异形类零件的数控加工

2024-05-11

异形类零件的数控加工（共12篇）

异形类零件的数控加工篇1

0 引言

异形件、薄壁件的零件在普通机械加工过程中, 因为零件壁厚很薄, 刚性较差, 在机械加工过程中切削力很容易使工件发生不可估量的变形, 因而无法达到图纸的技术要求;而电加工在加工过程中主要利用电腐蚀原理进行切割加工, 加工过程中产生的切削力应力很小, 加工后零件基本上变形量很小。为到达图纸要求则利用机械加工和电加工相结合的方法进行零件的加工操作。

1 传统的机械加工

传统的加工主要依靠车、钳、铇、铣、磨、镗。以钳工为核心, 个人能力的局限性, 过多人为因素的参与, 使得生产的水平、效率和可靠性受到限制, 管理也相当有难度。在精度和产品质量也受到很大限制。人力要求多也是一个难题。

随着机床设备和加工刀具的高速发展, 切削加工在整个制造业中扮演着重要的角色, 但也暴露出了一些问题: 比如对硬质材料的加工必须要经过热处理工艺, 但是热处理工艺又伴随着相应的零件变形和内应力的产生, 后续必须要进行处理, 较为麻烦。另外, 对于复杂零件, 异形零件, 超薄零件等负面的加工也有很大的局限性, 因此加工也比较麻烦。

2 电加工原理

电加工是利用电极与工件之间的放电腐蚀效应的一种加工方式, 一般采用高频脉冲回路进行放电。与传统加工相比, 其显著特点有:加工精度高, 能克服传统加工对高硬度材料加工的缺点, “以柔克刚”, 此外还能显著提高加工效率和得到较好的表面质量。

电加工主要适用于加工传统机械切削加工难以加工或无法加工的材料。如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。因为材料的去除是靠放电热蚀作用实现的;可加工特殊及复杂的零件。由于在加工过程中不受切削力, 工件与工具间宏观作用力很小, 所以便于加工各种型孔、立体曲面、小孔、深孔、窄缝零件, 而不受工件和工具刚度的限制;电加工可改变机械零件的加工工艺路线, 由于加工时不受材料硬度、脆性等的影响, 所以在淬火后进行加工, 从而避免淬火过程中产生的热处理变形;加工过程中脉冲电源的参数随时可以调节, 所以加工过程中, 只需调整电参数即可切换粗、半精、精、超精加工;线切割加工可用于贵重金属下料、窄缝切割、细微异形孔切割、上下异形切割等。

如图1:加工制造如下零件, 材料为2A12。

实例讲述一下该零件的加工方法, 通过分析零件结构, 此零件用普通机械加工无法达到侧面形状和尺寸要求, 另外该零件同时属于异性件零件, 并且薄厚只有4.5mm。普通的机械加工很难加工出来, 并且成本极高。综合分析该零件的结构特点和加工工艺, 此零件需用到普通机械加工、数控加工和电加工三者有机结合。

(1) 机械加工, 在数控铣削过程中完全可以把单个零件铣削加工出来, 但是成本比较高, 用材也非常浪费, 此时应考虑把机械加工和电加工相互结合起来加工制造此零件。因此可以考虑首先进行机械加工, 首先下料外圆大于151 (留出加工余量单边3mm) , 再次以车为主, 在普通车床上进行加工, 对零件外形151 和长度尺寸 (留出数控铣削加工的夹位) 进行控制; (2) 数控铣削加工, 在已经加工的圆柱周围铣削出导程2690 的右旋螺旋, 以及外形尺寸, 并且对零件上的孔的位置进行钻点, 一共可以加工出26 件产品, 如图2; (3) 电加工, 把半成品零件从圆柱上切割下来, 利用线切割原理, 夹持工件校正垂直度和平行度后, 编制切割142 的圆程序进行切割, 得到多个半成品零件。从外圆位置上进行切割, 控制走丝速度和切屑量, 防止外圆发生变形; (4) 最后进行钳工钻孔即可。由上分析可见, 机械加工与电加工在产品生产过程中得到广泛应用, 优势不言而喻。原材料得到了有效利用, 零件的精度得到了控制, 生产的速度和质量得到了保障。虽然电加工在制作中起到了重要作用, 但机械切削加工并不能被它所替代, 工艺人员应根据不同的情况, 合理安排应用这些方法, 设计出切合实际的工艺规程。

随着工业不断更新和发展, 普通机械加工已然不能满足零件的设计要求和加工精度, 单纯的机械加工满足不了零部件的加工精度, 特别对于哪些复杂的零件需要先进设备进行加工的零件, 只需要合理利用机械加工和电加工相结合的方法即可避免使用高端先进设备加工, 这样节约了加工成本提高了工作效率和进行效益。

摘要：随着科技的不断发展, 产品更新日新月异, 基本的机械加工已然满足不了零件的加工需求, 在追求加工时间和考虑加工成本等问题上, 机械加工与电加工早已悄然的相互联系相互捆绑。特别是在军品生产和研制过程中的异形件、薄壁件类等零件, 采用电加工和机械加工相结合势在必行。

关键词：异形件,线切割加工,机械加工,数控加工

参考文献

[1]刘晋春.特种加工[M].机械工业出版社, 2008 (03) .

[2]孙庆华.特种加工[M].同济大学出版社, 1998 (10) .

[3]张建华.精密与特种加工技术[M].机械工业出版社, 2003 (11) .

[4]王隆太.现代制造技术[M].机械工业出版社, 1997 (06) .

[5]庞怀玉.机械制造工程学[M].机械工业出版社, 1998.

[6]吴玉华.金属切屑加工技[M].术机械工业出版社, 1998.

异形类零件的数控加工篇2

周光永

一、教材分析 1.使用教材

选用机械工业出版社出版，任国兴主编的《数控车床加工工艺与编程操作》教材。

教材特色：以培养和提高学生在数控加工过程中的分析能力以及实际加工编程的操作技能为目的。2.教学内容

实训篇

课题六《轴类零件的加工》

3.地位作用

轴类零件是常见的机械零件之一，本节内容起到承上启下，并且对学生职业技能的养成起着十分重要的作用。4.教材处理

根据本专业人才培养方案及教材要求将本节教学内容设计成适合理实一体化教学的四个教学课题。

二、学情分析

学习能力：学生初步具备专业课程的学习能力，形象思维能力较强，具有一定的逻辑思维能力。

知识技能：学生初步具备机械识图和机械制造的基础知识，会进行单个项目的程序编制和车削。

情感态度：喜爱理实一体化的教学模式，对未来的工作岗位有一定的了解和向往。

三、教学目标情感目标：养成严格遵守安全操作规程的职业意识； 2 在加工操作中获得成功的喜悦和乐趣；

3.激发学生探究加工较高技术要求轴类零件的兴趣。知识目标：

1.会正确选用刀具及装夹方式，能制定一般轴类零件的加工工艺路线；

2.具备图形中基点坐标的计算、零件程序编制的能力；

3.具备轴类零件加工质量控制的基础能力。认知目标：

1.能识读一般轴类零件的机械图样；

2.掌握轴类零件加工的基础知识； 3.熟悉轴类零件加工的工艺特点。

四、教学重难点教学重点：

1、程序编制过程中指令的准确运用；

2、加工过程中，如何把单个项目进行连贯加工。教学难点：

1、合理选择切削用量，提高加工质量；

2、对工件质量进行分析和处理。

五、教学策略 1.教学模式

采用理实一体化教学模式，教师在“做中教”学生在“做中学”。2.教学方法

3.学习指导

“做中教”，“做中学”

六、教学过程设计（以课题一为例）1.班前教育

2.项目分析，引入任务 3.教师演示，学生模仿 4.实操训练

5.自评、互评、交流讨论、分析总结 6.知识拓展

7.课题小结，布置作业

七、说课小结

某轴类零件的加工工艺分析篇3

1引言

本次所加工的连接轴属于台阶轴类零件，是由圆柱面、轴肩、轴端螺纹孔、键槽等组成。轴肩是用来固定安装在轴上的轴承，键槽用于安装键，以传递转矩;螺纹用于安装吊钩锁紧螺母。

