只能用文内页下注的形式注明出处。已被录用但尚未出版的论文亦不能引用。

2.在正文中，引文用上角标的形式标注，不能与“著者-出版年制”混用（即加括号列出版年）。引文标注格式为： 在方括号内标注引文序号。如有多于1条的引文，则按如下方法处理：1）当序号连续时用浪纹线连接最小和最大序号；2）当序号不连续时各序号用逗号分隔。

3.参考文献表中的著录项目顺序按正文中的引用先后确定，先引的列在前面。参考文献的序号用阿拉伯数字加方括号表示，并顶格排版。

4.参考文献表中各著录条目应内容规范、齐全。具体要求为：

a)著者项 3人以内必须全部列出，3人以上亦必须全部列出前3位著者后再加“等”、“et al”，不能仅列1人后即加“等”、“et al”。作者姓名之间用逗号分隔。作者姓名无论中文和外文，其书写格式一律为“姓前名后”。对于外文，名可缩写，但须以空格代替缩写点。除翻译以外，一般不著录文献责任者的具体责任，如“主编”、“编”等。

b)题名项 题名前用句点引导，题名后加方括号标注文献类型，如[J]、[M]等。c)期刊 刊名用句点引导，不必用斜体，字体亦不必加粗，缩写点用空格代替。期刊出版年份、卷号用逗号引导；期号接卷号用圆括号括起；页码用冒号引导，页码范围用半字线表示，不同页码段间用分号分隔；对于期刊无卷号时可在年份标示后紧接着标示期号，如“1999（8）”表示1999年第8期，而“1999，8”则表示1998年第8卷（无期号）；引文条目最后不加任何标点。

5.文献条目著录的具体格式为：

期刊：[序号] 作者．题名[J]．刊名，年，卷号（期号）：起止页码专著：[序号] 作者．题名[M]．书名，出版地：出版者，年：起止页码

文集：[序号] 作者．题名[A]// 编者．文集名[C]，出版地：出版者，年：页码

报告：[序号] 作者．题名[R]．报告编号．所在地：机构名称，年：起止页码专利：[序号] 专利申请者．专利题名[P]．专利国别，专利文献种类，专利号．出版日期（用标准日期书写格式）

标准：[序号] 起草责任者．标准代号 标准名称[S]．出版地：出版者，出版年会议论文：[序号] 作者．文题[C]．会议名称，会址，会议年份

学位论文：[序号] 作者．论文题目[D]．保存地：保存单位，年：起止页码磁盘文献：[序号] 作者．题名：其它题名信息[DK](引用日期)．出版地：出版者（更新日期）

光盘文献：[序号] 作者．题名：其它题名信息[CD](引用日期)．出版地：出版者（更新日期）

联机文档：[序号] 作者．题名 [OL] ．出版地（如果有的话）：出版者（如果有的话），出版年（如果有的话）[用标准格式书写的引用日期]，网页地址（以http://www开头）

尚未定义类型的文献：[序号] 主要责任者．题名[Z]．出版地：出版者，出版年：起止页码

浅析幕墙铝单板加工的过程控制 篇3

关键词：幕墙铝单板 过程控制

幕墙铝单板作为建筑幕墙的一种新型材料，以其重量轻、刚性好、强度高等特点在建筑幕墙中得到越来越广泛的应用。幕墙铝单板具有易加工、经济实用和品质优良等一系列优点，促使了铝单板幕墙在我国短短的十几年里有了巨大发展。当今，无论在大都市还是小城镇都会见到一座座形式各异、色彩缤纷的铝单板幕墙工程。铝单板幕墙作为一种产品，在我国技术规范尚不健全和在一些不正当的市场竞争的挤迫下，造成铝单板产品市场混乱，质量下降，将易加工性能变成粗制滥造，将经济实用变成了低廉产品，鉴于目前问题的存在，

我们要分析铝单板加工的过程控制，从而保证铝单板产品的质量。

1.幕墙铝单板的材质及构造

幕墙铝单板采用优质高强度铝合金板材，其常用厚度为1.5、2.0、2.5、3.0MM，型号为3003或1100/8011。其构造主要由面板、加强筋和角码组成（见附图1）。角码可直接由面板折弯、冲压成型，也可在面板的小边上铆装角码成型。加强筋与板面后的电焊螺钉（螺钉是直接焊在板面背面的）连接，使之成为一个牢固的整体，极大增强了铝单板幕墙的强度与刚性，保证了长期使用中的平整度及抗风抗震能力。幕墙铝单板常见产品：盒板、多弯板、弧形（包柱）板、异形板、穿孔板、隔栅、镂空铝板，封修板，衬板等。

图1

2. 幕墙铝单板的加工过程

铝单板加工厂首先外购原板，或采购铝卷通过开平线裁切出原板，通过切角、刨槽、雕刻、数冲、折弯、焊接、打磨、钻孔、抽接等一系列工序，加工成形状各异的满足用户不同需要的产品。铝板加工成型后，再经过酸洗、水洗、钝化等前处理工序，最后进行喷涂。喷涂分氟碳喷涂和粉末喷涂，氟碳喷涂一般用于高档外装饰铝板的表面处理，喷涂颜色多种多样，色彩绚丽，保质期长，还可以根据用户需要喷仿木纹，或仿石材的颜色。铝单板加工设备易于系列化、成套化、方便建立生产线，即可以满足大批量产品的快速加工，又可以加工形状复杂的单件产品。

3. 原板加工的过程控制

首先检查来料的材质单和合格证，目视来料无划伤、腐蚀，板面平整、保护膜不开裂；实测检验板材尺寸公差、对角线、厚度负偏差等是否符合标准规定。铝卷开平过程中防止异物带入矫平机损伤辊面及板材，开平后铝板表面及时贴保护膜防止划伤。开平铝板质量检验按国家标准。每次开卷铝卷头由于在引板过程中受压变形严重，即使经过初矫和精矫也不合格，所以这一段要作为二级板使用，二级板可以加工角片及垫板等不重要工件，严禁使用二级板加工外饰面板，以次充好。

4. 钣金加工成型的过程控制

铝单板加工工艺性好，可加工成平面、弧形面和球面等各种复杂的形状。首先要根据不同的零件制定合理的加工工艺。对于简单的零件直接采取下料、切形的方式，对于异形复杂零件需要采用雕刻机或数冲加工，对于尺寸及外观精度要求特别高的零件则需要采用数铣加工。为了减少不同工序间周转划伤，针对不同方式加工的零件，在下料时就进行分类，这样既能提高生产效率又能保证加工质量。很多异形零件不能一次成型，需要拆分成几件折弯后再组焊在一起，还有的超大分格的板幅，受原材料尺寸限制，也需要拆分后拼接组焊。由于形状复杂，面积较大，焊道较长，且材质较薄，焊接应力会引起板面扭曲、波浪变形，焊缝处凸凹不平，严重影响了外饰效果。针对组焊的零件，要注意合理拆分零件，避免长焊道，若出现长焊道时，优先采用点焊或断续焊的方式连接；如果必须满焊，则考虑增加焊道筋或采取水冷的焊接方式，控制板面变形。幕墙铝单板外饰板常年承受风压，为了保证其强度和抗风压的能力，在铝单板背面要合理布置加强筋，加强筋一般垂直于长边均布，用电焊螺栓连接，要合理调整焊接电流的大小，既要保证电焊螺栓的强度，又不能电流过大，在板正面引起栽钉印痕，电焊螺栓焊接后要进行拉拔试验，验证焊接强度，防止栽钉脱落。对于2.5MM以下厚度的铝板，由于铝板较薄，电焊螺栓在板正面易引起栽钉印痕，这时加强筋的安装则考虑采用粘接的方式，避免因栽钉印痕造成外饰效果不良。

5. 表面处理的过程控制

铝单板加工成型后，在喷涂前要进行表面打磨处理，一方面清除焊肉，划痕等缺陷，一方面提高喷涂时表面的附着力。打磨后的铝板表面应无粗砂纸印，无可视焊痕；铝板表面无裂纹，装饰面的缺陷深度不大于0.05 mm，非装饰面的缺陷不超过板材厚度的允许负偏差；

铝板表面粗糙度达到5-10μm。打磨后的铝单板要经过水洗、酸洗、钝化、烘干等前处理过程，彻底清除铝板表面的杂质、污物；喷涂前要制定合理的喷涂吊挂方式，避免因受力不合理造成零件变形。喷涂时同一厂家的底漆、面漆、清漆要求配套使用，不同厂家的油漆不许交叉使用，避免影响喷涂产品的性能及其它不可预测的问题。参照国家标准、涂料供应商的要求对各涂层干膜厚度严格控制。

6. 包装运输的过程控制

喷涂后的铝单板要及时包装保护，包装在运输过程中起到减少划伤、刮伤、污染的作用。包装后的产品不允许有漏贴、飞边、掉膜、掉胶现象。根据板材几何形状摆放板材，严格控制数量，避免板材过多造成挤压变形；产品运输、贮存、使用过程中应轻拿轻放。

从材料、技术和制造工艺、质量入手，遵守规范，严格过程控制，就能够保证幕墙铝单板产品的质量。当今市场激烈的竞争造成无限度的压价，而使生产商往往忽略过程控制，只注重数量，忽略质量，以次充好，最终的结果是导致产品形象受到损坏，工程安全隐患增多。我们呼吁广大投资者和施工单位，决不可一味盯住价格二字，而是应把目光投向产品实实在在的内涵上，“一分钱一分货”这句中国俗语，才是永远的真理。尽管铝单板幕墙目前存在着不少问题和困难，但这只是事物发展中的必然过程。只要我们能尽早认识它并加以解决，加之铝单板幕墙自身的优点和不断发展的高性能铝单板新产品及铝单板幕墙新系统的应用，我们相信铝单板幕墙的未来前景应是广阔的，作为建筑幕墙产品的其中一种是不可替代的，会长久不衰地向前发展。

参考文献：

[1]GB/T 23443-2009《建筑装饰用铝单板》

[2]GB/T 3880.-2006《一般工业用铝及铝合金板、带材 第3 部份：尺寸偏差》

[3]JGJ 133-2001《金属与石材幕墙工程技术规范》

机床加工工艺过程的分析 篇4

曲轴在加工过程中, 定位基准有粗基准和精基准之分, 通常先确定主要的精基准, 然后确定粗基准从曲轴的铸造毛坯所留出工艺尺寸加工余量, 还为保证尺寸、粗糙度和形位公差的加工精度等, 该零件要采用精加工, 半精加工和粗加工的原则来完成。

1 工艺过程分析

根据上面毛坯的制造形式, 曲轴JL474Q是用的材料49MsVS3, 采用翻沙件, 抛丸后进行加工。该产品的装车量较大 (20万台) , 已经达到了大批量生产。在第二章中提到的粗基准和精基准等, 在一以做更详细的分析和工艺分析等。

