序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇機械加工工藝論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

1.1工藝系統的幾何精度對加工精度的影響工藝系統主要包括機床、工件、刀具和夾具等。工藝系統的幾何精度會影響到零件的加工精度。首先是機床的影響，由于機床自身制造時會存在誤差，加工出來的零件的形狀以及位置精度便會不足。然后是刀具的影響，因為刀具加工時直接與工件接觸，時間長了，刀具的磨損便會十分嚴重。還有是夾具的影響，在零件加工過程中，需要將零件進行固定后才能進行加工，這時就需要使用夾具。夾具的誤差主要有以下幾個方面：一是夾具本身的制造誤差，二是使用過程當中產生的定位誤差和安裝誤差，三是長期使用后的磨損誤差。刀具出廠時由于制造工藝的問題自身也可能存在一定的誤差，但是這種誤差可以通過機床的調整而進行調節。因此對于加工零件來說沒有直接的影響。在整個系統當中，為了將零件進行有效的固定，使其保持和刀具之間一定的位置，這就需要使用夾具，夾具的誤差主要包括出廠時的制造誤差以及在使用過程中產生定位誤差以及安裝位置不準確造成的誤差。

1.2工藝系統的熱變形對加工精度的影響

1.2.1工件熱變形對精度的影響一般來說工件熱變形在精加工中影響比較嚴重，特別是長度長、而精度要求高的零件。為減少這些誤差可以采取的措施：在切削時使用充分的切削液減少表面升溫。也可采取誤差補償法：在裝夾工件時使工件表面產生微量的夾緊變形，以此來減少切削時工件單面受熱而拱起的誤差，或降低切削用量以減少切削熱和摩擦熱，也可以采用粗加工后停機以待熱量散發后再進行精加工。2.2.2刀具熱變形對加工精度的影響主要由切削熱引起的。連續切削時，刀具的熱變形在切削初始階段增加很快，隨后變得較緩慢，經過不長時間后便趨于平衡狀態。為減少熱變形應合理選擇切削用量和刀具的幾何參數，并給予充分的冷卻。

1.2.3機床熱變形對精度的影響機床在工作過程中，受到內外熱源的影響，各部分溫度將逐漸升高。由于各部件的熱源不同，分布不均勻，以及機床結構的復雜性，因此各部件的溫升不同，而且同一部件不同位置發生變化，破壞了機床原有的幾何精度而造成加工誤差。對機床熱變形我們可以從以下幾個方面進行解決：一是減少產熱，從此角度出發可以隔離熱源或者改善熱源降低產熱；二是增加散熱，從此角度出發，可以采取合適的冷卻方法，充分吸收加工過程中散發的熱量；三是控制環境溫度恒定，或者使機床加速達到熱平衡的狀態，從而減少機床熱變形對加工精度的影響。

1.3工藝系統的受力變形對加工精度的影響工藝系統在進行高強度的加工過程中會受到各種力的作用，在長期的受力狀態下，工藝系統會發生輕微的變形。工藝系統的刀具等部件的相對位置是在設備靜止的情況進行調整的，而隨著工藝系統受力變形，這就會導致刀具等部件的相對位置發生變化，使得切削過程當中刀具的運動軌跡也出現相應的改變，從而導致加工精度下降。針對這種原因引起的加工誤差，可以通過降低整個系統的受力來完成。早實際的操作過程當中可以采取以下幾種方式：第一，增強整個工藝系統的剛度，從而有效地提升對外力作用的抵抗。第二，降低工藝系統的載荷，從而防止出現變形。

2機械加工工藝對加工精度的應用辦法

2.1解決加工精度內在因素的辦法可采取一定的補償技術來對，設備出廠本身所帶的誤差、使用中的因磨損產生的誤差進行控制，來確保構件誤差在實踐中，能達到其可接受的范圍之內。正常來看，在高精度的機床設備系統中，其會配置有相應的誤差補償控制構件，使用單位以及工作人員能夠根據加工需求對其做一定的矯正。可采用：（1）一些專業的矯正軟件，來專門用作機床各構件磨損的技術矯正，一般的普通機床而言，其磨損校正只有通過參考校正尺數據、手動操作設置補償螺母來實現系統及構件的誤差補償；（2）在實際的生產實踐中，可輸入相應的補償數據，再由軟件自行運行，便可實現參數的修改；（3）采用軟件編程，例如：CAD、CAPP、CAM、DNC、EDM、PDM、MES、MPM等PLM軟件產品。選擇【加工】―【其它加工】―【銑螺紋加工】命令，一般包括：粗加工第一刀、粗加工第二刀、粗加工第三刀、粗加工第四刀、精加工、程序結束、宏程序名、起始高度、終止深度、螺距、循環等11的步驟，并根據所加工的螺紋填寫好加工參數。