2加工图纸分析

根据工作性能与条件，该传动轴规定了主要轴颈（含有键槽）以及轴肩有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值。另外对于尾端螺纹孔的技术要求也是成品能否正常工作的重中之重。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是前段含有键槽轴颈和尾端螺纹孔的加工。如图1所示为吊钩连接轴的加工技术要求图。

图1 传动轴零件图

3吊钩传动轴加工流程及分析

根据轴类零件的加工工艺流程并集合本次所加工传动轴的实际情况，该传动轴的工艺路线如下：

车两端面，钻中心孔→粗车各外圆→半精车各外圆，倒角→粗磨加工→精磨加工→铣键槽→钻孔→检验。

（1）确定毛坯

吊钩连接轴为一般传动轴，故选45钢可满足其要求。该传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择Φ100mm的热轧圆钢作毛坯。

（2）确定主要表面的加工方法

传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的大部分要表面的公差等级（IT6）较高，表面粗糙度Ra值较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案可为：粗车→半精车→磨削。

（3）确定定位基准

吊钩连接轴并不是所有的面都进行加工，所选取有的Φ100mm毛坯中间一段无需进行加工，则取图中B作为粗基准。对其他需要加工的表面，根据加工余量最小来找正。精基准的选择则选取Φ80mm的装配的轴承面。

合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该零件的几个主要配合表面及轴肩面对基准轴线A-B均有端面圆跳动和径向圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准，采用双顶尖装夹方法，以保证零件的技术要求。

（4）划分加工阶段

该传动轴加工划分为三个阶段：粗车（粗车外圆、钻中心孔等），半精车（半精车各处外圆、台阶和修研中心孔及次要表面等），粗、精磨（粗、精磨各处外圆）。各阶段划分大致以热处理为界。

（5）热处理工序安排

轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。

（6）加工尺寸和切削用量

车削用量的选择，单件、小批量生产时，可根据加工情况由工人确定;一般可由《机械加工工艺手册》或《切削用量手冊》中选取。

传动轴磨削余量可取0.5mm，半精车余量可选用1.5mm。加工尺寸可由此而定。

（7）工件的装夹方法

粗加工时，由于切削余量大，工件受的切削力也大，一般采用卡顶法，尾座顶尖采用弹性顶尖，可以使工件在轴向自由伸长。但是，由于顶尖弹性的限制，轴向伸长量也受到限制，因而顶紧力不是很大。在高速、大用量切削时，有使工件脱离顶尖的危险。采用卡顶法可避免这种现象的产生。

精加工时，采用双顶尖法（此时尾座应采用弹性顶尖）有利于提高精度，其关键是提高中心孔精度。

（8）拟定工艺过程

定位精基准面中心孔应在粗加工之前加工，在调质之后和磨削之前各需安排一次修研中心孔的工序。调质之后修研中心孔为消除中心孔的热处理变形和氧化皮，磨削之前修研中心孔是为提高定位精基准面的精度和减小表面粗糙度值。在制定传动轴的加工工艺过程中，除了考虑主要装配表面加工的同时，还需考虑次要表面的加工。在半精加工Φ60mm、Φ65mm及Φ80mm外圆时，应车到图样所规定的尺寸，同时加工出各退刀槽、倒角;Φ60mm面上的键槽应该在半精车工序后和磨削工序前铣削加工出来，这样既可以确保在铣键槽时有精确的定位基准，又可以避免在精磨后铣键槽时磨损已经精加工出来的的外圆表面。

结语

在现实生产中轴类零件的加工，占有很大一部分的比例，只有利用合理的加工工艺才能生产出合格的工件。每一次的加工都不能马虎，每一部分加工都能决定产品的成败。

参考文献：

【1】吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.高等教育出版社，2008，6

【2】林弈鸿.机床数控技术及其应用.北京：国防工业出版社，2001，2

异形类零件的数控加工篇4

随着生产的发展和科学实验的需要,很多工业产品零件的形状越来越复杂,特殊要求也越来越多[1]。有些方面使用传统的加工方法很难达到目的,甚至根本无法实现。电火花线切割加工属于特种加工的一种,已广泛应用于各种难加工材料、刀具、模具、复杂表面和有特殊要求的零件的加工[2],如加工异形孔、窄缝、带锥度的零件[3],还具有加工上下异形零件的功能。由于上下异形零件形状多种多样,所以,目前我国高速走丝线切割机床中所配备的软件,主要是为用户提供一个加工上下异形零件的平台。在加工具体零件时需要操作者根据具体情况来编制加工程序。由于上下异形零件形状比较特殊,所以加工有一定难度。若编制加工程序时正确运用加工原理,就比较容易得到正确的加工轨迹,进而得到合格的零件形状。

1 上下异形零件的加工原理

所谓上下异形零件是指零件的上表面与下表面不是相似的图形,但上下表面之间择点平滑过渡。如图1和图2所示。

1.1曲面的形成

以图1为例,一条直线L,其上端点沿正六边形的周边、下端点沿圆形的圆周绕Z轴运动,形成零件的外形曲面。因此,上下异形面是由通过上下面上两个不同的二维导线上点的直母线束组成,由上下面的起点连接成的直母线出发,直到上下面的终点连接成的直母线结束,直母线所能倾斜的角度受机床结构限制[4]。

1.2 加工原理

图3为加工由六边形过渡到圆形曲面的1/6时的原理图,OO′为工件加工时的回转轴,AA′为电极丝的起始位置,BB′为加工过程中电极丝的某一位置,当工件在工作台的带动下绕OO′轴回转Δθ角度时,切割零件所使用的那段丝的下面一点始终在圆周上,如不采取其它措施,丝的上面一点将同样沿圆周运动,加工出的将是圆台。为了解决这一问题,电极丝必须同时在上导轮的带动下摆动Δφθ角度,从而保证丝的上面一点始终沿六边形的边运动,此时电极丝由任意位置BB′移动到CC′位置。

2 几种上下异形锥度加工方法的分析

目前,电火花线切割上下异形加工控制模型主要有以下几种。

2.1 原地踏步结合角度随动法

该方法是在高速走丝电火花线切割机上直接添加数控转台、摆台等附件。电极丝始终垂直于加工曲线的法线,锥度角保持不变,工件绕Z轴转动和绕X轴摆动的协调运动而加工出复杂的直纹曲面。这种方法可大大扩展国产高速走丝电火花线切割机的加工范围, 缺点是无法加工变锥度工件, 加工中易产生干涉现象[5] 。

2.2 4轴轨迹线性联动控制法

这种方法主要是沿用国外低速走丝电火花线切割4 轴联动坐标系统的方法[6],其控制框图见图4,该方法在国内外电火花线切割机床上得到广泛应用,技术较成熟。但线性化计算较复杂,尤其对圆弧线性化的计算,需要把一段圆弧分为很多直线段来表示和模拟,易失去圆弧特征而造成相当大的拟合误差,降低加工精度;同时也大大增加了加工程序的条数,影响加工效率。

2.3 双平面插补控制法

该方法是在4轴轨迹线性联动控制法的基础上对工件上下表面轨迹依图纸分别编程并独自插补计算,无需进行轨迹的线性化处理,在加工中直接引入行程协调函数,使上下对应段的切割按比例进给加工。采用这种加工编程原理来进行上下异形零件的加工,减少了曲线拟合误差,对零件加工精度的影响不大,在近年生产的线切割数控加工机床中应用广泛[7]。

3 加工程序编制要点及调整

以DK7725e高速走丝线切割机床为例进行说明,将电极丝调垂直,坯料安装到工作台上并固定好。使用CAXA软件对零件的上下面分别编程,编程时需指定上下异形面上的对应点。在此例中,上下面上各至少选择六个对应点,并在程序代码中做好相应的标记。然后使用软件的合成功能进行合成,合成时指定下圆面为XY面(编程面),上六边形面为UV面(参考面)。输入下导轮中心到工作台面的距离H1、工作台面到工件上表面的距离H2(即工件的厚度)、上导轮中心到下导轮中心之间的距离HGD,如图5所示。H1、HGD这两个参数在机床上测量得到,其中H1由厂家设计决定,一般不需要调整,HGD应在允许的情况下尽可能减小(通过调节上丝臂可以实现),这样可减小丝抖动的幅度,有利于提高表面质量和加工的稳定性。H2通过测量零件材料的厚度得到。加工前应进行空运行,检查加工轨迹,并依据表面质量要求选择合适的电参数,正确的加工轨迹如图6所示。