2 工艺线路的确定

制定工艺路线的出发点, 应该是使零件几何形状, 尺寸精度和形位公差等技术要求能得到合理的保证, 除此之外, 还应该考虑经济效果, 以便使生产成本尽量下降。进料毛胚检测按毛坯图目视, 材质、金相查看生产厂商提供的检验报告。

1) 画线打中心孔, 以毛坯主轴颈和扇板外形找正, 画主要打孔的位置, 位置偏差0.5mm, 加工中心孔用5A中心钻。车夹位, 顶大小头中心孔, 夹紧, 车夹位φ690-0.2mm, 保证其跳动0.25mm;

2) 精车主轴颈、开档及扇板, 为保证这一次装夹, 完成多个尺寸和形位尺寸, 在数控车床上采用两顶一夹的装夹方式, 并且以主轴颈3作为定位基准。为不影响在装机中把密封圈划破, 两端采用R角, 该角也是在数控中走出。在加工中, 不光要保证开档尺寸, 还要把各分段保证好, 同时注意保证主轴颈和小头的跳动尺寸。精车连杆轴颈及扇板, 夹1、5主轴颈, 以扇板上精度较高的不加工的表面作为粗基准, 校正后, 加工扇板和瓦面尺寸, 开档尺寸, 还要把各分段保证好, 拐径的偏心距离±0.20mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的扭曲±0.20mm。角度差±0.20mm和粗糙度等;

3) 车扇板大外圆, 夹小头, 顶大头中心孔, 以小头端面定位, 加工φ1240-0.2mm, 倒角1×45°;

4) 去扇板外圆四周毛刺, 要有一定的破口, 注意不能伤到瓦面;

5) 以车代磨, 这个工序是为了降低成本和减少人员, 在加工曲轴中有很大进步的一个工序, 该工序采用夹小头, 顶大头加工, 以主轴颈3为一次定位基准, 能保证一次装夹, 完成多个尺寸和形位尺寸, 在数控车床上采用两顶一夹的装夹方式。为不影响在装机中把密封圈划破, 大头端采用R角, 该角也是在数控中走出。在加工中, 不光要保证开档尺寸, 还要把各分段保证好, 同时注意保证主轴颈和大头端面的跳动尺寸。 (如图3-12的尺寸) 粗磨大小头, 以两中心孔定位装夹, 磨小头轴颈￠24.30-0.03mm, ￠32.30-0.03mm, ￠38.10-0.03mm, 磨大头轴颈￠68.30-0.03mm, 保证其分段尺寸和跳动;

6) 钻大头孔, 夹小头￠32.30-0.03mm位置, 用车床辅助用具中心架支撑大头, 钻孔φ170+0.3mm钻孔深18.50+0.3, φ32.50+0.3mm钻孔深3.5, 倒角60°;

7) 钻小头孔, 夹小头￠68.30-0.03mm位置, 用车床辅助用具中心架支撑小头￠24.30-0.03mm, 钻孔φ10.60+0.3mm钻孔深490+0.3, φ15mm钻孔深4, 倒角60°;

8) 喷砂, 产品喷砂均匀, 不能有漏封;

9) 半精磨主轴颈, 以两中心孔定位装夹, 磨主轴颈Ⅰ、Ⅴ￠45.20-0.03mm, 主轴颈Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ￠45.30-0.03mm, 保证其分段尺寸、轴颈平行度和轴颈跳动。粗磨连杆轴颈, 夹1、5主轴颈, 以轴颈外圆作为基准, 校正后, 加工1、4拐径面尺寸, 开档尺寸, 还要把各分段保证好, 拐径的偏心距离±0.10mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的扭曲±0.10mm。角度差±0.10mm和粗糙度等, 加工2、3连杆轴颈翻180°, 以磨好的1瓦轴颈作为定位基准加工。钻直油孔, 夹Ⅱ、Ⅳ主轴颈, 以连杆轴颈1为定位瓦, 钻φ5mm的8个直油孔;

10) 铣键槽, 为保证键槽的对称度和角度, 我们就采用了两顶一夹的专用工装, 以两中心孔定位装夹, 以主轴颈3为定位瓦面, 保证键槽的位置, 保证键槽角度以连杆轴颈1靠定位为基准, 加工是为使小头应力集中, 采用盯紧, 及保证小头跳动和键槽的对称度;

11) 铣扁方, 为保证扁方的对称度和角度, 我们就采用了两顶一夹的专用工装, 以两中心孔定位装夹, 以主轴颈3为定位瓦面, 保证扁方的位置, 保证扁方角度以连杆轴颈1靠定位为基准, 多装夹一次, 保证扁方的对称度;

12) 小头螺纹孔攻丝, 专用工装夹Ⅰ、Ⅴ主轴颈, 攻丝M12×1.25~6H, 深34mm, 同时保证其形位公差垂直度;

13) 精磨连杆轴颈, 夹1、5主轴颈, 以轴颈外圆作为基准, 校正后, 加工1、4拐径面尺寸, 开档尺寸, 还要把各分段保证好, 拐径的偏心距离±0.05mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的扭曲±0.05mm, 角度差±0.05mm, 圆度0.005mm, 轴向平行度0.005mm, R2±0.25mm和粗糙度等;

14) 精磨连杆轴颈2, 3, 夹1、5主轴颈, 以磨好的1瓦轴颈作为定位基准, 加工2、3拐径面尺寸, 开档尺寸, 还要把各分段保证好, 拐径的偏心距离±0.05mm.同时确保连杆轴颈在轴心线的180°±0.05mm, 角度差±0.05mm, 圆度0.005mm, 轴向平行度0.005mm, R2±0.25mm和粗糙度等。

15) 曲轴做动平衡试验, 其不平衡力矩不大于0.59×10N.m (6gcm) :在扇板大外圆上钻平衡孔, 孔径不大于φ8.7, 深度不大于25, 孔中心距不小于15, 不得穿透扇板两侧面, 相互平衡孔之间不得相互接通, α角视需在而定;若经钻孔后, 其不平衡力矩还不符合要求时, 允许采用铣削扇板的方法达到要求。

16) 精磨主轴颈, 以两中心孔定位装夹, 磨主轴颈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。

φ450-0.015, R2.5±0.25mm, 保证其分段尺寸、轴颈平行度、R角、粗糙度、锥度和轴颈跳动。 (如图3-23的尺寸) 精磨大小头, 以两中心孔定位装夹, 磨小头轴颈φ24.-0-0..025007mm, φ320-0.022mm, φ38-0-0..272170mm, 磨大头轴颈￠680-0.03mm, 保证其分段尺寸、R角、粗糙度、同柱度和跳动。

17) 葱油孔, 不能伤到瓦面, 保证R0.5, Ra0.8。

18) 磁粉探伤, 粉探伤各轴颈, 拐径。

19) 止推瓦抛光, 整个轴颈和拐径抛光, 油孔口边及油槽边沿不得有毛刺, 圆角必须与轴颈表面圆滑过渡, 抛光时不得有拉伤现象;严格清洗各油道和各部位, 不允许有任何切屑及夹杂物, 清洗度20mg, 斜油孔清洗5mg。

20) 闷钢珠, 将油孔清理干净后, 将钢球 (1005032) 压装入曲轴油孔中, 然后如图所示在曲轴上均匀铆合3点收口, 且在最大油压784.532KPa下, 钢球处不得泄漏存在。

21) 检验, 分组。

22) 必须轻拿轻放, 防止碰伤工作表面;清洗用油定期过滤, 防锈必须干净;清洁度小于8mg, 其中油孔为3mg。打包, 入库。

3 结论

本篇文章中, 我们设计主要是同轴加工工艺过程分析:在工艺部分中, 我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步, 加工该工序的机车及机床的进给量, 切削深度, 主轴转速和切削速度, 其中, 工序机床的进给量, 主轴转速和切削速度需要计算并查手册确定。

参考文献

[1]李益民主编.机械制造工艺学习题集.黑龙江:哈儿滨工业大学出版社, 1984, 7.

[2]周永强, 等主编.高等学校毕业设计指导.北京:中国建材工业出版社, 2002, 12.

[3]邹青主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京:机械工业出版社, 2004, 8.

[4]赵志修主编.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社, 1984, 2.

[5]孙丽媛主编.机械制造工艺及专用夹具设计指导.北京:冶金工业出版社2002, 12.

机械加工工艺过程的组成 篇5

②机械加工工序卡片――大批量生产、中批关键件、小批关键工序

工序加工要求――细实线画工件外形(加工面用粗实线表示)

本工序尺寸及公差、表面粗糙度及其它技术要求

定位基准、夹压位置和方式

§3-3工艺尺寸链

一.工艺尺寸链的概念

1.尺寸链的定义――互相联系的，按一定顺序排列成的封闭尺寸图形

①封闭性――首尾相接

②工艺性――随工艺方案变化而变

2.工艺尺寸链的组成: 封闭环――最后自然形成的尺寸，A0

组成环――直接获得的尺寸

K增环――该环增大，封闭环相应增大，

减环――该环增大，封闭环相应减小，

3.增、减环的判定方法――设封闭环为减环方向，沿减环方向绕尺寸链顺次画箭头，

即为各组成环方向

4.工艺尺寸链的建立

①封闭环的确定――间接得到

②组成环的查找――从定位面到加工面的尺寸――直接得到

二.工艺尺寸链计算的基本公式

1.封闭环基本尺寸=所有增环基本尺寸之和减去所有减环基本尺寸之和

2.封闭环上偏差=所有增环上偏差之和减去所有减环下偏差之和

3.封闭环下偏差=所有增环下偏差之和减去所有减环上偏差之和

4.封闭环公差=各组成环公差之和

三.工艺尺寸链的应用

1.基准不重合时工序尺寸及公差的确定

(1)测量基准与设计基准不重合时尺寸的换算

【例】尺寸 不便测量，改测量孔深A2 ，通过 (A1)间接

保证尺寸 (A0)，求工序尺寸A2及偏差。

解:①画尺寸链

②封闭环A0= ， 增环A1= ， 减环A2

③计算封闭环基本尺寸： 10 = 50 - A2 ∴ A2=40

封闭环上偏差： 0 = 0 - EI2 ∴ EI2=0

封闭环下偏差： 0.36 = -0.17 - ES2 ∴ ES2=0.19

④验算封闭环公差 T0=0.36 ， T1+ T2 =0.17+0.19=0.36 计算正确

(2)定位基准与设计基准不重合时尺寸的换算

【例】A、B、C面已加工。以A面定位镗孔，求工序尺寸及偏差。

解:①画尺寸链

②封闭环A0=

增环A2= ，A3

减环A1=

③计算封闭环基本尺寸： 100 = 40 + A3 - 240 ， ∴ A3=300

封闭环上偏差： 0.15 = 0 + ES3 - 0 ， ∴ ES3=0.15

封闭环下偏差： -0.15 =-0.06+EI3 - 0.1 ， ∴ EI3=0.01

=300.08±0.07

加工过程 篇6

计算机辅助家具设计与制造（FCAD/CAM-Furniture Computer Aided Design/Manufacturing）是运用计算机技术完成家具设计及制造的通称.FCAD/CAM有广义和狭义之分，广义FCAD/CAM是指运用计算机辅助完成从家具原材料选配到制造出产品的全部制造活动，包括了直接制造活动和间接制造活动，涉及工艺准备、生产计划、物料计划、生产控制和质量保证等多项内容.狭义FCAD/CAM是計算机技术在某个制造环节中的应用，通常指计算机辅助数控加工，是将家具零部件加工的工艺路线和工序内容等信息输入计算机，计算机输出刀具加工的运动轨迹（刀位文件）和数控程序，用以控制数控机床完成家具某一零部件的加工.FCAD/CAM已成为先进设计与制造技术的重要组成部分.也是提高家具设计与制造水平的重要举措.