2.2解決加工精度外在因素的辦法可通過調整工藝加工系統的受力，來對被加工零件精度進行把控，從而使整個系統的受力均衡。具體的做法主要有：（1）改造工藝系統本身相對薄弱的構件及部件進行改造，來提升工藝系統本身的剛度，提高系統對外部受力的抵抗性能，切實防止加工系統因受力而發生形變，導致加工誤差。（2）可通過縮短整個工藝系統的載荷量，減少系統外力的大小，從根本上實現設備的變形預防。（3）機械加工工藝系統在運行中會產生導致系統發生形變的熱應力、切削應力。因此，為減少熱應力，一定要對熱加工的零件進行退火處理，嚴格避免粗加工所產生的額外應力，確保工作零誤差。

3結語

篇(2)

關鍵詞：機械加工工藝；GE公司；鈷基高溫合金；難切削

中圖分類號：TQ320.67+1 文獻標識碼：A

該零件外形均由曲面構成，壁厚為3.175mm，外圓型面上有八個大島嶼與一個小島嶼，在前端面有144處孔，徑向孔有20處。在零件后端面有160處孔，徑向孔有21處，并有21處花邊。針對零件在加工中受到零件材料難加工，及零件型面復雜的制約，我們進行了大量的研制工作。本篇論文論述了高壓渦輪機匣加工研制的整個過程。

本論文內容主要包含以下兩個部分：

a.概述部分：介紹GE公司大型鈷基高溫合金機匣的結構特點和加工工藝難點；

b.工藝路線及機械加工：針對零件結構特點和加工難點論述零件加工工藝和機械加工過程。

1 零件及加工概述

1.1 零件結構

高壓渦輪機匣為鈷基高溫合金環形靜止零件，輪廓以曲面為主，最大外徑尺寸φ1137mm，高116.497mm，型面壁厚3.619mm，型面上有八個大島嶼及一個小島嶼；零件分前后端面，前端面有114個通孔，徑向孔有20處。在零件后端面有160處孔，徑向孔有21處，并有21處花邊。零件整體如圖1

1.2 零件材料及特點

1.2.1鈷基高溫合金

高壓渦輪機匣材質為RENE41，毛料為鈷基高溫合金模鍛件，含有金屬主要成分有鎳、鉻、鎢和少量的鉬、鈮、鉭、鈦等合金元素。鈷基高溫合金具有較高的強度、良好的抗熱疲勞、抗熱腐蝕、和耐磨腐蝕性能。用于制作航空噴氣發動機、工業燃氣輪機、艦船燃氣輪機的渦輪增壓器。正是由于這種性能，該材料用于高壓渦輪機匣。

1.2.2 加工特點

鈷基高溫合金材料由于成分的原因，材質硬難于切削，在加工時受切削力影響變形不大。零件的結構特點對工藝路線、刀具及加工的方法有所要求，在新件的研制階段需要合理安排工藝路線及安排合理的加工方法。

1.3 工藝難點

該零件從設計圖紙進行工藝分析，從工藝路線、加工、刀具三個方面對加工難點進行論述。

1.3.1 機械加工

零件的材料硬度大，型面復雜：

切削零件材料時，零件材料硬度大，型面加工長。在進行半精車時進行深槽加工，普通刀具難于加工該處。

銑加工表面：在進行粗銑削加工時，零件型面余量大，最大處達到19mm余量，加工時需用大量刀具。

2 加工工藝研究

2.1 工藝路線

通過以上的分析制定工藝路線，編制工藝規程，由于零件整體結構比較復雜，加工路線已先車加工零件外形，后進行粗銑加工去余量，然后進行熱處理工序。再進行精銑加工零件的型面，后焊接，再進行零件的精車加工，后對零件進行銑花邊及鉆孔，最后對零件內部進行噴涂。