4 失败原因分析及对策

4.1 常见失败现象

上下异形零件由于其形状比较特殊,加工起来比较困难,常见的加工失败有下列几种情况:① 零件的棱角不分明;② 虽有棱角但歪斜;③ 上或下表面被削掉了一部分,造成形状不完整;④ 编程正确但加工出的形状与设计的不同;⑤ 形状虽正确但尺寸不合格或表面质量差。

4.2 原因分析及对策

线切割加工过程中电极丝沿导轮做往复运动,工件在工作台带动下在XY面内转动。由加工原理和图5可知,在完成一个上下异形零件的加工过程中,工作台和电极丝在同一时间内各自完成自己的轨迹。加工的上下异形零件实际上是由工作台走过的轨迹和电极丝上面在U、V轴带动下走过的轨迹叠加而成。

在编制零件加工程序时,正确确定上下面上的对应点的位置和数量是加工成功的关键之一。选择对应点实际上可以认为由对应点将整个直纹曲面分解成几个直纹曲面,在加工时由计算机分别进行处理,如图6中的A、A′,B、B′,C、C′,D、D′,E、E′,F、F′。这些点将图1中的异形体分解成了如图3所示的六个直纹曲面,上下面上相应的对应点实际上是电极丝在上下面上应同时到达的点,这样才能加工出清晰的六条棱,对应点的位置和数量选择得不当就会出现前三种失败现象。

对应点位置的选择应根据零件的具体情况确定,一般情况下,多选在需要有棱角或最高处及拐点处,另外,轨迹的起点和终点也是重要的对应点。对于上下编程轨迹曲线基点数相同的情况,一般直接以基点为对应点,一一对应,如图7所示。对于上下编程轨迹曲线基点数不相同的情况,必须在几何元素上取点作为对应点,或根据零件的要求以几何元素上的指定点为对应点,如图1和图2所示。

对应点的数目主要依据以下原则确定:① 无论上下编程轨迹曲线的基点数是否相同,上下编程轨迹曲线的对应点数必须相同。② 若上下编程轨迹曲线的基点数不相同,则对应点数应取大于等于大的基点数。另外,在加工程序代码中,对应点处应依据机床软件规则添加标记,如果忘记打标记等于没加对应点。忘记打标记,对于上下编程轨迹曲线的基点数相同的情况没什么影响,但上下编程轨迹曲线的基点数不相同时,可能会得不到正确的加工轨迹。上下编程轨迹曲线的基点数不相同时,为了能增加对应点,曲线在相应的位置应打断,如图5所示,A′、B′、C′、D′、E′、F′点,它们将一个整圆分解成六个圆弧,这样在生成代码时,就会将原来的加工整圆的一条程序段分解成加工六个圆弧的六条程序段。

上下表面分别编程时,两表面的程序起点一定要一致。此外,H1、HGD、H2这三个参数对上下代码的合成非常重要,因为零件的形状是在合成过程中确定的。H1 、HGD、H2这三个参数若输入错误,即使加工程序编制正确也不能得到正确的零件形状。因此,H1 、HGD、H2应在机床和工件上准确测量,并正确输入。另外,在指定XY面(编程面)和UV面(参考面)时必须正确,指定颠倒同样得不到正确的轨迹。

另外,在正式加工之前最好先用同样的坯料试切一简单形状,比如矩形,目的是确定合适的电参数,准确测量放电间隙,正确输入偏移值,这样才能使零件的尺寸正确,表面质量好。

由于高速走丝线切割机床种类较多,它们的控制模型、机床结构不同,加工过程中所能实现的锥度不同,超过机床允许的锥度范围电极丝容易从导轮槽中跳出,或将电极丝绷断。因此不同种类的机床加工上下异形零件的能力不同。

5 结论

在编制加工程序时应从零件的加工原理出发,依据零件的实际情况,正确确定上下面上的对应点的位置和数量,正确输入H1 、HGD、H2这三个参数,正确指定XY面(编程面)和UV面(参考面)是加工成功的关键,另外应注意上下异形面最大倾斜的角度不能超过机床允许的锥度范围。

线切割机床加工上下异形零件,是数控线切割加工中的高级操作技术,属于难点问题。但随着技术的进步,上下异形工件的加工将会得到更好的解决,而且还能加工出更多形状及表面复杂的三维零件来。

摘要：上下异形零件使用常规的加工方法很难达到目的,电火花线切割机床可以完成此类零件的加工,但属于加工难点问题。研究表明在编制加工程序时从上下异形零件的加工原理出发,依据零件的具体情况,正确确定上下面上的对应点的位置和数量,正确输入相关参数,正确指定编程面及参考面是加工成功的关键,并分析了常见加工失败的原因,提出了对策。另外指出不同种类的线切割机床加工上下异形零件的能力不同。

关键词：上下异形零件,对应点,加工轨迹,电火花线切割

参考文献

[1]刘晋春.特种加工技术.北京:机械工业出版社,2004

[2]邱建忠.CAXA线切割V2实例教程.北京:北京航空航天大学出版社,2002

[3]张学仁.数控电火花线切割加工技术.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000

[4]郭艳玲.用二维编程实现线切割机床三维型面加工.大连理工大学学报,2001;(5):325—329

[5]李天国,薛利生.线切割直角拖动锥度结构的变锥度控制.电加工,1998;(1):34—37

[6]赵永顺.数控线切割加工四轴联动轨迹合成研究.航空学报,1995;(6):736—739

8轴类零件的加工工艺分析习题篇5

课题：轴类零件的加工工艺分析习题

【学习目标】

1.知识点：了解轴类零件的加工工艺过程； 2.技能点：掌握轴类零件的加工工艺分析方法。3.过程与方法：自主学习，积极讨论，踊跃展示。

4.情感和价值观：激情投入课堂每一分钟，体验学习的快乐。【重点与难点】

轴类零件的加工工艺分析方法。【导学过程】

一、通过对课本第158-163页知识点的认真阅读，完成下面的问题： 1.试简述分析轴类零件加工工艺的分析过程。

2.试简述轴类零件加工工艺分析的内容有哪些。

3.如下图所示的齿轮轴零件主要用于传递动力，材料是20Cr，齿面要求高频淬火50~54HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本35页图1-77）

4.如下图所示的齿轮轴零件主要用于传递动力，材料是45钢，齿面要求高频淬火48~52HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本42页图1-83）

快乐学习班级：

姓名：

小组：

组内评价：

教师评价：

5.如下图所示的台阶轴零件主要用于传递动力，材料是40Cr，齿面要求表面淬火46HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本44页图2-1）

6.分析课本158页图5-1所示的传动轴，材料为45钢，小批量生产，淬火硬度40~45HRC，试分析其加工工艺过程。

7.分析课本163页图5-1所示的C6136A型车床的挂轮轴，材料为45钢，小批量生产，热处理220~260HB，试分析其加工工艺过程。

三、试一下：能不能用最简洁的语言总结出本节课的主要内容？

四、课后总结：通过本节课的学习，同学们有哪些收获？

六、每日一笑

有两个香蕉一前一后走在大街上,前面那个突然说:好热,偶要把外套脱掉,然后后面的那个就滑倒了。

一天逛小吃街，发现一家卖蛋塔的店，每一种看起都十分美味可口，想买个来试试，我问店员:请问这是单卖（丹麦）的吗？，店员：不，这是日本的。

异形类零件的数控加工篇6

【摘要】文章从对轴类薄壁件的特性分析入手，对影响零件加工质量的因素，作了具体分析，揭示了薄壁零件切削加工的实质性问题。弹性变形与切削振动的关系，指出了提高零件在加工中防止变形，提高质量的工艺措施。

