機械數(shù)控零件加工工藝分析

徐明顯

摘要：社會技術水平的持續(xù)提升，帶動了機械工程設計軟件的革新升級，提升了機械制造的工藝水平，為機械制造設備的換代更新準備了外部環(huán)境與條件。在數(shù)控零件加工的過程中，應當思考與分析如何改進工件工藝，以不斷提高數(shù)控零件加工精度為目標，以數(shù)控加工中心為依托并充分應用其加工功能，為增強數(shù)控零件質(zhì)量做出努力。下文中，筆者將結(jié)合個人工作實踐與實踐經(jīng)驗，分析數(shù)控加工零件精度提升的注意事項與要點策略，以增強數(shù)控零件的應用效果，保證數(shù)控零件的精密度，發(fā)揮數(shù)控機床的加工功能，提升數(shù)控加工零件的產(chǎn)品質(zhì)量。

關鍵詞：策略；注意事項；零件精密度；數(shù)控加工中心

引言

一個完整的機械零件加工工藝是由幾個不同的部分組成的，機械工藝發(fā)展對于中國經(jīng)濟建設和基礎科研都具有非常重要的意義。目前，隨著我國經(jīng)濟結(jié)構的轉(zhuǎn)型，人口密集型的機械工廠發(fā)展已經(jīng)不能滿足我國的要求，中國制造企業(yè)的生產(chǎn)已逐步從原來的粗獷型轉(zhuǎn)向高精尖發(fā)展，現(xiàn)在的機械工藝更講究自動化、智能化，并且進一步保證機械產(chǎn)品的質(zhì)量，降低機械產(chǎn)品生產(chǎn)和研究的成本，提高機械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，機械零部件的工藝需要進行重點的研究。本文就是基于這樣的背景，利用某階梯軸對機械零件數(shù)控工藝進行研究。

1機械數(shù)控加工技術水平的制約因素

1.1人為因素

機械數(shù)控加工技術的研發(fā)、設計、設備制造、安裝使用、管理維護都離不開人為因素。機械數(shù)控設備設計研發(fā)與制造是根據(jù)被加工的機械零件需求而定的，設計人員對機械零件加工工藝、加工精度等設計要點不熟知，可能影響后期設備的使用；在設備使用時，由于企業(yè)對機械數(shù)控設備的管控不嚴，可能造成設備冗余或更新?lián)Q代遲緩，不能物以致用；設備操作人員操作技能不熟練、設備功能掌握不徹底，可能導致生產(chǎn)效率低、機械零件生產(chǎn)質(zhì)量不高；設備維修人員做不到日常維護保養(yǎng)，故障時不能及時排除與修理，會影響設備使用導致生產(chǎn)時序間斷，降低機械數(shù)控設備的使用壽命。

1.2錯誤設置刀具參數(shù)

如果刀具參數(shù)設置不合理，將造成數(shù)控零件加工過程中軸線的偏差——隨著主偏角的持續(xù)縮減，零件精度也持續(xù)降低，將導致數(shù)控加工產(chǎn)品質(zhì)量的降低，不能夠滿足數(shù)控加工的目標與生產(chǎn)要求。

1.3機械數(shù)控設備的軟件程序因素

機械數(shù)控設備軟件程序編寫的優(yōu)劣與程序的嚴謹緊湊直接關乎到運用機械數(shù)控加工技術生產(chǎn)的機械零件的好壞。如果軟件編程人員對機械零件加工工序、所需操作指令、加工精度等不熟知，就無法保證軟件指令與設備操作相對應；再者編寫能力，無用的程序代碼或錯誤的軟件編寫都導致設備使用周期長、或走空刀現(xiàn)象或無法使用；最后隨著機械零件加工的新加工工藝、新要求，能否及時對機械數(shù)控設備的軟件程序更新?lián)Q代，保證軟件程序與設備機械功能相配套。

2機械數(shù)控零件加工工藝

2.1機械數(shù)控零件材料分析

（1）零件的材料分析。材料在不同的加工要求和加工條件下產(chǎn)生的效果不同，因此，對既定的目的進行合理的材料分析具有重要作用。綜上所述，本文研究的零件可以選擇45鋼作為軸部的材料。（2）零件的毛坯的分析。零件的毛坯是材料的直接體現(xiàn)，階梯軸的零件毛坯要求比較高，而毛坯的選擇也需要根據(jù)不同零件的要求來進行選擇，一般來說，鑄造毛坯比較適合的是形狀比較復雜的毛坯，鍛造出來的毛坯則比較適合類似于階梯軸一類相對容易一些的機械零件，還有型材，其實本文研究的階梯軸也可以利用型材，最后是焊接的毛坯，焊接的毛坯對于板材來說具有很重要的支撐作用。在進行零件毛坯的選擇過程中，需要根據(jù)機械零件的要求進行具體的分析和選擇，根據(jù)機械結(jié)構的大小和要求進行選擇，本文研究的階梯軸選擇的是鍛造毛坯，毛坯的尺寸為Φ30×180mm。在對毛坯進行選擇的過程中，應該盡量去選擇和目標機械零件尺寸差別很小的零件，這樣不僅可以節(jié)省人力、時間和經(jīng)濟成本，還能更精度更高的完成相應的機械制造工件。