2.1.1 工藝路線制定

工藝路線：№0毛料—№5車后端面基準—№10粗車前端及型面—№15粗車后端及型面—№20粗銑外型面—№25去應力熱處理—№30修后端面基準—№35半精車前端及型面—№40半精車后端及型面—№50精銑外型面—№55去毛刺—№60焊接連接座—№70修基準—№75精車前端—№80精車后端—№85鉆前端面孔、徑向孔并銑端面槽—№90鉆后端面孔、徑向孔并銑端面槽—№100攻螺紋—№105標印—№110清洗—J115中間檢驗—120熒光檢查—125清洗—130集件—135裝配—140清洗—145噴涂—150車涂層—155修噴涂表面—J160最終檢驗—165入庫

2.1.2 工裝和刀具選擇

工裝：主要根據GE公司提供的車床和銑床夾具結構圖紙進行設計并制造，檢測用約束測具為自主設計制造。

刀具的選擇：鈷基高溫合金是一種難切削材料，刀具本身成分內含有鈷成分，在加工中，刀具材料容易與零件材料產生親和，刀具很容易磨損，故選用刀具時，應選用耐磨涂層，防止零件在加工時，刀具磨損，使得刀具有更高耐磨性，零件得到更好的表面質量且延長刀具壽長。

2.2 車加工

車加工共有9道工序：№5車后端面基準—№10粗車前端及型面—№15粗車后端及型面—№30修后端面基準—№35半精車前端及型面—№40半精車后端及型面—№70修基準—№75精車前端—№80精車后端