【中图分类号】 F407.44【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0250-02

前言

随着社会的发展，人们对产品的质量要求不断提高，希望其产品轻巧、美观、环保、节约原材料，所以薄壁零件被更多应用到产品中。因此，提高薄壁零件的加工质量，对满足产品高品质的要求起着重要的作用。而该类零件的突出特征是零件的刚度低，精度高，在加工中容易产生变形，加工制造的难度大。因此对薄壁零件的加工进行深入的研究有着十分重要的意义。下面我们主要对轴类薄壁零件的加工作出分析研究。

一、薄壁零件的特性

薄壁零件的壁厚和零件的整体尺寸相比，很小。因而使零件本身刚性减弱，当受到外力的作用时容易引起变形。薄壁零件的工艺稳定性差。对于轴类薄壁零件，壁厚的大小对零件的加工质量影响很大。壁厚大的，刚度大。壁厚越小，零件的刚度越小，变形量越大。这是造成加工误差的天然因素，也即内因。有时为满足设计要求我们难以改变，那么我们就只能从构成加工误差的外部因素加以分析。下面我们分析造成加工误差的其他因素。

二、薄壁零件加工误差分析

由上述分析可知，薄壁零件的刚度低，是造成加工误差的内部因素，构成加工误差的外因，一方面，与机床本身的精度，刀具的性状有关。另一方面，与零件所受外力有直接影响。

1、切削力的影响

例如，在车床上或外圆磨床上加工长轴时，零件被装卡在两顶针之间。切削力Py，使零件发生弯曲变形。因而，在零件的全长范围内，切去的金属层厚度不均匀，在中间部分切去的金属层最薄，形成腰鼓形误差。（图1）

对于壁厚不均匀的零件，当加工偏心外圆时，由于切削力的影响，就会在薄壁处出现内外表面塌陷（图2-1），或外圆表面凸起的情况（图2-2）。

1）发生永久变形时产生误差的情况；2）发生弹性变形时产生误差的情况

2、夹紧力的影响

利用三爪卡盘夹持零件进行镗孔时，零件的内孔，是当零件发生了弹性变形的情况下成形的（图3），当取下零件后，由于弹性的恢复，加工好的内孔，就会向原夹紧力的相反方向伸长，造成圆度误差。

3、弹性变形与切削振动的影响

综上分析，尽管各类零件的形状结构不同，加工方法各异。但对影响加工误差的原因，却有一个共同点。这就是：外力引起的弹性变形，产生加工误差。其误差的大小，与零件发生弹性变形的程度有关。

切削过程中的弹性变形，是产生切削振动的重要根源。

切削振动，反回来又加剧薄壁零件的弹性变形。这种由变形引起振动，振动加剧变形的往返过程，是薄壁零件切削加工中的一个显著特点，也是造成加工误差的重要原因。

三、改善薄壁零件切削加工的基本途径

根据薄壁零件刚度低的特点，在制定加工方案时，常常把增加零件的有效刚度，选择合理的夹紧方式，优选刀具几何参数以及改变工艺方法等手段，当作重要的措施原则。

1、增加零件的有效刚度，提高零件在加工中抵抗变形的能力。

当刀具切入刚度低的零件时，由于工件发生弹性变形，即使一把锋利的刀具，也会遇到来自工件方面的“以柔克刚”的反切削阻力。使工件与刀具的相对位移加大，切削振动加剧。在此情况下，必须提高零件的有效刚度，才能保证切削的顺利进行。例如，1）对长径比大的轴类零件，利用中心架和跟刀架，使有效长径比变小，使有效刚度增大。改变由两端顶起为一端用车头夹持，一端用顶针支撑的方式，以及对精度高的长轴，两端顶针孔必须经过研磨，获得正确的锥孔及高的光洁度等方法，都是减少接触变形，增大支承刚度的有效措施。2）对于薄壁筒零件欲增加其有效刚度，可以增加有效厚度着手，在零件受加持的部位，衬一足够厚度的整圆衬圈，连同衬圈一起加紧零件，使薄壁受到支撑，避免夹紧处的应力集中，减少夹紧变形。

2、选择合理的夹紧方式，消除或减少零件的夹紧变形。

1）在细长轴零件的加工中，由于零件的热扩散性能差，切削热会导致零件产生很大的线膨胀，加剧零件的弯曲变形和振动。若采用弹性夹头和塑性液压顶针并使用跟刀架，工件与卡爪间为线接触，起万向调节作用，可以减少零件的弯曲变形。同时采用反向走刀的切削方式，可提高加工质量。

由于零件很长，刀具由一段走到另一端，会因磨损过大而很快降低切削能力并带来加工误差。因此，在跟刀架的作用下，工件的刚度低，已不再成为矛盾的主要方面，而如何提高刀具的耐用度，则是能否完成这一切削过程的关键。于是，采用大走刀、小吃刀和低速切削的方法，常能收到满意效果。

2）选择轴向夹紧，改善工件的受力条件

当工件的内孔或外圆存在有圆度误差时，不论夹持外圆或内孔，夹紧变形都是难以避免的。可实施轴向夹紧。对于薄壁筒类零件，实行轴向夹紧的优点在于，当圆筒形零件承受外力时，从力学的观点分析，在互相垂直的轴向和径向，零件承受的应力（δ）是不相等的。当轴向夹紧时零件许可承受的外力，比径向夹紧时许可承受的外力大得多。因此，实施轴向夹紧，可以保证夹紧力的作用方向始终通过零件本身刚性最强的截面。

3、改进工艺方法

对于一些薄壁环状零件，像光学玻璃压圈、隔圈、垫环等。都具有壁厚小，两端面平行度高的特点，为避免第二次装卡时产生夹紧变形，多采用一次装卡的方法完成最终工序的加工。

4、优选刀具几何参数，提高切割能力

刀具几何参数的合理选择，是反映切削过程中多因素综合效果的重要标志。各个几何参数，包括切削角度、刀口形状、刀刃形状。在切削过程中都不是孤立的在起作用，而是互相影响、互相制约。选择时除应遵循一般的切削规律，还应针对薄壁零件的工艺特征，侧重于保持刀刃的锋利和切削过程的稳定。例如，从降低切削力，减少切削变形，加强刀具的切割能力来看，应选择大的前角和后角及小的刀尖角。为消除由于前后角的增大对刀刃强度的影响，可采用带倒棱的刃口形式达到锐中求固的目的。

但从减少切削振动来看，往往采用较小的后角，以增大刀具后面与工件的接触面积。限制振动的振幅，达到消振的目的。尤其当对薄壁筒零件进行车削加工时，在刀具的主、付刀面上，用油石劈出后角等于零到负五度的消振棱。有助于消除由于零件刚度小而产生的低频振动。

为减小由于刀具的推挤作用产生的加工误差。应采用大的主偏角（φ=75°～90°），使切削力的分布有利于防止零件受力变形，减小切削振动。为不使刀口强度过多的削弱，可在刀尖处做出局部的小主偏角φ，形成圆弧或直线的过渡刃。

刃倾角的作用主要是控制住刀刃强度和排屑方向。针对薄壁零件刚度小，切削力不大的情况，一般刃倾角取负值（刀尖高），既可以保护已加工表面不被流屑擦伤，又可降低切削分力Py引起的振动。

参考文献

[1] 仪器制造工艺学 ——————————————北京工学院

[2] 金属切削加工基本原理和机床（美）布斯罗伊德———— 山东科技出版社

表壳类零件的工艺分析与数控加工篇7

从图1中可以看出, 该零件的布局主要由型腔、凹槽、凸台、孔等特点构成, 其零件的外形较庞大;底面由型腔、腔内薄壁凸台、小方柱等构成;正面由凸台、圆槽等组成;加工后的零件具有一定的观赏性, 特别是底面;在普通铣床上难以加工, 需要在数控铣床或者加工中心上进行加工, 零件的程序需要采取Mastercam软件进行自动编程。

2 零件的工艺分析

2.1 毛坯的材料选择

该零件为板类零件, 故其毛坯选择为板材, 毛坯材料为45钢, 根据零件图的技术要求中设置的毛坯尺寸为120mm×80 mm×30 mm。

2.2 装夹方式的选择

在机床上加工要先定位, 就必须先让工件在机床上有一个准确位置, 再保证一定加工精度;然后将其固定, 使其在加工中连结位置稳定, 这便是夹紧。工件的装夹便是定位和夹紧的过程。