FCAD/CAM是现代设计制造技术发展最为活跃的领域，已直接影响产品更新、生产发展和竞争能力.进入21世纪，意味着一个大批量生产时代的结束.刚性流水线已逐渐成为过去.对于家具制造业面临的是一种具有高度柔性的，拥有高技术和能对市场需求作出迅速反应的设计与制造模式.这种新的制造模式的基础就是FCAD/CAM，即计算机辅助家具设计和辅助家具制造技术.

面对家具市场激烈竟争，能否根据市场需求作出快速响应和决策是一个企业能否赢得市场的关键.而这种能力的基础取决于企业设计与制造的技术水平.以FCAD/CAM为基础的设计与制造技术可以用最快的速度向市场推出全新的产品，从而在市场竟争中处于主动.

国内家具企业虽然取得了很在的进步.但整体的设计与制造水平和发达国家相比还存在相当距离，有些家具企业对FCAD/CAM没有认识.笔者就实际应用的情况为例说明狭义CAD/CAM工艺过程和加工特点.

1.家具CAD/CAM的工艺过程

数控加工是靠程序来控制机床的加工过程，因此编制数控程序是十分关键的一环。理想的加工程序不仅能保证加工出符合设计要求的合格零件，同时可使数控机床功能得到合理的应用和充分地发挥以及安全可靠地工作。家具雕刻对于家具制造的整个过程来说只是其中精加工的一个部分，所以研究家具雕刻的工艺要从家具生产工艺开始。

根据加工特征或加工目的的不同，实木零部件的生产工艺过程一般由干燥、配料、毛料加工、胶合（胶拼）、弯曲成型、净料加工、装饰（贴面与涂饰）、装配等若干个过程。净料加工是指进一步加工出各种结合用的榫头、榫眼、连接孔或铣出各种线型、型面、曲面、槽簧以及进行表面砂光、修整加工等。雕刻应该是属于净料加工范畴，在零部件完成表面砂光、修整加工后，进行雕刻，雕刻完毕以后再对雕刻纹样进行单独砂光处理。不同的产品有不同的加工工艺流程，其基本工艺流程如图1.由以下核心加工步骤组成：

1.1输入文件

运用CAD建立实体模型，绘制刀具的走刀路径，也可以文件形式输入，但输入文件的数据结构，格式相同或兼容.

1.2定义刀具资讯

定义刀具资讯（如刀具直径，加工刀片数、刀具形状等），选择进刀、走刀、退刀方式等.

1.3设置加工参数

设置加工的参数（进刀速度、刀具转速、切削速度、切削形式等）及机械或刀具的补偿等.

1.4生成刀具轨迹

生成刀具加工轨迹，并对刀具加工轨迹进行即时动态虚拟，并记录加工工艺卡.对有问题的程序返回重新进行修改.

1.5输出NC码

根据加工的CNC控制系统输出NC码.

1.6数据传输

计算机与CNC之间进行数据传输（可以通过网络、DNC、驱动器等）.

2.家具CAD/CAM加工的特点

家具的加工主要以木质材料为主，由于木质材料质地比软，切削方式主要采用高速铣、刨，钻，锯，车，砂，雕刻等方式，目前市场上的CNC加工设备也多种多样，其加工刀具有各种铣刀，刨刀，雕刻刀，单头钻，多头钻，32mm系列排钻等，其加工方式不但考虑CAM系统刀具路径，而且还结合CNC加工设备所用刀具的特点，以完成各种不同形式的加工.

2.1加工精度高

CNC加工设备的结构决定，其设备精度都比较高，CNC设备的定位精度为±0.01mm，重复定位精度为±0.005mm.

在加工过程中不需操作人员中间修正，工件的加工精度全部由机床保证，消除了操作人员的人为误差.因而加工出来的工件精度高，尺寸稳定.其形状和尺寸精度能满足各种家具对精度的要求.

2.2能加工复杂的型面

CNC加工设备的刀具运动轨迹是由加工程序决定的，因此只要能编制程序，同时选用合适的CNC加工设备及相应的刀具，无论工件的型面多么复杂都能加工.选用图2所示的CNC设备，可以加工家具零部件的复杂曲面，各种线型；长期依赖手工方式的雕刻工艺，CNC加工设备也能完成.CNC加工设备使家具制造向数字化生产方式发展.

随着数控CNC技术的发展，CAD/CAM用途也为断地扩大，能刨削大面积的曲面，能车削复杂的回转体的零件，并能锯切曲线零件，

2.3能加工各种结构的家具零部件

在CNC加工设备上配置不同的刀具及其附件，就可以完成各种定位孔，结构孔，32mm系列孔，指接榫，各种榫头，槽榫.能满足实木和板式家具基本加工需要.图3所示的刀具与附件是CNC加工设备附件的一部分.

2.4生产效率高

CNC加工设备的主轴转速达25000rpm甚至更高，实现高速切削.X＼Y定位速度已达到24m/min.Z轴定位速度9m/min，实现快速定位.通过合理选择切削参数.充分发挥刀具切削性能.减少切削时间.而且加工过程稳定.不需要在加工过程中进行中间测量就能连续完成整个加工过程.CNC的加工轴已从早期的单轴向多轴发展，自动换刀也由单轴向多轴自动换刀发展，工作台由单个向两个发展，增加一次加工工件的数量，加工从单头向多头多轴联动发展，一次定位，实现铣，锯，刨，钻等各种加工方式，大大提高生产效率，如图6所示.

2.5能实现大批量生产

CNC加工设备的加工范围也不断扩大，不但能满足小批量多品种，而且已能满足多品种大批量生产.如图5是出口美国的餐椅椅背部件大批量生产刀具路径及工件加工定位图，用一台8轴CNC分4轴一组联运生产，正常情况下可生产480件/小时.一些认为 CNC加工设备只能用于小批量，多品种的认识是错误的.笔者实践实现.若设计与制造复杂零部件且批量很小.由于需高技术专业人 CAD/CAM编写NC码的工作量相当大，并不经济.

2.6调试简单

操作安全，可一人多机操作CNC加工设备出第一个合格工作台，工人只需要进行工件的装夹和启动机床，减轻了工人的劳动强度.现在家具用的CNC加工设备可靠性高，保护功能齐全，并且数控系统有自诊断和自停机功能.因此当一个工件的加工时间超出工件的装夹时间时，就能实现一人多机操作.

CNC加工设备对操作者的技术水平虽然较普通设备高，但是现代数控设备换刀方便，定位一般用相对坐标，刀具的参数，位置可以通过程序或机械进行数字化自动修正，多轴联运加工定位可以运用加工程序进行调刀.

2.7经济效益明显

虽然数控机床相对单台普通机床投资高，一次投资及日常维护保养费用较普通机床也要高很多.但能避免采购大量专用设备，减少劳动力成本.通过发挥CNC加工设备的加工能力，提高设备的利用率.节省企业大量购卖专用设备的资金.CNC加工设备不仅生产效率高.加工质量好，废品少，生产周期短，而且能发挥新产品开发快的优势，从而提高经济效益.

2.8可运用现代管理技术

在数控机床上，加工所需要的时间是可以精确预计的，并且相同工件所用时间基本一致.因而可以精确估计工时和工时费用.这有利于精确编制生产进度表，有利于均衡生产和取得更高的预计产量.

用FCAD/CAM可以实现设计与制造即时化，并行化，网络化，大大缩短产品开发时间.

2.2数控编程的一般流程

在计算机上进行图形交互式数控编程可分为4个阶段：准备工作阶段、技术方案阶段、数控编程阶段以及程序定型阶段。

2.2.1准备工作阶段

在该阶段，主要是生产管理部门根据生产计划下发编程指令、工装准备以及下发有关工程图纸或CAD模型。

2.2.2技术方案阶段

数控编程前的首要工作是制定技术方案。技术方案阶段主要的任务是根据创建的制造资源，编制数控加工的工艺方案。数控工艺方案的设计是有难度的，因为要处理的信息量大，各种信息之间的关系又极为错综复杂，主要靠工艺师工作经验以及经实践检验的和优化的典型加工实例，经总结、提炼和分类，制作成工艺样板（即加工模板），存储在工艺数据库中，供工艺人员调用。随着日积月累工艺资源日益丰富，可使工艺规程的编制实现“规范化”，从而大大提高生成速度和成功率。

2.2.3数控编程阶段

在编程准备期间，主要的依据使图纸（或CAD模型）、编程指令以及下发的工艺文件。首先，编程员分析零件的几何特征，构思加工过程，结合机床具体情况，考虑关键的定位，选用夹具和设计夹具。在准备工作环节中，另一个主要任务是建立零件的数控加工模型（CAM模型）。一般情况下，不需要建立CAM模型，CAD模型就可以直接用于定义加工參数和加工对象，生成刀具加工轨迹，但是许多情况下，仍然建立CAM模型，其目的有3个：

1）压缩和简化——提取CAD模型中的曲线和曲面，建立简洁的加工模型，压缩某些与制造无关的特征，提高运算速度和使刀具轨迹合理.

2）修补——对某些造型有缺陷的模型加以修补.

3）增加——增加一些加工辅助线和辅助面有了加工模型，就可以根据加工的环境制定模本，确定刀具以及加工方法等数控编程的最后环节是数控程序的验证工作，可分为计算机验证和试切验证。

2.2.4家具雕刻编程工艺流程

数控编程是从零件图纸中获得数控加工程序的过程。它的主要任务是计算加工走到的刀位点（cutter location point，简称CL）。刀位点一般取刀轴线与刀具表面的交点，多刀轴加工还要给出刀具矢量。数控编程的核心工作就是生成刀具轨迹，然后将其离散成为刀位点，最后经过后置处理生成数控加工程序。它以内部统一的数据格式直接从CAD系统获得产品的三维几何模型，通过输入工艺控制参数，生成刀具轨迹，再利用计算机仿真检查干涉和碰撞情况，再经后置处理模块生成数控机床所能接受的代码。因而，根据家具雕刻加工工艺特点及Mastercam软件的特点，以及本文对家具雕刻制作过程的分析，编制了家具雕刻编程的一般工艺流程。后面两章将按照这个流程细化每一步的过程。

3.家具CAD/CAM的缺点

3.1人员素质要求高

CNC加工设备对操作和设计人员要求高，不但要懂CAD/CAM，还必须熟悉家具生产工艺，二者缺一不可.