№5車后端面基準：本道工序車加工零件的內孔及外圓，用于下一道工序的找正及壓緊；

№10粗車前端及型面：去除大部分余量為精加工單邊留有3mm余量；

№15粗車后端及型面：去除大部分余量為精加工單邊留有3mm余量；

№30修后端面基準：熱處理后，進行修基準工序，為下道車加工做準備。

№35半精車前端及型面：在零件型面處加工到零件設計圖尺寸，端面留有余量1mm余量。（在NO20工序應力釋放后，型面加工到零件設計圖尺寸）

№40半精車后端及型面：在零件型面處加工到零件設計圖尺寸，端面留有余量1mm余量。（在NO20工序應力釋放后，型面加工到零件設計圖尺寸）

№70修基準：車零件的止口端面及外圓，用于零件的裝夾找正。

№75精車前端：將零件端面尺寸加工到零件最終尺寸，并扎槽。

№80精車后端：將零件端面尺寸加工到零件最終尺寸，并扎槽。

2.3 銑加工

零件的精銑加工：

零件的精銑加工，在精銑加工時，注意合理的安排零件的加工路線，加工的先后順序，加工時的走刀路線。具體精銑的加工路線如下：

第一步：加工零件型面，在加工零件型面時，采用切線進刀，在加工零件型面時，采用上下往復銑加工，保證零件的表面質量，零件的表面粗糙度，銑削零件的型面。

第二步：銑加工島嶼凸臺表面，用Φ20刀具銑加工凸臺表面，在零件表面方向進刀切削

第三步：加工島嶼大孔及島子臺階。

第四步：清理大島嶼兩側，用Φ20R3進行清理島嶼兩側。

第五步：清理小島嶼，在小島嶼外層走兩次，將零件銑型面的殘余清除。

第六步：清理小島嶼下部，用R6球刀進行清根，清根時需注意刀具的磨損。

2.4 關鍵和難點

高壓渦輪機匣加工的關鍵在于車加工的車槽及銑加工的工藝路線。

2.4.1 進行粗銑零件型面，注意走刀路線的刀路，在粗銑時，大量去除零件余量。

2.4.2 除零件余量后需要對零件進行熱處理，將零件粗車及粗銑時的殘余應力釋放。

2.4.3 后進行車基準及半精車加工。在半精車時，先用R2.5球刀進行粗扎槽，在用R2球刀進行精車。在遇到特殊槽型時，選用非標刀片進行車加工零件的型面。

2.4.4 進行精銑加工時，注意零件的走刀路線，合理的安排刀路，加工出零件的型面。

3 加工工藝總結和推廣

隨著民用航空飛機的發展，類似鈷基高溫合金被越來越多的應用，鈷基合金材料應用領域的越來越廣泛，必將對制造業提出更高的要求，對特種合金加工工藝的研究也會更加深入。

此次對鈷基高溫合金類大型機匣件工藝方法的第一次探索嘗試，發現了一些鈷基高溫合金的加工工藝方法，如合理安排零件工藝路線，選用合適刀具進行加工，安排合理的走刀路線；除此之外，也對刀具對零件加工中應用的重要性有所認識，這些方法和措施也會推廣到其他GE公司的大型機匣合金類零件的研制中去，不斷摸索創新。

參考文獻

[1]金屬切削手冊[M].技術中心金屬研究室.

[2]金屬切削技術指南[M].山特維克可樂滿.

[3]西門子編程教程[M].

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Abstract： Based on the principle of following the mechanical manufacturing process requirement， this article focuses on the matters needing attention in the process of mechanical design and puts forward reasonable processing measures from 3 aspects： to enhance machining accuracy， to improve processing surface quality and to increase design standardization.

關鍵詞： 機械制造工藝；機械設計；注意事項；工藝措施

Key words： machine manufacturing technology；machine design；matters needing attention；processing measures

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）27-0043-02

1 機械制造工藝的基礎知識

機械設計（machine design），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。

機械加工工藝是實現產品設計，保證產品質量，節約能源，降低消耗的重要手段，是企業進行生產準備、計劃調度、加工操作、安全生產、技術檢測和健全勞動組織的重要依據，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。其中，工藝規程是直接指導產品或零部件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，它直接對企業的產品質量、效益、競爭能力起著重要的作用。關于機械制造工藝的具體內容簡單介紹如下：

1.1 生產過程和工藝過程 在機械制造工藝中，生產過程是指在制造機械產品的時候，將原材料或半成品轉變成為產品的所有過程總和，這一過程具體包括：生產技術準備工作；原材料及半成品的運輸和保管；毛坯的制造；零件的各種加工、熱處理及表面處理；部件和產品的裝配、調試、檢測及涂裝和包裝等，而工藝過程是指在生產過程中直接改變生產對象的尺寸、形狀、性質及相對位置關系的過程，比如毛坯制造、機械加工、熱處理、表面處理及裝配等。其中，機械加工工藝過程是指用機械加工方法直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量，使其成為產品零件的過程，這一過程是由一個或若干個工序組成，而工序又可分為安裝、工位、工步和走刀。[1]

1.2 工件裝夾 工件在開始加工前，首先必須將工件擺放在機床或夾具上的正確位置，這一過程就稱為定位，同時為了使定位好的工件在加工過程中保持正確位置，還需要將工件固定夾緊，這一過程稱為夾緊，因此這兩個過程合起來成為裝夾。在一定程度上機械加工工藝中的工件裝夾是否合理不僅會影響到工件的加工質量，而且也會直接影響產品的生產率、加工成本及安全穩定性能。一般而言，在機械制造工藝中經常使用的工件裝夾方式主要有直接找正裝夾、劃線找正裝夾、用夾具裝夾等方式。

1.3 定位 在機械制造工藝中，為了保證工件的精度，必須做好工件的定位工作，工件常用的裝夾定位方式有：直接找正、劃線找正和用夾具裝夾三種方式。定位的首要工作是要根據加工工件的情況選擇好定位基準，機械制造工藝所說的基準其實是起到確定工件和加工工具之間位置關系作用的那些具體點、線或面，根據所起的作用和應用場合的不同，基準一般可分為設計基準和工藝基準，同時工藝基準按照不同的要求和標準，又分為工序基準、定位基準、測量基準和裝配基準。

1.4 加工精度 在機械制造工藝過程中，獲得良好的加工精度至關重要，直接影響產品的優良特性，根據不同的要求，加工精度可以劃分為尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質量要求四大類。在實際機械加工過程中，為了獲得良好的尺寸精度，一般采取的方法有：試切法、調整法、定尺寸刀具法、自動控制法等；與獲得尺寸精度的方法不同，獲得形狀精度的方法主要有：軌跡法、成形法、展成法等。