这一零件的加工需要多次装夹才能完成。在第一次装夹时为铣削零件的底面、型腔、腔内凸台、孔等部位, 这次装夹时以毛坯外表面定位, 采取平口虎钳进行装夹;第二次装夹时加工零件的上表面、凸台、凹槽等部位, 此次装夹可以以加工好的底面及外轮廓的对边进行定位, 用虎钳压紧即可。

2.3 加工顺序的安排

依加工生产顺次的放置原则:先粗后精、先面后孔、基面先行。

根据该原则, 该零件的加工顺序为:铣底面→铣外轮廓→铣型腔→铣椭圆凹槽→铣倒角→铣方凸台上的8-R4槽→钻6-8孔→铣2-13沉孔→掉头铣上表面→铣外轮廓→铣大凸台轮廓→铣圆凸台→铣圆槽→铣圆角R1。

2.4 加工刀具选择

刀具的选择是数控加工中非常重要的工艺内容, 它不仅可以影响机床的加工效率, 还能直接影响加工零件的质量。刀具选择如表1。

3表壳零件数控加工

3.1设置零件刀具路径

该零件外形比较复杂, 故选用Mastercam软件自动刀具轨迹, 例举铣外轮廓刀具路径, 如图2, 铣大凸台轮廓如图3, 其他不作一一介绍。

3.2仿真加工

表壳零件正面仿真加工如图4, 反面仿真加工如图5。

3.3生成G代码 (如图6)

4 结语

本文对表壳类零件进行工艺分析, 并设置零件的加工工艺参数, 进而生成数控切削的G代码;我们通过零件的仿真加工, 还可以实现对刀具轨迹的优化处理, 这样就可以避免零件在实际加工过程中出现的过量切削、漏切和碰撞等问题, 确保了该程序的正确性。

摘要：以表壳零件为例, 介绍了板类零件从毛坯到成品的加工过程, 对零件的结构进行了分析, 制定了零件的加工工艺内容。通过对零件的三维仿真, 介绍表壳零件的加工步骤。

关键词：表壳零件,加工工艺,三维仿真

参考文献

[1]沈剑峰.板类零件的工艺分析及加工[J].港澳经济, 2015 (2) :120.

[2]张延爱.层次分析法在品牌延伸策略中的应用研究-以江苏井神盐化股份有限公司为例[J].产业与科技论坛, 2012, 11 (18) :126-127, 125.

[3]姜海峰.数控技术专业的现状与未来展望[J].产业与科技论坛, 2012, 11 (18) :124-125.

异形类零件的数控加工篇8

形状复杂和具有一定批量的轴、套类零件，在数控车床上进行

加工时，工艺的编制要根据零件的形状、材料、加工精度、技术要求、生产纲领、机床设备、工装夹具、刀具、测量和工人的技术水平等因素而制定，科学合理的制定零件的机械加工工艺是生产高质量低成本产品的基本保障。现就轴、套类零件（零件见图1）为例，谈谈对轴、套类零件数控车床加工工艺问题的考虑。

1 根据图纸在该零件的加工工艺中需要解决的问题

(1)零件毛坯的选择。(2)数控车床和刀具的选择。(3)保证零件的技术要求，如尺寸精度、形位公差、表面粗糙度等。(4)合理、经济的数控加工工艺过程的编制。(5)优化的数控加工程序的编制。

2 数控加工工艺问题的分析

2.1 轴、套类零件的定位基准一般是轴线

该零件的定位基准左段为轴线A，右段为轴线B,A基准为第一或设计基准。在加工时应先加工零件左段，再加工零件右段。要保证零件在掉头加工时左右两段的同轴度问题，可以用数控车床上常用的三爪卡盘装夹和定位，通过零件在装夹时通过找正予以解决。找正定位精度为圆跳动量应小于0.01mm。

2.2 接刀痕迹影响零件的表面质量

在考虑到零件的装夹、尺寸精度、形位公差和接刀时的退刀问题后，该零件的工艺接刀点可选择在两个曲面相交的点上，根据图纸分析该零件的工艺接刀点确定为：内孔部分选择在准250+0.025与准280+0.025两圆柱面交接处；外形部分选择在凹圆弧面（圆弧半径R60-0.028）与凸圆弧面（圆弧半径R25±0.042）相交处。

2.3 数控车床和刀具的选择

根据零件图纸，选择CKA6150i数控卧式车床，数控系统为FANUC 0i Mate-TC，该机床进给精度为0.001mm，主轴转速为0-3000r/min无级变速。选择数控机床通用机夹刀具，刀片材料为硬质合金。

2.4 零件的尺寸精度、形位公差和表面粗糙度的要求

保证要求的硬指标是车床的主轴精度和进给轴的精度符合要求，软指标是刀具选择与刀补参数的合理，毛坯装夹与找正方法的正确，加工工艺、加工程序的编制和工艺参数的合理选择。

3 零件的数控加工工艺过程的编制

3.1 数控加工工艺过程的考虑

根据分析该零件应先加工零件的左段，即将左段定位基准A和左段的内孔、外形同时加工完成。然后再加工零件的右段，即以基准A定位将基准B和右段的内孔、外形同时加工完成。

3.2 数控加工工艺过程的概述

根据分析该零件的数控加工工艺过程可基本确定为：备料（零件毛坯）-装夹-加工零件端面-钻中心孔-钻孔准20mm×152mm-粗、精加工零件左段内孔-加工零件左段内孔螺纹退刀槽-粗、精加工零件左段内螺纹-粗、精加工零件左段外形-加工零件左段外形上的两个槽-将工件掉头装夹、找正-加工零件右端面、零件总长度加工到图纸尺寸-粗、精加工零件右段外圆形（完成左、右两段的接刀）-加工零件右段外圆上的一个槽和螺纹退刀槽-粗、精加工零件右段外螺纹-粗、精加工零件右段内孔-手工去零件毛刺-检验-入库。

4 编写数控车床加工程序的考虑

根据零件的数控加工工艺过程，在编写数控加工程序时可有多种编程方案供参考，这些方案在加工零件内孔、切内孔槽、车内螺纹时基本雷同不在分析。主要区别在零件外形的加工上，通过分析比较选择如下。方案一：零件外形的左段，用G71与G70复合形切削循环，进行粗、精加工，长度方向加工到75mm（零件总长度的一半）处，并在加工凸圆弧面R25±0.042处留出接刀所需精加工余量。零件外形的右段，用G73与G70封闭切削循环，粗、精加工,长度方向加工到工艺接刀点，完成零件的外形加工。该方案能满足零件的加工精度要求，程序编辑简单，但在加工零件的右段外形时，出现较多的空走刀过程，使加工工时较多成本较高，影响经济效益，只可用于单件生产或小批量试生产，在批量生产中不宜采用。方案二：零件外形的左段，用G71与G70复合形切削循环，进行粗、精加工，长度方向加工到75mm（零件总长度的一半）处，并在加工凸圆弧面R25±0.042处留出接刀所需精加工余量。零件外形的右段，用G71粗切削循环，进行粗加工，长度方向加工到75mm（零件总长度的一半）处，与零件左段的已加工面相接完成粗加工。用G73与G70封闭切削循环，半精加工和精加工零件的右段外形，长度方向加工到工艺接刀点，完成零件的外形加工。该方案能满足零件的加工精度要求，虽然在程序编辑上比前面方案多，但基本上无空走刀，加工工时较少，成本低，适用于批量生产。

摘要：工业产品的高质量和低成本是企业在生产中追求的目标。在生产加工设备、刀具、工装夹具和测量等条件符合要求的情况下,产品生产的加工工艺是一个关键问题,能否加工出高质量低成本的产品,是检验加工工艺是否合理的标准。

关键词：数控,加工,工艺

参考文献

[1]袁峰主编.全国数控大赛试题精选[M].机械工业出版社.