3.2设备复杂

由于设备复杂系数高，对维护者的技术水平要求相应增高，而且维护费用比普通设备高.

3.3小刀具不宜

当加工所用的刀具直径小于5mm时，由于刀具太小，线速度太低，影响加工质量.

3.4能实现大批量生产

CNC加工设备的加工范围也不断扩大，不但能满足小批量多品种，而且已能满足多品种大批量生产.如图5是出口美国的餐椅椅背部件大批量生产刀具路径及工件加工定位图，

用一台8轴CNC分4轴一组联运生产，正常情况下可生产480件/小时.一些认为 CNC加工设备只能用于小批量，多品种的认识是错误的.笔者实践实现.若设计与制造复杂零部件且批量很小.由于需高技术专业人 CAD/CAM编写NC码的工作量相当大，并不经济.

3.5调试简单

基于建模过程的加工特征识别 篇7

自动特征识别是实现CAD/CAPP/CAM集成的智能转换接口, 主要包括基于面表示和基于体表示的两类特征识别[1]。这些方法大多从最低层的零件实体模型 (B-REP或CSG形式) 开始, 将最基本的点、线、面按照一定的拓扑结构组合, 对其进行基于某种规则的组合和匹配, 构造特征实体;并与预定义特征进行比较匹配, 确定特征类型并提取特征参数[2]。

目前的方法对简单零件模型是适用的, 对于存在许多相交特征的复杂零件, 则存在以下问题:①特征存在不同程度的几何信息和拓扑信息的丢失, 丢失情况无固定模式可循;②相交特征多重解释引起的组合爆炸, 造成了相交特征识别困难, 且相交后形状各异, 无法归纳出通用规则进行匹配;③线与线的相交、面与面的相交、体与体的相交是复杂的计算, 将耗费大量的计算资源[3]。

1 算法核心思想

依据建模方式可将建模过程可分为两类:一类是基于草图的建模, 如拉伸、旋转、扫描等操作;一类是基于已有拓扑实体的建模, 如倒角、倒圆等操作。大多数CAD系统利用宏命令记录零件建模的设计历史, 并维护用户设计意图[4]。本质上, CAD系统也接收上述用户输入信息, 计算模型的底层数据 (点、线、面及其拓扑关系) , 并构造模型的B-REP或CSG表达, 因此宏命令中的信息与模型的底层数据具有对应关系[5]。例如, 用户绘制了一个封闭边环, 选择拉伸命令并确定拉伸方向和长度, 得到一个拉伸体, 其宏命令中的信息如图1所示。

根据以上分析, 本文另辟蹊径, 避免对零件实体模型中的点、线、面进行拓扑分析和特征重组与匹配, 而利用零件设计过程中CAD系统以宏命令方式记录的建模过程, 采用递推式特征识别策略, 分析建模命令及其相关联的几何信息和拓扑信息, 查找特征痕迹, 识别每一个建模过程产生的特征, 而不是从零件的最终建模结果一次识别所有特征。

对于非草图的建模过程, 特征识别相对简单, 只需从宏命令中获得边或面的标识以及倒圆、倒角半径等特征参数就可以完成特征识别。对于基于草图的建模过程, 则需要设计相应的算法进行识别。本文着重讨论基于草图的建模过程的特征识别。

假设零件B-Rep模型中拓扑实体 (包含点、线和面) 数量为N, 第i次特征建模过程产生的拓扑实体 (只包含点和线) 数量为Ni (i=1, 2, …, m) 。因为模型中的部分几何实体和拓扑实体是在建模过程中由几何运算产生的, 并非由设计者绘制生成, 所以N>N1+N2+…+Nm。对于特定的算法来说, 假设前者复杂度为O (N2) , 则后者为O (N12+N22+…+Nm2) , 显然前者复杂度大于后者复杂度;同时由于避免了相交特征识别, 故效率将会大幅度提高。

2 相关概念

2.1 设计过程单元

用户创建了草图后, 对其进行拉伸、旋转等操作, 或者选择模型的边或面进行倒角或倒圆, 或者对两个特征体进行布尔操作, 最终使零件模型产生变化, 构成一次设计过程单元。

2.2 特征加入方式

零件模型可以用特征以一定操作顺序组合表达。特征加入方式表明特征对零件模型产生的效果。本文定义了如下4种特征加入方式 (图2) :

(1) 创建。对草图进行拉伸、旋转或扫掠等操作产生的特征, 零件的第一个特征必须以创建的形式生成。

(2) 布尔加。将本次生成的特征加入到模型中。

(3) 布尔减。从上一次操作的模型中减去本次生成的特征。

(4) 布尔交。上一次操作的模型与本次生成的特征的共同部分。

2.3 特征操作树

由于本文算法以设计过程单元为识别单位, 因此必须利用特征操作树记录零件的特征建模过程, 以便完成整个零件的特征识别, 特征操作树包括[6]:

(1) 根节点, 表达模型的建模结果。

(2) 叶子节点, 即特征对象, 包含所有属于或与其关联的信息, 如用户利用旋转操作创建特征, 则存储草图的依附面、草图本身以及旋转角度。

(3) 内部节点, 代表叶子节点与叶子节点或子树之间的特征加入方式, 反映操作对模型的影响。

零件的特征操作树实例如图3所示。本文利用宏命令重构操作特征树, 并从最底层叶子节点开始, 逐个识别每个建模过程产生的特征, 直至零件的根节点, 从而完成特征识别过程。

2.4 基于建模过程的零件模型定义

零件的B-REP模型是从点、线、面以及拓扑关系描述零件实体的模型。本文利用宏命令描述的建模过程及其相关信息定义零件模型PM, 格式如下:

${\rm P}{}_{\text{Μ}}=({\rm P}{}_{\text{U}},{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}F}{}_i)$

其中, PU为设计过程单元分配的标识Tf i构成的数组, PU= (Tf1, Tf1, …, Tf n) , 用于描述建模过程。Fi表示每个设计过程单元对应的特征, Fi= (Si, Ti, Mi, Oi) , 其中, Si表示用户创建的二维草图, 一般由封闭边环表示, 当建模命令为倒角、倒圆等操作时, 该项为空;Ti表示创建时引用的已有拓扑实体, 对基于草图的特征, Ti表示特征的依附面, 对于倒圆、倒角等特征, Ti表示操作所对应的边或面;Mi表示生成特征的方法, 如拉伸、旋转、倒圆等;Oi表示特征的加入方式。限于篇幅, 本文讨论拉伸操作生成的特征的识别。

尽管CAD系统并没有为每个建模操作显式定义特征加入方式, 但不同的特征加入方式对零件模型产生的效果是不同的, 因此在基于建模过程的模型定义中, 显式定义了特征加入方式。例如, 对凸边倒角是切除零件材料 (布尔减) , 对凹边倒角是增加零件材料 (布尔加) , 如图4所示。

3 特征识别预处理

本文特征痕迹查找思路是:从草图轮廓开始, 构造表达轮廓的封闭、有向边环;分析边环的几何特性, 确定可能的特征痕迹;依据特征加入方式和建模方法进一步确定边环产生的特征类型。预处理的目的是:对草图中的边进行重组, 构造封闭、有向边环;判断边环的材料侧, 确定该边环产生的特征是增加零件材料还是切除零件材料。

3.1 边重组

CAD软件输出的宏命令中, 草图轮廓曲线是按照设计者创建的时间先后顺序记录的, 不一定是封闭边环, 需要进行重组, 重组方法具体如下:

(1) 从轮廓中任取一条边 (直线段或圆弧段) , 获得其端点的几何信息, 将该边作为FirstCurve。

(2) 从剩下的边中查找使用了FirstCurve端点的边, 作为NextCurve, 判断该端点是NextCurve的起点还是终点, 如果是终点则不处理, 如果是起点, 则将该边反向 (图5) 。随后将FirstCurve存储到Startcurve中, 将NextCurve作为FirstCurve。

(3) 重复步骤 (1) 和步骤 (2) , 直到FirstCurve和Startcurve相同为止。

(4) 如果轮廓中还有边未被查找到, 则重复步骤 (1) ～步骤 (3) , 直到所有的边均被查找到为止。

(5) 将边环的旋向调整为逆时针方向 (图5) , 以便进行下文中凸点和凹点的判断。本步骤可以通过相邻边之间的坐标值比较和判断完成。

若曲线是圆, 因本身已经封闭, 可直接将其旋向调整为逆时针方向, 单独作为边环处理。

3.2 材料侧的确定

确定模型材料位于边环的内侧或外侧是判断特征类型的重要信息。首先定义两个概念:

(1) 凸点和凹点。如图6a所示, 将以某顶点为起点的边, 绕起点顺时针旋转, 当与以该顶点为终点的边重合时, 若转过的角度小于180°, 则该顶点为凹点;若大于180°, 则该顶点为凸点。图6a中, B为凸点, D为凹点。如果存在圆弧 (图6b) , 则在其上任取一点插入到顶点序列中, 连接邻近顶点构成多边形, 依据以上规则判断顶点的凹凸性。

(a) 没有圆弧边的情况 (b) 有圆弧边的情况

(2) 边环法向量。垂直于边环每条边, 并指向所在边环外部的向量叫边环法向量。如果共享边环顶点的两条边的法线方向与该顶点相邻的两个顶点的连线相交, 则该顶点是凹点, 反之则为凸点。例如CD和DE法线方向与EC相交, 则D为凹点, 同理, B为凸点, 如图6a所示。

根据以上定义, 并结合特征加入方式, 可以确定零件的材料侧, 如图7所示:对于创建、布尔加和布尔交方式, 若材料位于外边环的内侧, 则边环法向量不经过材料侧;若材料侧位于内边环的外侧, 则边环法向量经过材料侧 (图7a) 。对于布尔减方式, 若材料位于外边环外侧, 则边环法向量经过材料侧;若材料侧位于内边环内侧, 则边环法向量不经过材料侧 (图7b) 。

(a) 创建、布尔加和布尔交情况 (b) 布尔减情况

根据边环的内外特性和特征加入方式, 将边环分为两类:

(1) Ⅰ型边环为特征加入方式为创建、布尔加和布尔交的内边环和特征加入方式为布尔减的外边环。材料侧位于这类边环外部。

(2) Ⅱ型边环为特征加入方式为创建、布尔加和布尔交的外边环和特征加入方式为布尔减的内边环。材料侧位于这类边环内部。

4 特征识别

本文以槽特征为例详细说明特征识别算法流程:从二维草图中查找特征的痕迹, 对特征痕迹进行分析并获取特征参数。

4.1 特征痕迹判定

加工方法和加工设备的不同时, 槽特征的定义不同。如果进行数控铣削, 那么槽的边界可以是任意不规则曲线。槽特征的识别相对简单, 只需判断边环内部是否有材料即可。如果采用普通铣床加工槽, 在一次定位装夹且没有靠模的情况下, 刀具只能沿着直线运动。本文将槽特征定义为铣刀在零件内部直线移动后形成的空腔, 即存在两个相互平行的平面, 且从平面法向看, 两平面存在重叠部分。从工艺和成本角度考虑, 槽宽应小于刀具的路径。