2.2刀具與切削用量的選擇

選定了毛坯之后，需要根據(jù)具體的零件需求進行數(shù)控刀具的選擇，不同的刀具能夠得到的數(shù)控機械制造效果是不同的，好的刀具可以一定程度上影響數(shù)控機床的加工可靠性，好的刀具還可以提高數(shù)控機床的加工效率。一般來說，可以根據(jù)具體的數(shù)控編程結(jié)果來確定刀具，編程可以在數(shù)控軟件上仿真進行，在進行刀具選擇的過程中，需要遵循一定的原則，首先要剛度好，并且刀的精度高，在進行編程過程中，安裝和調(diào)整也需要非常方便。在選定了一定的刀具的同時，需要根據(jù)特征工件的情況來確定不同刀具的安裝位置，安裝位置和走刀順序有著密切的關系，一般來說，刀具的安裝需要遵循一定的原則，主要可以總結(jié)為以下內(nèi)容：（1）刀具數(shù)量越少越好；（2）加工過程中，單次的裝夾需要擁有完成一個完整的工序；（3）即使是同一個刀具，在進行不同工序的使用過程中也需要進行切換；（4）先銑后鉆；（5）嚴格遵循設計的加工順序，即遵循精度加工在最后的順序；（6）盡量不添加人為的影響，讓數(shù)控機床自己完成部分功能。在數(shù)控機床編程的的過程中，需要根據(jù)具體的刀具和工件要求來設定數(shù)控機床給進速度，這個很多時候需要根據(jù)經(jīng)驗來進行判斷，或者查詢一定的參考資料，如果不能確定，可以先進行給進速度的嘗試，并編寫進入工作守則，在后續(xù)的工作中進行統(tǒng)籌的選擇。

2.3軟件程序更新，做好機械數(shù)控加工設備的更新?lián)Q代

目前，我國機械數(shù)控加工設備趨向于大功率化、多功能化、高速化與柔性化方向發(fā)展，其中軟件程序作為設備運行的指令與操作，對設備應用與發(fā)展起著舉重若輕的作用。軟件程序編寫或后期軟件程序的優(yōu)化，都應根據(jù)機械零件加工的實際需求而決定，也應收集設備使用者對設備日常使用與管理的意見，編程人員需消化吸收，減少設備軟件程序執(zhí)行所造成的工時浪費，與錯誤軟件程序所帶來的加工精度低，加工質(zhì)量差的不利影響，進一步提升機械數(shù)控加工設備的工作效率和工作質(zhì)量。

2.4增強人員專業(yè)能力，做好設備全周期管控

機械數(shù)控加工設備全周期是指設備的研發(fā)設計、制造生產(chǎn)、使用管理、維修保養(yǎng)、報廢等環(huán)節(jié)，涉及到設計人員、使用操作人員、維修人員、設備管理人員，都應自我加強專業(yè)能力學習，組織專業(yè)技能培訓，對機械數(shù)控設備做到熟知掌握其使用、維修、管理等相關知識，了解機械數(shù)控設備設計原理，能夠根據(jù)實際生產(chǎn)需求，來對機床進行相關操作，同時將日常安全巡檢、設備管理、維修保養(yǎng)工作落實到位，及時消除存在的各類隱患。

2.5確定走刀順序和路線

相應的順序和路線要求為以下幾點：（1）粗加工，在數(shù)控機床的中間位置放置用料半成品，并根據(jù)大概的輪廓進行第一波的粗略加工。（2）零件表面的二次加工，第二次加工不僅僅針對于零件的表面，包括零件的次一級表面同樣需要二次加工，二次加工對于所有的工件來說都很重要。（3）特殊位置的加工，包括各種孔、槽、齒等特殊的精密位置，在得到基礎零件的基礎上，得到相對應的特征位置。（4）精加工及成型，利用精加工可以得到最后的零件，精加工。

結(jié)語

綜上所述，為了確保數(shù)控機床加工零件的精度，作為企業(yè)的機床操作技術人員應當注重從實踐中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)問題，掌握并防范可能會影響加工零件精度的各項因素，縮小或者消除伺服系統(tǒng)的操作誤差，促進機械制造行業(yè)蓬勃發(fā)展。

參考文獻

[1]聶志光.機械加工工藝對零件加工精度的影響分析[J].設備管理與維修，2017（17）.

[2]朱培坤，耿平.關于提高機械數(shù)控加工技術水平策略的探討[J].科技與企業(yè)，2015（07）：238.

（作者單位：中航工業(yè)西安飛機工業(yè)（集團）有限責任公司）