异形类零件的数控加工篇9

一、简单概括数控机床加工技术

当今,机械制造开始运用计算机技术,通过先进的数控技术加工各种各样的零部件,一方面可以提高生产的效率,另一方面可以使零件更加精密。螺纹类零件在生产过程中,充分运用数控机床,这是运用新技术的重要表现,需要对零件的总体性能进行详细了解,对工艺性能进行分析,再制定出数控加工需要分几步,然后再对零件进行准确定位,进而在做好之前的工作的基础上进行零件的加工。通过数控机床进行零件的生产比传统工艺有了很大提高,能过促进生产效率的提高,是零件质量有了更好的保障,从而为机械制造更好更快发展打下坚实基础,也适应了时代发展的需要。

二、数控加工技术中工艺处理螺纹类零件的方法

针对机械螺纹类零件在进行数控加工中的工艺处理,需要采用集中引注和坐标式尺寸手段,对其中所有全方位的尺寸以及位置,比如点、线、面的全方位角度,都需要掌握好编程的原点作为基本,因为在数控加工的过程中是不会产生比较大的误差累计的,这就能够改动局部分散标注法的一些尺寸。同时在利用数控技术的过程当中,还要求刀路的使用也应该尽可能的简单,能够选择使用0b或者90b的方向进行切削程序,由于机械螺纹类零件的加工是不存在轮廓误差的出现的,所以说在加工的过程是需要保证零件的直线轮廓与坐标轴相平行的,这样能够使机械螺纹类零件的加工的精度得到保证。在数控加工中对于拐点的处理应该避免直角过渡,刀路材料的去除要合理均匀,尽量使冲击减少,最终提高零件的加工精度。

三、车削加工技艺——螺纹类零件中数控加工技术

车削加工技艺是是螺纹类零件的非常重要的一项工艺,运用这些技艺对提升零件质量有着非常重要作用。对于螺纹类零件的数控加工,第一步是需要对螺纹类零件做出图形,对图形作出数学处理来计算出加工点刀具的必需具备的最小角,进一步算出在循环工作中所需要的退刀的总的数量;要想对螺纹零件进行制作,就需要对其形状了如指掌,规划好奇形状特征,并进行周密设计,然后通过数控机床设定一系列的指令,从而实现对零件的数控加工工艺。切削过程中,一段要保证其稳定程度,不能有任何的马虎大意,另外刀具的切割过程中,要选择合适的刀具,加工中要有切实可行的措施作为保障,循环的次数要合理地设置好,这样可以很好地保证机械螺纹类零件的加工以及生产的高效率的。要想提高零件表面质量以及加工的精确度,就必须准确确定切削用量,在进行粗车切割的时候,一定要保证切割的效率,要做到及时、准确,还需要保证刀具的耐用度;精车车削中,一定要保证加工余量的均匀、适度,在刀具制造上,材料要用性高的,保证刀具的硬度,在切割中要保证其速度,不能有半点的拖泥带水。

四、数控仿真机械螺纹类零件

以上,本文介绍的数控加工对螺纹类零件的切割程序都做好了以后,那么紧接着就能用数控加工系统进行数控,从而实现高效配置。要想提升零件的精确度,就需要准确运用数控技术,任何一点的疏忽都可能影响零件的精密程度,都可能功亏一篑。另外,图样的使用也是提高精确度的一个重要方法。图样里面给出的多个精度尺寸数据里面,在编程人员进行选择数据的时候要选择中间值;而且,在进行加工的时候,要考虑到轮廓曲线,虽然这是微乎其微的,但是哪怕一毫米都对零件的精密度有重要影响,所以要考虑机械间的差距,尽可能把所有因素都考虑进去。在数控过程中,计算机自动编辑程序是不可缺少的,是实施数控的重要工具,也是保证零件精密度的重要保障。准确运用技术就编程,就不容易出现一些问题,降低误差的产生,进而保证编程的准确度。在走刀路线安排上,要做到科学、合理,这对零件的精密度也有很重要的作用。在数控过程中,加工的内容是需要缜密选择的,并制定详细的方法步骤,并画出工作图纸,以工序简图作为依据,下一步确定好走刀的路线,还要在图纸上画出来走刀的路线,对编程的步骤进行合理的简化;机械螺纹类零件在数控加工中,还应该考虑到控制系统的限制性,减少程序的出现错误的次数,进而提高数控加工机械螺纹类零件的制作加工的质量。

结论

总之,通过对以上内容的详细介绍,我们发现通过数控的利用,可以提升零件的加工效率和效果,这种数控工艺要在机械制造方面得到广泛运用,只有这样才能保证机械制造的准确无误,才能提升工作效能,为企业腾飞插上科技的翅膀。在计算机和网络发展的今天,数控也会焕发勃勃生机,相信,在科技发展的今天,数控会越来越广泛,会给社会和经济发展带来旺盛的生命力。

参考文献

[1]李立桂.机械螺纹类零件的数控机床加工技术探讨[J].湖北农机化,2014(1):50-50.

[2]王尚银.对《数控机床加工技术》中部分内容的纠正[J].学周刊c版,2010(10):208-208.

箱体类零件的加工工艺研究篇10

箱体是组成机器整体的主要框架, 它作为主要的支撑件把其他零部件有机地组成一个整体, 使其能够实现某种运动或具有某种生产加工的功能。通常箱体的结构都比较复杂, 具有内部含有多种孔类结构以及内壁不均匀等特点。对于箱体内重要的孔结构, 其加工精度要求较高。箱体加工质量的优劣直接影响了机器的装配精度, 而且还会影响到机器的使用寿命和生产加工精度等。因此, 箱体类零件的加工工艺是否合理和先进就决定了整个机器的生产加工精度以及使用寿命。

1 箱体零件加工技术要求

1.1 表面加工技术要求

箱体类零件的定位基准面、装配参考面等重要表面对零件的加工精度、装配精度以及整机的使用性能都有直接的影响。考虑到箱体腔内零件的运动特点, 一般箱体零件的重要表面只要求具有很高的平面度以及较高的相对位置精度, 对于表面粗糙度的要求则较低。

1.2 孔的加工技术要求

箱体类零件中对孔的加工技术要求一般指定位孔或支撑孔的尺寸精度要求或具有同类功能的孔的位置精度要求。譬如:轴承安装孔的技术要求主要是对于尺寸精度的要求, 如果一对安装孔的重合度不够, 那么在机器工作时可能会产生局部振动, 进而影响到产品的加工精度。尤其对于机床上的轴承孔, 尺寸精度的高低会直接影响到产品的加工精度。另外, 对于减速器类箱体零件, 对相邻传动轴的定位孔相互位置精度、定位孔尺寸精度、同轴度等要求较高。相互位置精度低会影响到传动齿轮的相互啮合情况, 使齿轮受力不均, 降低齿轮的使用寿命。如果传动轴的同轴度精度达不到技术要求, 那么在进行整机装配时就会出现齿轮装配不上或孔隙较大等情况, 另外由于装配精度的降低也会磨损齿轮, 进而影响到机器的使用寿命和工作精度。对于箱体上的支撑孔, 一般与装配基准面之间具有很高的平行度要求, 且与固定端面间有较高的垂直度要求。

2 箱体零件加工工艺

本文主要以图1所示的减速器类箱体零件的加工为例进行工艺分析, 如图所示该零件具有典型的箱体类零件特点:形状复杂、孔较多、壁厚不均等。箱体零件的加工主要涉及到不同的定位孔、支撑孔及基准平面的加工。其对尺寸精度、相互位置精度要求较高。

2.1 工艺路线分析及确定

由图1可知, 该箱体零件的加工工序较多, 主要涉及到定位孔、支撑孔及相关表面的加工。箱体零件孔的加工难度较大, 而且加工精度要高于相关表面的加工精度要求。考虑到该箱体零件加工的特殊性, 其工艺路线的设计应从以下几方面准备:

1) 合理确定毛坯件。该箱体零件的工作特点主要是起支撑、固定框架的作用, 对力学性能的要求一般, 故可以选择HT200作为毛坯材料。另外, 该箱体体积较小且结构较复杂, 因此, 应选择铸造成型的方式, 不宜采用焊接成型。