通过分析, 可得到槽特征痕迹的判据如下:两条平行边对必存在重叠区, 将一条直线段投射到另一条直线段上, 两者全部或部分将重叠, 如图8所示。

为保证两条平行边对构成零件空腔, 结合特征加入方式和所在边环的性质, 进行槽特征痕迹判断:

(1) 特征加入方式为创建、布尔加、布尔交时, 若所在边环都为Ⅰ型内边环, 且边环法向量相离 (一条边的边环法向量与另一条边不相交, 见图9b) , 则存在槽特征痕迹;若所在边环都为Ⅱ型外边环, 且边环法向量相对 (一条边的边环法向量与另一条边相交, 见图9c) , 则存在槽特征痕迹。

(2) 特征加入方式为布尔减时, 若所在边环都为Ⅱ型内边环, 且边环法向量相对 (图9e) , 则存在槽特征痕迹;若所在边环都为Ⅰ型外边环, 且边环法向量相离 (图9f) , 则存在槽特征痕迹;若一条边属于Ⅰ型外边环, 另一条边属于Ⅱ型内边环, 且边环法向量相同 (图9g) , 则存在槽特征痕迹。

槽特征判断决策树见图10。

4.2 特征验证和参数获取

特征验证和参数获取目的是确定槽特征与其他边或边环在不干涉条件下的最大边界, 并获得特征参数, 进一步剔除无效痕迹。最大边界的判断方法是:将平行边对的边延长, 若与边环的其他条边有交点, 则最大边界为延伸后的边界;若没有交点, 则槽特征原始边界不变。如图11所示, 边d延长后与a和i有交点;边h在+Y方向与e有交点;而b没有交点, 其槽特征边界不变。

在图11的封闭边环中, Y方向有5条平行边, 共10条平行边对:b-j、d-j、f-j、h-j、b-d、b-f、b-h、d-f、d-h、f-h, 其中平行边对b-d、d-f、f-h、d-h、b-f、b-h不存在重叠区, 是无效痕迹;b-j、d-j、f-j、h-j存在重叠区。

平行边对b-j的初始重叠区为线段b的长度, b延伸后与边环的其他边没有交点, 则b-j的最大边界仍为初始重叠区。槽的宽度为a的长度, 大于b的长度 (刀具轨迹长度) , 不符合槽特征定义, 将其剔除。同理, f-j也被剔除。

平行边对d-j的初始重叠区为线段d的长度, d延伸后与边环其他边的交点为A和B, 则最大边界为AB (代表刀具运动轨迹长度) , 大于槽宽 (d到j的距离) , 是有效槽特征。同理, h-j是有效槽特征, 注意此时要将由d-j构成的槽特征边界剔除。

对于X方向平行边对也采用同样的方法进行判断, 得到特征参数。注意, 要将Y方向的槽特征边界剔除, 如a-c边对, 最大边界只能为c的长度。最后根据拉伸长度确定槽深, 完成特征识别全过程。

由此可以看出本文算法的另一个优点, 基于零件B-Rep模型的特征识别只能得到特征的面表示, 但是为确定切削工艺参数[7], CAPP系统要求特征以体的方式表示。本文算法可直接获得特征参数, 省去了面表示转化为体表示和获取特征参数的环节, 提高了特征识别效率。

5 算法实例

本文以UGNX4.0为平台, 开发了加工特征识别软件。下面以某零件的建模过程 (图12) 详细说明。

对于草图2～草图4 (见图13～图15) , 宏命令记录了草图定位面、每条边的几何、拓扑数据、建模操作等信息, 例如:

datumPlane1=workPart.Datums.CreateFixedDatumPlane (origin1, orientation1) …/定位信息

Dim startPoint01 As Point3d=New Point3d (-38.0, 24.2, 0.0)

Dim endPoint01 As Point3d=New Point3d (-19.0, 24.2, 0.0)

line23=workPart.Curves.CreateLine

(startPoint01, endPoint01) ……指定线段起点和终点

算法对草图2和草图3的边进行预处理, 获得2个封闭边环, 由于边环的特征加入方式都是布尔减且为Ⅱ型内边环, 采用本文算法对它们进行分割, 识别槽特征, 草图2和草图3的识别结果如图13和图14所示。对于草图1和草图4, 由于边环的特征加入方式是布尔加且为Ⅰ型外边环 (其中草图1是建模的第1个特征) , 将产生凸起特征。草图1和草图4的边环中存在凹点, 根据材料侧和边环特性可以判断该草图存在槽特征, 草图4的槽特征如图15所示。最后根据边的几何信息计算特征参数, 提供给CAPP系统。

槽深由拉伸长度确定, 例如草图1的拉伸命令:

featureOptions2=extrudeBuilder1.FeatureOptions (

extend1.SetValue ("0") ;extend2.SetValue ("40") ) ,

//指定草图拉伸方向和长度, 拉伸方向垂直于草图平面

算法将圆环识别为孔特征, 根据其宏命令的内容可直接获得特征参数:

Dim center1 As Point3d=New Point3d (-5.8, -7.3, 25.0) ;//圆心

arc1=workPart.Curves.CreateArc (center1, nXMatrix1, 25, (360.0) ) …指定依附面、圆心、半径和圆弧弧度

holeFeatureBuilder1.SetDepthAndTipAngle ("50", "90") …;指定孔的长度和顶锥角

对于边倒圆特征, 宏命令中记录了边的标识和倒圆半径, 可直接识别并获得参数:

seedEdges1 (0) =CType (extrude1.FindObject ("EDGE * 150 * 130") , Edge) 倒圆操作边, 150和130为共享该边

//的面的标识

csIndex1=edgeBlendBuilder1.AddChainset (scCollector1, "5") 指定倒圆方式和倒圆半径

特征识别算法实现过程中还应注意如下几点:

(1) 解析宏命令时, 以建模命令为单元进行特征识别, 注意剔除与建模无关的命令;如果存在undo操作, 注意追踪并取消undo对应的建模命令。

(2) 必须记录每个已识别特征的拓扑元素标识, 并据此重构特征完整的拓扑关系。建模命令可能利用之前特征的拓扑元素作为定位基准或直接操作对象。例如, 创建半径为5mm的边倒圆特征时, 所指定的边并非草图1中的边 (在宏命令中也没有记录) , 而是顶点拉伸操作形成的边, 在草图特征1中该边记录为

Edge (#150, #130) ……;//共享该边的面标识

(3) 注意记录草图的拉伸方向。因为特征的加入方式有时是隐含的, 由特征的拉伸方向确定。例如, 草图2的拉伸方向表明该特征去除了零件材料, 是槽特征;草图4的拉伸方向表明该特征增加了零件材料, 是凸台特征。

(4) 相交特征的判断。特征相交会造成特征体的部分缺失, 并以复杂的形式存在, 对于加工制造工艺具有重要的影响。特征相交性判断方法如下:根据特征参数, 包括定位信息、建立特征的草图轮廓、特征拉伸 (或旋转等其他操作) 方向, 建立两个相交特征对应的特征体;对特征体进行布尔操作和相交关系分析;根据相交关系判别结果, 对特征进行制造特征映射和信息更新。以草图特征2和孔特征6为例, 相交性判断过程如图16所示。

6 结论

(1) 采用递推式特征识别策略, 避免了对零件B-Rep整体模型的点、线、面进行拓扑分析造成的大量计算。

(2) 一次仅对一个建模过程单元中用户绘制的草图及其建模命令进行分析, 避免了相交特征识别困难的问题;分析结果可直接获得特征参数。

(3) 可以方便地重构特征体。

进一步的工作是从以下方面扩展现有算法:更复杂的草图的特征痕迹识别方法, 基于旋转、复合扫掠等复杂建模操作的特征识别算法。

参考文献

[1]花广如, 周雄辉.特征识别的现状与存在的问题及解决方案[J].机床与液压, 2008, 36 (4) :19-22.

[2]王波, 宋长新, 程敬之.自动特征识别的新方法[J].西安交通大学学报, 2002, 36 (8) :707-710.

[3]黎荣, 王金诺.基于特征模型的特征相交识别[J].机械工程学报, 2006, 42 (1) :227-230.

[4]Choi1Guk-Heon, Mun Duhwan, Han Soonhung.Exchange of CAD Part Models Based on the Macro-parametric Approach[J].International Journal of CAD/CAM, 2002, 2 (1) :13-21.

[5]Ranjan R, Kumar N, Pandey R K, et al.Automatic Recognition of Machining Features from a Solid Model Using the2D Feature Pattern[J].Interna-tional Journal of Advanced Manufacturing Technol-ogies, 2005, 26 (7/8) :861-869.

[6]李伟平, 谷正气, 张洪涛.支持产品协同设计的隐式特征表达[J].中国机械工程, 2006, 17 (21) :2233-2237.

铣削加工过程稳定性分析 篇8

铣削加工过程中, 由于不连续切削, 动态切削力周期性地激发刀具和工件相对振动, 导致再生颤振[1]。颤振不但影响加工质量、机床和刀具寿命, 还可能给生产带来危险[2]。因此, 对加工稳定性进行预测显得非常重要。

目前已经提出了很多稳定性预测的方法, 包括解析法、数值法和实验法等[3]。以主轴转速为横坐标, 轴向切深为纵坐标绘制的稳定性叶瓣图是目前普遍使用的稳定性预测工具。Smith等[4]提出了一种基于铣削过程颤振时域仿真来绘制稳定性叶瓣图的方法。Altintas[5]提出了一种利用零级傅里叶级数估计切削力的频域解析法来绘制稳定性叶瓣图的方法。尽管他们对铣削刀具动态特性的研究已经取得了很不错的成果, 但是工件振动的仿真和建模是一个相对较新的领域[6]。尤其是在加工薄壁件的时候, 工件动态特性扮演着决定性的角色[7,8,9,10]。本文在前人的基础上, 考虑工件子系统的动态特性, 建立了铣削加工模型, 推导了相应的稳定性叶瓣图的绘制方法, 并分析了模态参数对叶瓣图形状的影响。

1 二维铣削模型的建立

考虑铣削加工过程中进给方向和法向两个自由度所建立的动态铣削模型如图1所示。

为了避免刀具偏心的影响, 计算时采用平均铣削力, 而平均切削力与螺旋角无关, 所以在模型中假定刀具具有N个螺旋角为0°的刀齿。刀具的振动可以表示为

式中, mti、cti、kti (i=x, y) 分别为相应方向刀具系统的质量、阻尼以及刚度;FTi表示作用于刀齿上的切削力沿相应方向的分量。

将式 (1) 用矩阵的形式表示为

式中, mt、ct、kt分别为刀具系统的质量矩阵、阻尼矩阵以及刚度矩阵;ut、FT分别为刀具系统的位移矢量及力矢量。

对式 (2) 进行拉氏变换, 得到刀具系统在拉氏域的运动方程:

