机械冷加工技术在生产中的应用

苗壮

摘要：冷加工是一种重要的加工工艺，具有成本低、技术成熟等优点，在机械加工中应用广泛。文章对冷加工技术相关知识进行了分析，探讨其在生产中的应用及注意事项，以供参考。

关键词：机械；冷加工；技术；生产

近年来，我国机械制造业发展迅速，冷加工技术在机械加工中的应用越发频繁，因此，加强机械冷加工技术的应用研究，不断提高冷加工效率与质量，是当前业内关注与研究的重点。

1 冷加工技术分析

冷加工技术指低于再结晶温度的加工均为冷加工。机械生产中的冷加工技术指应用车床与刀具，从金属材料或工件上将多余的金属层切掉，使工件获得具有一定表面粗糙程度、尺寸精度、形状的加工方法，包括拉削、磨削、车削等均属于冷加工范畴。

应用车床对工件进行冷加工基于切削运动，即，工件與刀具之间的相对运动，包括主运动与进给运动，其中主运动消耗功率大，速度高，是切削最为主要的运动。另外，需要注意切削作业中主运动只有一个。进给运动指为了达到加工出所需表面的目的，使金属层不断投入切削的运动。进给运动消耗的功率较小，速度低，有一个或多个。另外，冷加工作业的顺利进行，需要有满足要求的刀具，即，刀具需要有足够的硬度（一般要求其超过HRC60）、韧性及强度。同时，还应具有较好的耐磨性、耐热性等。

2 冷加工技术在生产中的应用

2.1 机械冷加工工艺规程

应用冷加工技术时一般按照以下工艺流程：（1）认真分析零件图与产品装配图，明确零件加工要求，内容包括对零件的年生产纲领进行计算，确定是小批量生产、还是单件生产。同时，对零件间的装配关系、加工产品的用途、性能等进行分析。做好加工图纸的完整性检查，包括公差、尺寸、技术要求标注是否详细等。结合零件图纸明确应用的主要与关键技术，并对零件的工艺性进行审查。（2）确定毛坯来源，分析所用材料是否满足加工要求，内容包括图纸上确定的材料为型材、结构件还是锻件、铸件。确定材料时尽量应用国内较为丰富的材料。认真分析材料的选择是否合理，是否满足技术要求。（3）在对零件功能、结构及加工要求详细掌握的基础上，编制工艺路线，确定加工操作顺序。（4）确定加工工序中所用的车床、卡具、刀具以及辅助工具等，明确各工序的加工余量、切削用量及工时定额。另外，还需考虑定位基准的选择。选择粗、精基准时应遵守一定的选取原则。例如，选择粗基准时应确保所有加工面的加工余量足够。选择精基准时应遵守基准统一原则，选取安装可靠、平稳，精度高的表面作为精基准。

2.2 冷加工技术的具体应用

中空轴是管磨机的重要部件，先要求应用冷加工技术对某中空轴进行加工。

2.2.1 零件分析

该零件结构较大，在一个工厂里相同的零件较少，属于大件、单件生产，因此，加工时编制加工工艺卡片即可。 研究得知，中空轴颈面与零件法兰外缘的同轴度为φ0.25 mm，法兰端面和中空轴轴颈中心线的垂直度为0.25 mm。中空轴轴颈面自身的圆柱度0.1 mm。另外，需要注意的是为消除内应力，冷加工作业前先进行热处理。同时，保证加工各面尺寸完整，精度、光洁度满足要求。

2.2.2 零件结构与工艺分析

该零件为组合件，由中空轴体、法兰构成，其中中空轴体为铸钢件，需制作木模，而法兰为钢板件，两者之间的连接需要进行焊接操作。因整个中空轴为回转件，需要分别加工各单件，而后进行整体加工。零件的大R区以及中空轴轴颈面对光洁度的要求比较高，需进行磨削加工。综合分析加工图纸，加工时需对大R区域、中空轴轴颈面作探伤检验。同时，为确保中空轴和简体同轴度满足要求，需要对两者的连接孔进行配铰。

另外，中空轴使用Q135-A，ZG230材料加工，两种材料不仅容易采购，而且铸造方便，使用普通焊条便可进行焊接操作。

基准的确定。中空轴为回转件，因此，将其中心线作为设计基准。同时，简体和中空轴安装时需配合，因此，将法兰端面作为空轴轴向尺寸的设计基准。加工作业时以两个基准进行操作。

