机械加工制造工艺研究与分析

唐庆栋 田龙

摘要：工艺设计是否合理，编制的数控程序是否科学会直接导致机械加工制造过程中是否会出现问题。机械加工工艺设计是对工件进行机械加工的前期准备工作，这项工作必须在程序编制以前完成。拟定出最佳、最合理的工艺设计方案。

關键词：机械数控加工;加工工艺;数控机床

1.加工工艺区别比较

与普通机床加工工艺不同，机械数控机床加工工序少，所需专用工装数量少， 避免了普通机床加工工艺方法的不足。

机械数控加工的工序内容要复杂于普通机床加工的工序内容;机械数控加工程序的编制工艺规程项目多于普通机床编制、更复杂;普通机床要经过多次装夹才能实现各种加工，而机械数控加工的工件只需一次装夹下就能完成镗、铣、铰、攻丝等多种加工。基于以上三大因素，机械数控加工工艺具有复合性特点，这就要求在设计数控工艺方案、编制数控程序时内容一定要详细具体，工艺设计一定要严密、合理。

2.机械数控加工工艺研究与分析

机械数控加工工艺性分析如下：

（1）确定工序内容前，要选择适合在数控机床上加工的零件。

（2）制定数控加工工艺路线前，要分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，之后才能确定零件的加工方案。

（3）通过工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等方面分析设计来确定数控加工工序。

（4）通过对刀点、换刀点的选择、 加工路线的确定、刀具的补偿等步骤，来调整数控加工工序的程序。

（5）处理数控机床上部分工艺指令。

3.工艺路线研究

设计零件数控加工的工艺路线规则主要根据加工方法、工艺的设计、工艺路线设计这三方面内容。

3.1 加工方法的选择

加工方法一般要依据国家规定的加工表来确定，再根据实际情况或工艺试验进行修正。同样精度要求的加工方法很多，可以从以下因素作为选择依据。

（1）经济角度;

（2）材料的性质，淬火钢的精加工要用磨削，有色金属圆柱表面的精加工为避免磨削时堵塞砂轮，要用高速精细车或精细镗;

（3）结构形状和尺寸大小，假设加工精度要求为 IT7 的孔，采用镗削、铰削、拉削、磨削均可达到要求。但在箱体上一般不选择拉孔或磨孔，而是选择镗孔或铰孔;

（4）生产率与经济性，如果批量生产，采用高效率的先进工艺，如果是单件小批生产， 宜采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔等加工方法，避免采用专用设备而造成经济损失;

（5）根据生产条件，要充分利用现有设备，合理安排设备负荷。

3.2 设计原则

进行机械数控加工零件的工艺设计时，遵循一下原则进行设计。?

（1）要想短时间内为后续工序提供精基准，就要将选为精基准的表面安排在起始工序先进行加工;

（2）按加工部位相对于对刀点的距离大小为参照，为缩短刀具移动距离，减少空行程时间，提高效率，先加工离对刀点近的部位， 后加工离对刀点远的部位。对箱体、支架类零件，平面轮廓尺寸，要先加工平面，再加工孔和其他尺寸;

（3）由于次要表面一般加工量都较少，加工比较方便，因此把次要表面穿插在各加工阶段进行加工，这样不仅使加工阶段顺利进行，而且增加加工阶段间的时间间隔，使工件的残余应力有足够的时间进行重新分布，以便在后续工序中修正;

（4）加工工序尽可能集中，工件宜采用一次定位;

（5）先粗加工，再精加工;

（6）先内后外、内外交叉;

（7）减少刀具的调用次数;

（8）采用较大的切削深度、较少的切削次数;

（9）在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路线。既节省加工时间，又减少不必要的刀具磨损及其它消耗。

上述几个原则应采取灵活可变的方案，根据编程者对实际加工经验而不断积累。

3.3 路线设计方法?

（1）选择走刀路线

加工路线是指在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹。加工路线的编程原则主要有以下几点：

a.加工路线要保证被加工零件的精度和表面粗糙度，并且效率较高;

b.数值计算应力求简单，从而减少编程工作量;

c.要使加工路线最短。这样不仅减少程序段，也减少空刀时间;

d.合理设计刀具的切入与切出点;

（2）安排加工工序

切削加工工序、热处理工序以及辅助工序（包括表面处理、清洗和检验等）统称为零件的加工工序。零件的加工质量、生产效率和加工成本直接受这些工序的顺序影响，因此在设计工艺时要合理安排;

（3）设计定位和夹紧方案;?

（4）确定刀具与工件的相对位置;?

（5）确定切削用量。

背吃刀量、主轴转速和进给速度的确定构成切削用量的确定，加工方法不同，需要选择切削用量也随之不同。

4.结论

机械数控加工工艺设计是一项比较繁琐的工作，对工艺设计人员而言，不仅要掌握数控加工设备工作原理和编程技术，还必须具有丰富的数控工艺工装知识和具有较丰富的实际操作经验。在实际工作中，只要运用科学的设计方法，就一定能够设计出最合理的数控加工工艺。

参考文献：

[1]朱鹏超.数控加工技术[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2]董玉红.数控技术[M].北京：高等教育出版社，2004.