2) 合理确定加工顺序。该箱体零件结构较复杂, 需要加工的面和孔较多, 工艺设计要本着先加工表面后加工孔, 先粗加工后精加工的原则。加工完的表面可以作为后续孔的加工定位基准, 这样也利于孔的加工, 同时可以保证孔的加工精度和相互位置精度。另外, 在表面加工时还要根据零件的工作特点分清哪些是重要表面, 哪些是非重要表面, 零件表面的加工要按照先加工重要表面后加工次要表面的顺序。考虑到箱体零件的加工表面较多, 且对于孔的尺寸精度要求也较高, 因此, 加工时要先粗加工后精加工, 且两个阶段不宜同时进行。原因是大面积、多表面的粗加工易使表面的内应力集中, 如果不能把该应力释放出去必将影响零件的使用性能。所以, 粗加工时要多次对夹具进行松懈, 以便使内应力及时释放, 从而保证箱体的加工精度和使用性能不受影响。

3) 合理确定工序。根据零件的生产批量确定是否采用相对集中的加工工序, 如果属于大批量的生产, 那么应将零件的粗加工和精加工分别在不同的机床上完成;如果属于小批量生产, 则应将粗加工和精加工尽量选择同一机床上加工, 这样可以提高生产效率, 降低生产成本。

2.2 合理选择加工定位基准

该箱体零件结构较复杂, 在确定定位基准时要本着基准统一和基准重合的原则。同时, 也要考虑影响零件加工精度的相关因素。

1) 确定粗加工定位基准。粗基准的选择要根据该箱体零件的主要工作孔来确定, 对于该箱体零件要优先考虑主轴孔的加工余量, 保证孔的尺寸及相关表面加工余量均匀, 这样才能确保孔在精加工时的加工精度。因此, 该箱体零件应选择主轴孔作为粗加工的定位基准。

2) 确定精加工定位基准。根据该箱体零件的结构特点, 精加工的定位基准应选择装配基准面, 这样选择可以保证定位基准、装配基准相互重合, 符合基准重合的原则, 同时也可以有效降低不重合误差的产生。

2.3 零件重要表面的加工

1) 平面的加工。通常箱体零件平面的粗加工采取刨削法, 精加工采取铣削法。在小批量生产时, 一般采用划线找正, 利用刨刀和铣刀对表面进行加工。也可以在龙门刨床上同时安装多个刀架对多个平面同时加工, 这样可以有效地确保平面的相互位置精度。在大批量生产时, 一般在数控机床或组合机床上进行多表面加工, 这样既可以提高生产效率, 也可以确保各个平面的位置精度。

2) 孔的加工。箱体零件中孔类较多, 而且尺寸精度和位置精度要求也较高, 因此, 孔的加工是确定箱体零件加工工艺的关键, 孔通常有两种, 一种是平行孔, 另一种是同轴孔。平行孔在加工时要保证孔的中心线之间的平行度和尺寸精度要求。同轴孔在加工时主要是保证孔的同轴度精度要求。在小批量生产时, 由于划线法找正加工容易引起加工误差。因此, 较多采用试镗法来提高零件的加工精度, 但该方法生产效率较低, 故只适合小批量生产。在大批量生产时, 一般采用镗模法。该方法可以在组合机床上对多孔进行同时加工, 具有方便工件找正、生产效率高的特点。

3 结语

箱体类零件结构复杂, 加工要求也较高, 在加工工艺设计时必须要根据零件的加工难度确定合理的定位方式、选择合适的切削用量和加工机床、加工刀具。只有对箱体类零件的结构和使用要求有了深入的理解才能制定出合理的加工工艺。

参考文献

[1]李红星.箱体零件的加工中心工艺及程序编制[J].机械管理开发, 2011 (2) :103-104.

[2]张世有.箱体类零件的加工工艺分析[J].科技信息, 2010 (17) :118-119.

[3]施燕.箱体零件孔系加工工艺方案的探讨与实践[J].中国制造业信息化:学术版, 2009 (9) :75-77.

异形类零件的数控加工篇11

[关键词]零件加工分类；工装设计；方法改进

零件加工的工装设计是传统意义上的一种设计，是机械制造工艺与夹具设计和工学共同结合的以人才培养为模式和基础的一种主观因素的设计，它面向的市场更多的是汽车、机械等零部件生产企业从事生产技术工作的技术人员。该设计具有较强的实践性、涉及的范围面比较的广，涵盖的内容非常丰富，并且还具有很大的灵活性，因此，在实践的过程中，必须尽心尽力的完成零件加工的工装设计。通过对机械类零件加工的工装设计的分类统计，机械类典型零件加工的工装设计有如下几种：箱体零件加工，套筒零件加工，圆柱齿轮加工。这些零件都有自身的加工工装设计，以下是对这几种零件加工的工装设计进行了综合的分析。

一、我国机械加工的现状

机械加工的最终加工质量受到很多因素的限制，这些因素都直接或间接地给人们带来了生产和生活上的不便。而最终加工质量的衡量标准中最重要的就是加工精度，所以说分析和改进机械加工过程中影响加工精度的因素有助于提高加工质量、改善经济效益。要真正提高机械加工的加工精度，就要大力提高加工工艺，而认清我国机械加工的现状是分析研究的第一步。随着近些年的不断发展，我国目前存在着多种不同的机械加工工艺：一是传统的切削与磨削的技术继续存在并不断发展，二是引入计算机等高科技的数控、柔性制造系统等自动化的加工工艺得到广泛的应用和完善。不同的加工工艺对加工精度的影响都不同，合理利用多种加工工艺以改善加工质量值得我们去探究。

二、箱体零件加工的工装设计改进

箱体零件加工的工装设计有简单低强度的箱体类零件加工工装设计和高强度复杂的箱体类零件，在研究加工超高强度且复杂的箱体类零件的过程中，明确编制合理的零件加工工装设计的各种详细流程、有效的利用各个车间的共有资源和切削各类刀具、选择合适的装夹定位方案还有分析件热后的变形规律并加以控制和设定合理的切削用量、引入曲线插补优化是对复杂箱体类零件加工的质量和提高生产效率的一种保证。

1.优化典型工装设计准则

优化工装设计的设计准则是对零件工装设计的改进。在考虑零件加工的工装设计顺序时，对于某些有特定特征的工装设计零件，要先安排粗加工和半精加工，然后再安排精细加工和光整加工；而对于某些有不同的特征的工装设计零件，某些特征的粗加工则需要安排在其他特征的半精和精细加工之后，比如越程槽这种辅助特征的粗加工就在主特征的半精加工之后进行；还有对于零件的具有全部特征的工装设计零件，一般是遵循先基准后其他的原则，也就是必须先加工作为基准面的特征，再加工其他地方的表面特征。

2.聚类和辅助加工约束

随着设备可以加工工装设计能力的提高，工序集中原则对影响工艺路线起到重要的作用。按照工序集中的原则，某些具有相同特征的零件加工的工装设计应该安排在一起加工，这样可以大量的节约时间和人力。比如属于相同加工工装设计阶段的特征加工单元、同一方位面的特征、相同类型或需同一把刀具加工的特征等。如零件的正火、退火则就应该安排在粗加工之前或者粗加工和半精加工之间，对于渗碳处理则应该安排在半精加工和精加工之间。在进行合理的零件加工工装设计路线时，不只是要考虑零件的工艺方法、技术要求、保证质量和几何形状等因素，还要考虑工装设计的成本，时间和生产率等问题。这可以使机械类零件加工的工装设计路线更加的合理和适用。从而加快对箱体零件加工工装设计的改进措施。

三、套筒零件加工的工装设计改进

机器中套筒零件的应用在很多方面都发挥了重要作用，常见的套筒零件有液压系统中的液压缸、支承回转轴的各种形式的滑动轴承、内燃机上的汽缸套、夹具中的导向套等。虽然套筒零件的结构、尺寸和用途都不相同，但它们均有一个共同点：结构比较的简单。以下就长薄壁套筒工件的装夹加工工装设计。