令mts2+cts+kt=Bt (s) , 式 (3) 变为

于是, 刀具系统的传递函数矩阵可表示为

式中, adjBt为Bt (s) 的伴随矩阵。

同理可得工件系统的传递函数矩阵ΦW (s) 。

式 (1) ~式 (5) 是获取系统传递函数的依据, 实际应用中通常采用锤击试验或有限元分析的方法来得到系统的传递函数。

2 稳定性叶瓣图的绘制

以主轴转速为横坐标, 轴向切深为纵坐标绘制的稳定性叶瓣图是预测加工稳定性的有效工具。根据刀具子系统和工件子系统的传递函数, 结合切削条件, 通过建立稳定性数学模型, 计算出轴向切深和主轴转速的临界值, 能够快速地绘制出稳定性叶瓣图。

2.1 动态铣削力建模

铣削加工中沿铣刀径向的总切削厚度由两部分组成, 一部分是静态切削厚度, 另外一部分是动态切削厚度, 总切削厚度构成方法如图2所示。

沿径向的总切削厚度可表示为

式中, υjt (t) 为当前时刻刀齿沿径向的动态位移;υjt (t-T) 为前一个刀齿切削周期刀齿沿径向的动态位移;υjw (t) 为当前时刻工件沿径向的动态位移;υjw (t-T) 为前一个刀齿切削周期工件沿径向的动态位移;hst (t) 为静态切削厚度。

由于静态切削厚度不影响振动的产生, 故将振动忽略, 同时考虑切削的断续性, 式 (6) 改写为

其中, g (φj) 为单位阶跃函数, 用来确定刀齿是否处于切削中, 即:

式中, φst、φex分别为刀齿的切入角和切出角。

沿径向的动态位移可以通过刀具和工件沿进给方向x和法向y的动态位移进行坐标变换得到:

由于φj (t) =φj (t-T) , 将φj (t) 和φj (t-T) 统一记为φj。将式 (8) 代入式 (7) 得:

其中, Δpc=pc (t) -pc (t-T) (p=x, y;c=t, w) 。

作用在第j个刀齿上的动态切向力和径向力为

式中, a为切削深度;Ktc为切向切削力系数;Kr为径向切削力系数Krc与切向切削力系数Ktc之比, 即Kr=Krc/Ktc。

将动态切削力沿坐标轴方向分解得:

工件与刀具所受的力大小相等, 方向相反, 可表示为

将式 (9) 和式 (10) 代入式 (11) 并求和, 得到n个刀齿受到的总的动态切削力, 整理为矩阵形式可表示为

将式 (12) 在时域用矩阵的形式表示为

定向因子A (t) 随时间呈周期性变化, 取其零级傅里叶级数进行简化得到动态铣削力为

2.2 铣削稳定性研究

将当前时刻t和前一个刀齿切削周期 (t-T) 刀具和工件的振动矢量定义为

于是, 刀具和工件之间的相对振动位移在频域内可表示为

当前时刻t的振动和前一个刀齿切削周期 (t-T) 的振动在频域内有如下关系[11]:

于是, 式 (15) 可以表示为

在频域内有[11]:

其中, FT是刀具所受力FT (t) 在频域内的表示, ΦT (iω) 和ΦW (iω) 是刀具和工件在频域内的传递函数:

Φpxx (iω) 和Φpyy (iω) 分别表示刀具和工件在x和y方向的直接传递函数, Φpxy (iω) 和Φpyx (iω) 分别表示刀具和工件在xy方向和yx方向的交叉传递函数。

将式 (16) 代入式 (15) 得:

式 (14) 在频域内表示为

将式 (17) 代入式 (18) 整理得:

式 (19) 可看作是关于FT的方程, 该方程有非零解的条件是:

忽略交叉传递函数, 式 (20) 可表示为

于是, 式 (20) 的解可表示为

由于传递函数为复数, 所以Λ也为复数, 将其记为Λ=ΛR+iΛI, 与式 (21) 联立, 可得:

a表示铣削加工的轴向切深, 应为正实数, 所以式 (24) 的虚部应为零, 于是可得:

将式 (25) 代入式 (24) 整理得:

给定颤振频率ωc, 可以根据式 (26) 计算出临界轴向切深alim。对于给定的颤振频率ωc, 有:

由式 (27) 可得当前刀齿与前一个刀齿振痕之间的相移:

式中, k是振动波纹数, k=0, 1, 2, …。

于是, 对应于颤振频率ωc的主轴转速为

在固有频率附近选择颤振频率ωc, 根据上述过程可以求得对应的临界轴向切深以及主轴转速。以主轴转速为横坐标, 轴向切深为纵坐标, 将计算结果绘制在坐标系中。图3所示是考虑单阶模态的稳定性叶瓣图, 图中阴影部分表示颤振稳定区域, 阴影部分以上的为不稳定区域, 据此来判断铣削加工是否发生颤振, 选择合适的加工条件。

3 模态参数对稳定性叶瓣图的影响

采取控制变量法对各模态参数对叶瓣图形状的影响进行研究。每次仿真均采取同样的刀具、工件及切削条件, 以保证切削力系数及切入切出角不变。根据需要, 在实测模态参数的基础上, 一次仿真中人为地改变特定的某个或某些模态参数, 保持其余的模态参数不变, 以研究特定模态参数对叶瓣图的影响。

3.1 刚度对叶瓣图的影响

采用直径为20mm的四齿铣刀进行全齿铣削加工, 切向切削力系数Ktc=1319.4MPa, 径向切削力系数Krc=788.83MPa。表1所示为某机床刀具—工件耦合系统的模态参数。

保持系统固有频率和阻尼率不变, 同时改变x向和y向的刚度值, 采用给定刚度值的0.5倍、1倍和2倍进行仿真, 结果如图4所示。

从图中可以看出, 采用较大刚度值所绘制的叶瓣图有较大的轴向切深, 对应更大的加工稳定域。稳定切削深度 (叶瓣最低点所对应的轴向切深) 随着刚度值的增大而增大, 叶瓣的峰值也有明显的增大。

3.2 阻尼率对叶瓣图的影响

仍然采用表1给定的模态参数, 保持固有频率和刚度值不变, 同时改变x向和y向阻尼率, 分别采用给定阻尼率的0.5倍、1倍和2倍进行仿真, 结果如图5所示。

从图中可以看出, 采用较大阻尼率所绘制的叶瓣图有较大的轴向切深, 对应更大的加工稳定域。但是改变阻尼率对叶瓣峰值的影响没有改变刚度对其峰值影响明显。

3.3 阻尼率和刚度对叶瓣图的共同影响

前面已经说明了阻尼率和刚度分别对叶瓣图的影响效果, 现研究两者对叶瓣图的共同作用效果。采用表1中的参数, 保持固有频率不变, 保持阻尼率与刚度的乘积不变, 按如下比例同时改变x向与y向阻尼率和刚度:k1∶k2∶k3=0.5k∶k∶2k, ξ1∶ξ2∶ξ3=2ξ∶ξ∶0.5ξ, 仿真得到的结果如图6所示。

从图中可以看出, 阻尼率和刚度乘积不变时, 叶瓣的稳定切削深度不变, 峰值随刚度的增加而增加。综合考虑前两节的仿真结果, 可以看出阻尼率和刚度对叶瓣稳定切削深度的影响是一致的, 刚度对峰值的影响较阻尼率大。

3.4 固有频率对叶瓣图的影响

假定某系统x向和y向模态参数相同, 阻尼率ξ=0.0153, 刚度k=9.495×106N/m, 采用3.1节中的刀具、工件及切削条件, 改变系统固有频率, 分别取ωn1=400Hz, ωn2=600Hz, ωn3=800Hz进行仿真, 得到的叶瓣图如图7所示。

从图中可以看出, 随着固有频率的增大, 叶瓣图向右平移, 但是其稳定切削深度及峰值都保持不变。

3.5 多阶模态对叶瓣图的影响

依照单模态稳定性叶瓣图的绘制方法, 绘制出各阶模态对应的稳定性叶瓣图, 再取下包络线进修剪即得到最终的稳定性叶瓣图。

假定系统的x向y向模态参数相同, 采用3.1节中的切削条件, 系统的第一阶模态参数如表2所示。

通过对多组数据进行仿真试验, 多阶模态的叶瓣图分为三种形态。现选取具有代表性的三组参数作为系统的第二阶模态参数, 如表3所示, 分别给出仿真结果。

图8给出了只考虑系统第一阶模态的仿真结果以及同时考虑系统两阶模态的仿真结果。

从表3可以看出第一组参数给定的第二阶模态动刚度较第一阶模态大得多, 其对应的叶瓣图如图8b所示。此时, 第二阶模态对应的叶瓣图在第一阶模态对应的叶瓣图之上, 且两者不相交, 最终的颤振稳定域与图8a相同。第二组参数给定的第二阶模态动刚度仍然较第一阶模态大, 但是较第一组小, 对应的叶瓣图如图8c所示。此时, 较图8a而言, 稳定域被削减了一部分, 图8c中阴影部分即为被削减的部分。第三组参数给定的第二阶模态的动刚度较第一阶模态小, 其对应的叶瓣图如图8d所示。此时, 第二阶模态对应的叶瓣图在第一阶模态对应的叶瓣图之下, 与图8a相比, 颤振稳定域变为第二阶模态对应叶瓣图的下方区域。

综合上述分析, 可以得出以下结论:稳定性叶瓣图的主要形状由动刚度最小的模态决定, 其余动刚度较小的模态可能影响颤振稳定域, 产生“削峰”[12,13]现象, 减小颤振稳定区域, 动刚度较大的模态对叶瓣图形状没有影响。

4 结论

(1) 刚度和阻尼率影响稳定性叶瓣图的纵向形状, 增大刚度、阻尼率都能够使叶瓣图整体上移, 增大刚度还能够明显增大叶瓣图的峰值;保持动刚度 (刚度与阻尼率之积) 不变, 叶瓣图的谷值不变, 峰值随刚度的增大而增大;固有频率影响叶瓣图的横向形状, 随着固有频率的增大, 叶瓣图向右平移。

(2) 考虑多阶模态的稳定性叶瓣图, 其主要形状由动刚度最小的模态决定, 其余动刚度较小的模态可能对叶瓣图产生“削峰”现象, 动刚度较大的模态对叶瓣图的影响可以忽略。

加工过程 篇9

1 数控加工过程中的梯形螺纹加工工艺

1.1 新型梯形螺纹加工工艺与传统的螺纹加工工艺

传统的梯形螺纹数控机床加工工艺是采用直接进入, 然后再左右切割, 制成成品, 这种方法很容易出现扎刀现象, 而且机床生产效率很低。而新型的梯形螺纹数控加工工艺程序设计更加科学规范, 采用现代化的计算机技术, 使用软件对工艺程序进行设定, 其加工过程中先对机床的精度进行检查, 然后对元件进行多程序的加工。新的梯形螺纹加工工艺从编程、受力分析以及背吃力量等几个方面都比传统的加工工艺具有优势和积极推广的意义。