确定加工工艺流程。因中空轴体为铸钢件，加工时先制作模样，而且加工前进行加热处理。同时，钢板法兰与中空轴体进行焊接，阻焊后仍需进行加热处理。经研究该中空轴的加工工艺按照以下流程进行：铆一热一车一检一车一一划一钻一钳一镗一钳。

编写加工工艺文件。结合分析编写中空轴加工工艺卡片，其中车削时，一方面，装卡操作将大端朝下，对小端法兰外圆和端面进行车削，端面少去，见亮停止，注意在大端留剩余加工量。另一方面，将小端的法兰外圆和端面装卡，将中空轴轴颈作为找圆正基准，将小端法兰的上端面作为找平的正基准。

3 冷加工技术应用注意事项

在加工该中空轴零件时，为保证冷加工质量，防止意外的发生，除严格按照加工流程加工外，还应注意以下内容的落实，确保该中空轴加工作业的顺利完成。

3.1 准确把握切削三要素

采用冷加工技术加工该中空轴时应严格控制切削速度V、走刀量S、切削深度t这3个参数将直接影响加工质量，因此需引起足够的重视，其中切削速度V可用公式进行计算，即，V=nπD/1 000，D，n分别表示待加工面直径（以mm为单位）、工件转速（ r/s）。走刀量指刀具或工件每转一周，两者沿进给方向上走的相对距离，以mm/r为单位。切削深度t的计算公式为：t= （D-d） 12。其中D、d分别表示工件待加工面与己加工面直径（单位为mm）。为保证中空轴加工质量，要求加工人员提高认识，在认真分析加工图纸的基础上，做好准确的计算，严格控制3个参数，确保加工精度满足设计要求。

3.2 做好切削精度控制

加工该中空轴时保证加工精度尤为重要，因此，加工人员应认真分析影响加工精度的因素，如车床精度、加工人员专业水平等，都会给加工精度造成不同程度的影响，加工时应及时采取措施加以应对，将加工误差降到最低。一方面，做好所用车床精度检测。为保证加工精度满足要求，加工该零件时应要求检测人员对车床运行性能、精度等进行检测，确保满足规范要求。另一方面，注重加工人员技能培训。加工该零件前应组织技术人员，开展加工作业技能培训，明确零件不同位置的加工要求、加工方法，以及相关的加工参数等，要求加工人员认真听讲，严格按照规范要求进行加工操作。

3.3 保证加工操作安全

该中空轴冷加工时采用落地卧式或立式车床进行加工，加工作业具有一定的危险性，为防止加工意外的发生，保汪加工作业的安全、顺利进行，需采取一定的安全措施。首先，营造良好的加工环境。加工时确保车间照明良好，防止操作人员因视线不良进行错误操作，发生安全事故。同时，认真检查车床各运行部件，确保其运转正常、平稳，无安全隐患。另外，做好车床运行部件的维护，包括刀具、刀架以及运行部件的养护，确保其处于最佳的运行状态，防止运行中发生意外。其次，安装相关防护装置。认真检查所用车床各部件的牢固程度。同时，为防止加工作业中某些部件甩飞伤人，应安装防护罩。最后，注重加工噪声的控制。加工中车床发出的噪声往往给技术人员的情绪及注意力产生较大影响，导致加工人员心情烦躁，注意力不集中而发生意外，因此，做好所用车床的养护，紧固螺丝，做好相关位置的润滑，最大程度地降低加工噪声。

4 结语

冷加工技术在机械制造领域应用广泛，因此，加强该技术的应用研究，不仅能更好地保汪零件加工质量，而且能提高我国的机械制造水平，促进我国机械制造行业健康发展。本研究得出以下结论。

（1）冷加工技术指借助车床及刀具，将零件加工成所需形状的一种技术，具有加工成本低、技术成熟等优点，在零件加工中应用广泛。冷加工涉及主运动与进给运动，其中主运动是切削作业中最为重要的运动。

（2）使用冷加工技术加工零件时需要按照一定的规程，文章以加工中空轴为例探讨冷加工技术的具体应用，涉及零件分析、零件结构与工艺分析、基准的确定、加工工艺流程确定以及加工工艺文件的编写等环节。

（3）为保证零件加工精度，使用冷加工技术时一方面，要求加工人员认真计算切削速度、走刀量以及切削深度等参数。另一方面，做好车床精度检测，确保其处于最佳的运行状态，以保证加工精度。同时，还应做好加工作业前的技术培训，要求加工人员明确加工的重点以及应遵守的规范等。另外，加工作业中为防止意外的发生，要求加工车间光照良好，并做好安全防护措施。同时，降低噪声的产生，为整个加工作业的安全进行奠定坚实基础。