长薄壁套筒工件的装夹加工，对不锈钢进行设计时，不锈钢的切削速度会稍微提高一些，这样切削的温度就会比一般的温度高些，若其刀具磨损程度加剧，则它的耐用度就会很大幅度的下降。为了保证合理的刀具耐用度，就必须要降低切削的速度，那么一般就会按加工普通碳钢的40%一60%作为参考。由于加工含碳量较低的不锈钢有较明显的粘刀现象，在切削过程中要选用非常好的润滑效果的润滑油和冷却效果比较好的切削液；选择锯片铣刀切削时，刀齿不要太多，并且它的齿槽还要深一点，尽量要将刀齿磨成错齿，这样对排屑和减少切削力有非常大的帮助。在切削不锈钢工件的时侯，注意的是对工件进行调质处理。通过对不锈钢调质的处理后，可以获得优良的综合力学性能，这样对其切削加工性能比有很大改善。通过正确的操作过程，在某些地方进行适当的改进，这样就可以让机械类零件加工的工装设计得到好的调理。

四、圆柱齿轮加工的工装设计改进

齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一，则在平常生活中，对它工装设计改进就显得更为重要了。平常生活中适用得最多的是圆柱齿轮减速器的工装设计，试验过程中，我们在保证原工装设计的中心距不变、总速比变化比较小的状态下，把两级圆柱齿轮副的速度比重新进行了分配并加大模数和工作齿轮的宽度，再对齿轮材质和热处理等方面进行各方面的改进。

1.改变齿轮的宽度：适当增加各级圆柱齿轮副的工作齿轮宽度，这样可以提高并平衡齿轮接触及弯曲疲劳强度。

2.改变速比的分配：在保证圆柱齿轮副高速级和低速级的中心距不变的情况下，增大高速级速比的同时还要减小低速级速比，这样可以增大两级圆柱齿轮副等各方面的强度。

3.材质和热处理：进行渗碳淬火处理时要合适的选择材料，比如20CrNi2Mo和20CrMnTi的选择。20CrNi2Mo是一种优质低碳的合金钢，经渗碳淬火处理的齿轮齿面后，它的硬度会更高、心部韧性会更好，因此具有比用20CrMnTi材质制作的圆柱齿轮副更加优异的抗点蚀特别是抗弯曲性能。有文献专门针对20CrNi2Mo和20CrMnTi的热处理性能测定还有其弯曲强度试验结果的探究，可以看出20CrNi2Mo的弯曲疲劳极限比20CrMnTi大许多。

五、结语

机械类零件加工的工装设计是一类范围很广的设计，分配的角色也非常的多，这些机械类典型零件加工的工装设计有很多种类型，此处探究的这些类型，都有自身的特色，有的不仅在外表上面，还有内在中，可以两方面进行区分，在进行设计的同时要想到改进的方法，怎样才可以发挥出更高的价值。生活在进行和更新，工装设计也是一样，也需要我们不断的对其反省和改进，这样，我们的技术就会更加的成熟，从而促进了经济的快速发展。

参考文献：

[1]舒晓君《航空制造技术》[M]起落架复杂箱体零件加工工艺研究.

[2]张鹏飞、何七荣、徐剑、曹罡长薄壁套筒零件圆周等分槽加工工艺改进[B] 《制造技术与机床》 2010年.

薄壁类零件车削加工的优化设计篇12

1 薄壁零件加工分析

车削薄壁零件的主要问题是壁薄和易变形, 而产生变形的主要因素是切削力、夹紧力、切削热和残余应力。主要体现在以下几个方面。

(1) 切削过程中受车削挤压与牵引导致工件变形。

(2) 由于薄壁零件刚性低, 在切削过程中易产生振动和变形。

(3) 薄壁类零件体积小, 总的热容量小, 温度容易升高和变形。

(4) 当每切除一层金属层时, 由于应力释放, 而引起变形。

(5) 装夹时由于径向夹紧力的作用, 从而引起变形。

(6) 相对位置调整不准, 产生壁厚不均, 引起工件几何形状变化或变形。

(7) 刀具选用不当影响零件的精度和表面粗糙度, 造成零件变形。

(8) 其他因素引起变形, 如机床振动等。

2 解决方法或技巧

薄壁零件在车削加工过程中, 主要是受到切削力、夹紧力、切削热和残余应力等因素影响而极易产生变形, 所以其难点就是如何防止和减小工件的变形, 可以通过以下几种方法有效改善加工变形。

2.1 优化装夹方案

薄壁工件在装夹中的位置受夹紧力的影响会使工件相对于刀具的位置发生改变。如用普通三爪自定心卡盘装夹时, 由于夹紧力的作用零件会发生变形 (变成三角形) , 导致内孔加工余量出现不均匀;当内孔加工完成后, 松开卡盘, 零件由于弹性恢复, 恢复为圆柱形, 而已加工的圆形内孔会变成弧形或三角形, 从而产生很大的变形而无法保证加工精度。如图1所示。

据了解, 25%~50%的加工误差是由装夹引起的, 因此通过优化装夹方案来减小装夹引起的弹性变形是提高加工精度和生产效率的重要途径。

(1) 采用扇形软卡爪装夹。

采用扇形软卡爪装夹薄壁工件, 可以增大装夹时夹持接触面积, 使夹紧力均匀分布在工件夹紧面上, 有效减少薄壁套夹紧变形。

(2) 采用芯轴装夹。

芯轴装夹是将工件变形的轴向夹紧力改为径向夹紧力, 且径向夹紧力由内向外分布, 防止装夹变形。

(3) 采用开口套装夹。

用开口套将三爪卡盘的三点夹紧改变为整圆抱紧, 三爪卡盘夹持开口套使其变形并均匀地抱紧薄壁工件后再车削内孔。夹持开口夹套时要使开口在两夹爪的中间位置。

(4) 采用真空吸附夹具。

薄壁零件有些壁厚很薄, 用卡爪夹持的方法, 不能控制其变形, 这个时候可以采用真空吸附夹具来进行夹持, 不过要求薄壁零件本身没有通孔。

2.2 选择合理的刀具几何参数, 减小工件变形

刀具不管是钝还是锋利, 都会造成工作变形。减小切削时的吃刀力将大大减少工件变形, 而采用较大的主偏角、稍大的前角、较小刀尖圆弧半径的锋利车刀, 则吃刀力较小。实践证明, 最合理的刀具角度是:采用R型圈屑槽, 主前角为了250~300, 主后角为60~100, 主偏角为910~930, 副偏角为60~80, 刃倾角为00~30。

2.3 选择合理的切削方向, 减小工件变形

刀具横向夹紧在刀架上, 刀尖去除毛刺即可, 刀具由中心向外切削。此种切削方向比较合理, 会减小工件变形。

2.4 选择合理的切削用量, 有效避免薄壁工件变形

粗加工时, 背吃刀量和进给量可以大些;精车时, 切削速度为65 m/min以下, 走刀量为0.05~0.07 mm/r, 背吃刀量为0.05 5~0.0 7 5 mm, 这样能消除切削过程中刀具引起的振动, 有效地避免薄壁工件变形。

2.5 释放变形应力, 保证工件质量

薄壁零件的车削一般应把粗车和精车加工分开进行。粗车过后, 增加半精车, 并在半精车后加热进行退火处理, 可减小其内应力, 并释放内力, 减小工件变形, 保证工件质量。在精车前松动一次夹紧, 或调整一下工件位置后再夹紧, 可以减小外应力, 改善薄壁工件变形, 从而保证工件质量。

2.6 选择合理的切削液, 防止工件变形

选择比热容大、黏度小、流动性好的切削液, 如选择柴油为冷却润滑液, 既能降低工件的表面粗糙度, 同时又能吸收大量的热量, 降低切削温度, 防止工件变形。

2.7 合理选择刀具, 提高工件质量

精车薄壁零件孔时, 刀具刃口要锋利刀杆的刚度要高, 修光刃不宜过长, 否则会影响工件表面粗糙度。车削高强度材料的薄壁时, 一定要注意刀具逐渐磨损而使工件孔径出现锥度, 影响工件精度。

2.8 改进机床, 减小夹紧力, 减少工件变形

利用变频器对机床电路进行改进, 使机床实现慢启动, 这样薄壁零件可在很小的夹紧力下夹持, 防止薄壁零件在加工过程中变形。