1.2 新型梯形螺纹加工工艺

首先, 对数控机床的精准度进行调整, 然后将选定的加工材料放入数控机床中, 在加工前, 工作人员必须要对机床的精度进行检验, 确保机床加工的精准度, 使之能满足梯形螺纹加工的需求。其次, 工作人员应该使用规范的装夹方式和机床车削方法, 一般我们使用的装夹方法就是在工件的一端使用三爪盘夹持, 另一端用顶尖将其顶住, 将机床装夹的一端设计成为台阶式, 以防止加工过程中工件轴震动而导致机床在加工过程中的精度得不到保证, 从而对梯形螺纹造成一定的误差。工作人员应该注意到, 另一端在绑定顶尖时, 不能使顶尖顶得太紧, 应该保持一定的空间范围, 有效防止梯形螺纹的变形。

螺纹车削又分为粗车和精车两道加工工序, 在具体加工中, 当零件进入车削时, 先进入粗车道, 对元件进行初步开槽, 并且将径向保留0.1mm-0.2mm的加工余地, 还要保持梯形螺纹底径到顶径牙形之间的距离为0.2mm-0.4mm。在粗车加工中保留元件加工余地是为了元件在精车加工中不会变形, 确保最终加工出器件的精准度。在精车加工过程中, 一般要进行两次精车加工, 并且在加工过程中使用G92系统的动态误差检测器, 一般机床的背吃刀量尺寸为0.2mm-0.3mm, 需要使用精车刀对精车内径尺寸进行测量和调整, 将背吃刀量调整为0.25mm-0.55mm之间。而由于粗车和精车都使用直进切割方法, 在加工时, 对精车刀的刀刃有一定的要求, 保证精车刀刃的宽度等同于螺纹牙槽宽度, 最终编制精工程序, 在编制过程中, 应该直接将径向尺寸编制到螺纹的底径, 工程传动速度设定为120-150r/min, 最终完成加工工艺。

2 数控加工过程中的梯形螺纹程序设计

梯形螺纹数控加工工艺的实施具有一定的难度, 主要是由于该加工工艺的程序设计比较复杂。由于现代计算机技术的不断发展, 很多生产设备中应用计算机程序对加工过程进行控制, 以确保器件生产的精准度, 减少人为操作造成一定范围内的误差。梯形螺纹数控机床加工工艺主要利用VERICUT数控加工仿真软件中技能, 将机床与计算机连接, 然后通过VERICUT软件对机床编程、受力分析以及背吃力量等情况进行设定。首先是选择控制系统与机床, 打开程序, 选择控制菜单, 点中fan Ot.ctl;然后点击机床, 出现机床控制菜单, 选择turn—thread—cycles.much;然后输入要生产旗舰的规格, 初步设定成功后, 再就是建立坐标系统, 在项目树中开始程序设置, 在器件规格建模的右端, 点击打开G-代码设定项目, 然后在菜单栏中设定机床参考点, 根据实际生产规模设定。其次, 对机床中的加工刀具进行设计, 工作人员根据加工要求, 一般设定三种刀具, 分别为切槽刀、外圆刀以及梯形螺纹刀。首先从项目菜单中打开刀具管理器, 然后点击添加新车刀, 在界面中出现设置对话框, 选择刀具类型和不同的刀夹, 分别对三种刀具进行选择和设定, 最后调整刀片和刀夹的位置, 于是提醒螺纹数控机床加工工艺的程序基本设定完成。

在整个程序设计中包括:程序设计、工艺工装、形状选择以及刀具材料等方面的工作, 数控机床加工效率直接由程序设计所决定, 程序设计完美, 那么, 数控机床的效率就高;反之, 程序设计劣质, 则导致加工效率低。新的梯形螺纹加工通过将普通车床的加工工艺及路线与计算机设备连接, 利用数控机床的基本功能和软件的特殊功能, 使传统的程序设计更加简洁, 编程效率得到提高, 从而使得加工效率也得到提高。但是, 目前加工工艺水平还有待进一步提高, 所以在程序设计中经过认真计算, 然后在程序中输入正确的精度值。工作人员要做好梯形螺纹的在线测量和误差修改, 梯形螺纹通常使用锯齿厚的游标卡尺对中径进行测量, 在不破坏工件的前提下, 降低检测结果的误差。如果检测结果有误, 那么必须要重新运行精加工序, 因此工作人员一定要对梯形螺纹游标卡尺的精确度进行调试, 确保加工模型的精准度, 可以先调好齿厚, 然后使齿厚卡尺与梯形螺纹轴线之间形成一个弯曲角度, 确保卡尺量得中经数值的精准度, 从而提高加工效率。

3 结论

综上所述, 通过对梯形螺纹数控加工工艺与该工艺的程序设计进行简单分析后, 我们可以得知, 梯形螺纹数控加工工艺是一种新型的加工技术。该种数控加工工艺能提高工作效率和质量, 具有积极推广意义。因此, 技术研究人员还要针对这种加工工艺在具体运用中实施难度大的问题, 不断简化程序设计, 从而简化实施工作, 使得这种加工工艺的使用得到全面的推广。

参考文献

[1]潘克江, 郝明.在经济型数控车床上加工梯形螺纹的新方法[J].机床与液压, 2010 (20) .

[2]刘虹.数控车削加工梯形螺纹的方法[J].制造业自动化, 2011 (5) .

焦油加工生产过程分析研究 篇10

在焦油蒸馏操作过程中, 原料焦油经一段脱水、脱盐后在二段经过管式炉一次汽化, 在二次蒸发器内闪蒸, 切出沥青和二蒽油等重质组分。焦油轻质组分进入馏分塔, 以主要切取轻油、三混油和一蒽油馏分, 进而提取萘、洗油、酚、蒽油等产品。主要馏分的介绍如下。

(1) 三混油馏分是酚、萘、洗油馏分的混合物, 它是焦油加工过程中最重要的馏分, 是工业萘制取过程中的原料。在生产操作中应尽量提高萘油馏分的萘集中度, 以制取工业萘。萘是宝贵的化工原料, 也是大多焦油加工最为重要化产品, 萘的收率影响着整个焦油加工的效果。为最大限度地增加萘油产量, 应将萘油馏分切取到“三混馏分 (酚、萘、洗) 中。

(2) 洗油馏分是焦油蒸馏时切取的230℃-300℃馏分段。当满足蒸馏试验及含萘指标的情况下, 作为吸收油用于焦炉煤气脱苯和脱除气体中某些有机化合物, 通称为洗油。其中主要是中性组分约占9 0%, 其余是碱性、酸性组分。洗油的主要成分有萘、喹琳类、α-甲基萘、β-甲基萘, 吲哚、联苯、苊等, 都是基本有机化工原料。

(3) 蒽油馏分是煤焦油蒸馏切取的300℃-3 6 0℃的馏分段。是提取蒽类产品的原料, 一般又称为I蒽油。主要含有蒽、菲、咔唑等多种组分。其中蒽含量4%~7%, 菲含量1 0%~1 5%、咔唑含量5%~8%, 这些是蒽油馏分深加工提取的主要化合物。国内传统蒽油加工工艺是用I蒽油先经结晶生产粗蒽, 然后以粗蒽为原料用溶剂洗涤法提取精蒽和咔唑, 得到精蒽产品。精蒽是生产染料中间体——蒽醌的原料。

2 影响馏分质量的因素

在焦油加工过程切取的馏分中三混油馏分是重要的馏分, 以三混油馏分为例讨论影响馏分质量的因素:从工艺的角度, 把影响三混质量的因素划分为两个层次。第一层次的影响因素过程牵涉面广, 影响较深, 是基本的影响因素, 包括:焦油的组成、二段焦油的处理量, 二段焦油的进料温度;第二层次的影响因素是纯操作因素, 受操作的影响大, 包括:轻油回流量, 三混采出的控制, 一蒽油采出量, 二蒽油采出量, 一蒽油回流量, 以及过热蒸汽加入量。

3 三混油馏分质量控制的意义和主要操作

现代经济的高速发展, 促使能源的消耗量不断增加, 近几年来, 石油价格的持续上涨及储量的限制, 促进了煤化工工业的迅速发展, 煤化产品生产量大幅提高。同时, 对各种煤化工产品的质量要求也更加严格, 以满足各行业对煤化工产品日益增长的需求。

萘是有机化学工业的重要原料, 是煤焦油中含量最多 (占煤焦油的8%~1 5%) , 提取价值很高的重要组分, 广泛用于生产染料、增塑剂、合成纤维、橡胶、树脂和各种化学助剂等。洗油的成分中含有甲基萘、联苯、苊、芴、氧芴等组分 (占煤焦油的4.5%~6.5%) , 常用于洗涤吸收煤气中的苯族烃和从中提取喹啉类化合物、酚类化合物、甲基萘、二甲基萘、吲哚、联苯、苊、芴、氧芴等产品, 也有一些工厂作为合成柴油的主要原料。因此, 在煤焦油加工中如何提高萘及洗油的产率和质量显得尤其重要。

3.1 提高萘产率和质量

(1) 切取三混馏分, 提高萘的集中度以提高工业萘的产率。

将酚油馏分、萘油馏分和洗油馏分合并作为三混馏分一起切出, 可使煤焦油中萘极大限度地集中到三混馏分中, 萘集中度可达9 6%, 而萘洗两混馏分中萘集中度仅能达到8 6%~9 0%。

主要生产操作指标如下:

一段焦油管式炉出口温度/℃:120~130;

二段焦油管式炉出口温度/℃:380~400;

馏分塔顶部温度/℃:105~115;

三混馏分侧线温度/℃:200~220;

馏分塔底压力/k p a<6 0。

实际操作中, 控制一次气化温度为3 7 0℃~3 8 0℃, 以降低蒽油中含萘量, 含萘量可达到小于4%。Ⅰ、Ⅱ蒽油混和馏分由馏分塔底切取, 增大塔底热量, 提高酚萘洗三混馏分与蒽油馏分的分离效率。提高三混馏分产率, 可以达到2 0%~2 3%。

(2) 加强碱洗工艺, 提高脱酚效率。

酚萘洗三混馏分中, 含有较高的酸性组分、碱性组分。经过碱洗的混合馏分精馏以后, 原料中的吡啶类大多转入酚油和洗油中, 工业萘中的含量小于0.1%, 因此, 碱洗操作是影响工业萘质量的重要环节。

(3) 提高工业萘的收率。

以三混馏分为原料制取工业萘, 萘的精制率可达9 3%以上, 根据双炉双塔设备运行状况和工艺参数的计算, 生产控制最佳方案。

主要生产操作指标:

初馏塔管式炉出口温度/℃265~275。

精馏塔管式炉出口温度/℃:280~。290。

初馏塔塔顶温度/℃:1 7 5~1 8 5。

精馏塔塔顶温度/℃:2 1 5~2 2 5。

初馏塔塔底温度/℃:2 6 5~2 7 0。

精馏塔塔底温度/℃:270~280。

3.2 精制洗油馏分

洗油馏分是多组分恒沸系统, 是煤焦油蒸馏切取的2 3 0℃~3 0 0℃的馏分, 主要用于洗涤吸收煤气中的苯族烃和从中提取喹啉类化合物、酚类化合物、甲基萘、二甲基萘、吲哚、联苯、苊、芴、氧芴等产品。洗油用于吸收煤气中苯族烃的吸收剂时, 其2 3 0℃~2 7 0℃间的轻质组分主要为甲基萘、二甲基萘、联苯、喹啉等, 它们熔点低, 吸苯能力较强;而在270℃~300℃之间的馏分多为重质组分, 主要含有苊、芴、氧芴等, 它们熔点高, 易于析出沉淀, 吸苯能力弱。但这些物质与萘共存时, 则可形成共熔物, 相互降低熔点, 从而减少结晶的析出。对洗油进行加工精制以后, 一方面可以提取出部分宝贵的化合物, 同时也降低了苊、萘、芴、氧芴的含量, 提高了对苯族烃的吸收能力。

3.3 生产控制

(1) 原料进入要均匀稳定, 水分小于0.5%。 (2) 生产中保证物料和热量平衡, 初馏塔和精馏塔底残液连续稳定排放, 排放量为进料量的20%~25%。 (3) 严格控制初馏温度。若塔顶、塔底温度偏低, 则酚油切取不尽, 影响精馏塔操作;若塔顶、塔底温度偏高, 则酚油中含萘量偏高, 降低萘的精制率, 初馏塔切取酚油中含萘量小于13%~15%。 (4) 严格控制精馏塔温度。塔顶切取工业萘中萘含量大于9 5%, 塔底侧线切取洗油中含萘量小于5%。 (5) 辅助措施。加强操作人员的培训工作, 提高业务素质, 增强操作技能, 严格按照工艺要求操作, 严格控制各项物理参数 (温度、压力、时间等) 。加强设备的维护和检修。对热油泵、管式炉、蒸发器、馏分塔、精馏塔、冷凝冷却器等关键设备和管道及时维护和检修, 确保设备平稳安全高效地运转。

摘要：本文基于笔者从事生产工作的经验, 并结合工作之余查阅的大量相关资料, 详细介绍了焦油加工生产过程及质量控制。文章首先详细介绍了主要馏分, 探讨了影响馏分质量的因素, 而后从质量控制的角度探讨了如何进行生产控制。相信本文对于从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：馏分,质量,萘,焦油

参考文献

[1]许晓梅.炼焦化工实用手册[M].北京:冶金工业出版社, 1999.

[2]任庆烂.炼焦化学产品精制[M].北京:冶金工业出版社, 1987.

加工过程 篇11

摘 要：本文介绍了机械加工精度的概念及内容，分析了机械加工产生误差的原因，最后提出提高机械加工精度的工艺措施。

关键词：机械加工精度；几何误差；定位误差；工艺

1.机械加工精度的概念及内容

机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。误差越大加工精度越低，误差越小加工精度越高。

加工精度包括三个方面内容：尺寸精度指加工后零件的实际尺寸与零件尺寸的公差带中心的相符合程度；形状精度指加工后的零件表面的实际几何形状与理想的几何形状的相符合程度；位置精度指加工后零件有关表面之间的实际位置与理想。

2.机械加工产生误差主要原因

2.1机床的几何误差

加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。（1）主轴回转误差，机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。（2）导轨误差，导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。（3）传动链误差，传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。

2.2刀具的几何误差

刀具误差对加工精度的影响随刀具种类的不同而不同。采用定尺寸刀具成形刀具展成刀具加工时，刀具的制造误差会直接影响工件的加工精度；而对一般刀具，其制造误差对工件加工精度无直接影响。夹具的几何误差：夹具的作用时使工件相当于刀具和机床具有正确的位置，因此夹具的制造误差对工件的加工精度有很大影响。

2.3定位误差

一是基准不重合误差。在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确误差。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们的实际尺寸都允许在分别规定的公差范围内变动。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。

2.4工艺系统受力变形产生的误差

一是工件刚度。工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大。二是刀具刚度。外圆车刀在加工表面法线（y）方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。三是机床部件刚度。机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。

3.提高加工精度的工艺措施

3.1减少原始误差。提高加工零件所使用机床的几何精度，提高夹具、量具及工具本身精度，控制工艺系统受力、受热变形产生的误差，减少刀具磨损、内应力引起的变形误差，尽可能减小测量误差等均属于直接减少原始误差。为了提高机加工精度，需对产生加工误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取相应的解决措施。对于精密零件的加工应尽可能提高所使用精密机床的几何精度、刚度和控制加工热变形；对具有成形表面的零件加工，则主要是如何减少成形刀具形状误差和刀具的安装误差。

3.2误差补偿法。对工艺系统的一些原始误差，可采取误差补偿的方法以控制其对零件加工误差的影响。

3.2.1误差补偿法：该方法是人为地造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，达到减少加工误差，提高加工精度的目的。

3.2.2误差抵消法：利用原有的一种原始误差去部分或全部地抵消原有原始误差或另一种原始误差。

3.3分化或均化原始误差。为了提高一批零件的加工精度，可采取分化某些原始误差的方法。对加工精度要求高的零件表面，还可以采取在不断试切加工过程中，逐步均化原始误差的

方法。

3.3.1分化原始误差（分组）法：根据误差反映规律，将毛坯或工序的工件尺寸经测量按大小分为n组，每组工件的尺寸范围就缩减为原来的1n。然后按各组的误差范围分别调整刀具相对工件的准确位置，使各组工件的尺寸分散范围中心基本一致，以使整批工件的尺寸分散范围大大缩小。

3.3.2均化原始误差：这种方法的过程是通过加工使被加工表面原有误差不断缩小和平均化的过程。均化的原理就是通过有密切联系的工件或工具表面的相互比较和检查，从中找出它们之间的差异，然后再进行相互修正加工或基准加工。

4.结语

总之，在机加工过程中，产生误差是不可避免的。只有对误差产生的原因进行详细的分析，才能采取相应的预防措施以尽可能地减少加工误差，从而有效提高机加工的精度。

参考文献：

[1]郑渝.机械结构损伤检测方法研究[d].太原理工大学学报.2011年

加工过程 篇12

一、认知心理学的内涵

认知心理学是指主要进行信息加工的心理学科。认知, 就是使用和获得知识。认知中的“获得”就是指在记忆中如何贮存这些知识的内容;“使用”是指如何处理这些获得的知识的过程。获得注重的是“心理结构”,“使用”重在“心理历程”,认知加工就是把“获得”和“使用”相结合。著名的心理学家洛舍认为,认知过程就是信息加工的过程,认知加工等同于信息加工,就是说输入、接受、转变、简化、加工、修饰、存贮、使用信息的过程。正因为此,信息加工还有发现问题和解决问题的功能,就是筛选、接受、使用信息,来解决问题的过程。心理学家在研究认知加工的时候,把人脑比作计算机的信息加工系统—中央处理器。因为,在信息认知过程中, 人类的主观动能性在发挥作用,接受信息、思考和储存记忆的一切功能就像是自动化的信息处理器。因此,认知心理学也叫做“信息加工心理学”。

二、翻译过程的认知心理学理论基础的发展

1.翻译的单位与编码程序理论。翻译单位的讨论一直处于语言学的范畴上,包括音素、词素、短语、句子和语篇。翻译单位是指全部符号结合紧密不能分开翻译的最小的话语片段。在翻译认知的研究中,专家学者以信息加工的角度出发,提出了翻译单位的概念,把翻译单位称为“注意力单位”,是指在翻译过程中翻译者的行为由于外界不可避免的因素的干扰,导致注意力的转移。中断语句,把中断的部分语句称为“注意力单位”。这样体现了翻译单位具有动态性。

2.翻译策略理论。翻译策略就是指对翻译者解决问题的心理过程的详细记录,可以反映解决问题的具体方法。翻译策略包括以下三种:基本结构、扩展结构、复杂结构,基本结构一共有五种不同的类型。扩展结构是指在基本结构上加了一个及以上的扩展;复杂结构是由一些基本结构或者扩展结构组合而来的。翻译策略理论能够真实记录出译者的认知心里过程,展现了翻译者在认知过程中的具体做法。

3.翻译过程的加工理论。翻译过程的加工理论包括两点:一是自下而上加工和自上而下加工,二是平行分布式加工。自下而上的加工一直是人们讨论的观点,它具有刺激的特性,又叫做数据驱动加工。自上而下的加工观点主要依靠知识经验、期待、文化背景以及在语言中的角色扮演,叫做概念驱动加工。有这样一种说法,自下而上加工与自上而下加工的交换过程就是翻译的过程。两种翻译的用法体现在不同的使用情景,对词素的刺激输入就需要自下而上加工,对已经有经验的解码就需要自上而下的加工。平行分布加工的假定:在人脑巨大的神经网络中,信息是被平行分布加工的,大量的单元相互作用,每个单元都会接到其他单元发送的激活或者抑制的信号。从纵向看平行分布加工,单元发送的激活是从上向下传递的;从横向来看,各个单元都是平行激活的。把平行分布式加工模型引用到翻译认知的过程中,可以具体的描述认知活动中单元的内部结构。

三、构建译者控制加工与自动化加工模型

1.原语的接收、解码与记忆。翻译的过程本身就是加工的过程。在加工的过程中,原语文本中的词汇、句子、语篇是信息加工的主要内容来源,在这过程中也会出现激活记忆中的信息。翻译者曾经的记忆为原语的解码提供了丰富经验和知识,使得信息提取和加工的过程非常之快,所以可以成为自动化。当然译者长期记忆中也不是万能的,在翻译过程中一定会出现生词,根据以往的知识经验,对其进行加工。

2.译者控制加工与自动化加工。译者控制加工和自动化加工主要是指记忆系统的分工与合作进入感觉记忆后,在长时记忆中搜寻有关的信息,再找不到信息的时候,将信息进行加工。在词汇上和结构上的加工是译者自动化,在翻译词汇、句子、语篇方面属于控制加工。自动化加工属于直觉性加工,控制加工是译者运用翻译策略进行翻译的过程,自动化加工是控制加工的基础, 起着辅助的作用,控制化加工是对自动化加工进行补充,是质量的保证。提高自动化加工和控制加工的准确性,保证翻译的质量。

四、结语

本文是在翻译认知的视角下,对译者控制加工和自动化加工进行探讨。根据认知心理学的学科理论基础,了解译者翻译的认知加工的过程,为翻译学科提供了新思路和新方法,为我国的翻译事业提供了有价值的理论指导。

参考文献

[1]陈罗霞.翻译认知过程视角下译者控制加工与自动化加工研究[D].湖南大学.2013.