2 機械設計過程中的注意事項

要想保證機械設計高效準確，就必須在進行設計過程中統籌考慮機械制造工藝的要求，機械設計的整個過程涉及很多方面的內容，在機械設計的研究和分析過程中，每個階段都有自己的重點任務和注意事項，為確保設計取得良好的效果，就必須在整個過程中掌握系統、科學、合理的設計方法，根據工件的加工過程，需要注意以下兩點：一是設計要貼合制造工藝實際。研究設計階段主要負責設計零件的設計方案，是整個機械制造工藝的基礎階段，對后面的所有階段起著舉足輕重的作用，故而在這一階段內，設計零件時要注意嚴格按照生產工藝要求來合理布置設計圖紙，同時也應該注意加強與車間操作工的溝通，主動了解工件的具體生產制造過程，認真聽取現場技術人員和工人對設計的意見和建議，并根據他們的建議及時對設計方案進行調整和修改。二是安裝調試指導設計。機械設備的安裝調試是整個機械制造工藝的最后階段，這一階段決定著設計方案的實際效果能否達到預期目的，在這個階段必須嚴格按照技術要求進行安裝及調試，根據具體情況及時處理現場發生的各種技術問題，這些具體的安裝過程和內容對于前期的機械設計具有實際指導意義，這一過程的經驗對于機械設計人員而言，可以幫助他們通過安裝和調試工作獲得設計的依據，從而可以提高他們的設計水平。對這些設備進行安裝、調試、試生產等一系列過程之后，可以通過實際使用效果對產品的質量進行評價和分析，從而確定是否滿足機械設備的使用要求。[2]

3 基于機械制造工藝的機械設計合理化措施

3.1 提高加工精度的工藝措施 在機械設計加工過程中，誤差不可避免，而只有對產生不同誤差的原因進行詳細分析和研究，才能有針對性的采取相應預防措施以減少誤差的出現，從而有效的提高對加工工件的精度。要想提高加工零件的幾何精度可以考慮改進所使用的夾具，或者通過改進測量工具來提高精度，要想提升控制誤差的水平，就需要對加工誤差進行分析，必須弄清楚產生誤差的原因，一般而言，由于系統應力、熱變形、刀具磨損、內部應力等情況均會產生誤差，根據對應的原因采取相應的解決措施，一般常用減小誤差的方法有：誤差補償法、分化或均化原始誤差法、轉移原始誤差法等。

3.2 提高加工表面質量的工藝措施 機械加工表面質量是指零件經過機械加工后的表面微觀不平度，也被稱為粗糙度，加工表面質量直接影響產品零件的物理、化學和機械性能，甚至直接影響到產品的性能、可靠性、壽命。為了提高零件的加工表面質量，通常采取以下措施：一是注重刀具的選擇。為了提高加工表面質量，加工刀具應根據加工件的屬性盡量選擇使用刀尖圓弧半徑較大、副偏角較小或合適的修光刃或寬刃精刨刀、精車刀，也就是說選用與工件材料適應性好的刀具，從而減小了工件的表面粗糙度；二是選擇適當的切削條件。要想獲得良好的工件表面質量，根據材料不同采取不同切削速度可以有效抑制積屑瘤的產生，另外，減小進給量，采用高效切削液等措施也是通常采取的有效方法；三是減少表面層變形強化。要減少表面層變形，可以采取多種方法，而在使用刀具進行加工工件時，則要注意合理控制后刀面的磨損寬度和切削用量，通常會采用較高的切削速度和較小的進給量再輔以有效的切削液，便可取得良好的效果。[4]

3.3 提高設計標準化的工藝措施 在機械設計過程中，標準化是當前機械行業的一個重要發展趨勢，通過設置一個共同的標準，讓機械零件的尺寸規格、性能、結構得到有效的統一，這樣不僅可以有效提高產品質量，還可以有效降低生產成本，所以在機械設計的層面上就要充分考慮提高產品零件標準化水平，只有這樣，才能提升產品的設計水平，增強機械產品在市場中的競爭力。

3.4 加強綠色制造的工藝措施 在機械設計中引入綠色制造的理念可以有效提升機械設計的成功率，進而基于綠色制造理念的機械制造工藝與傳統的制造工藝便會產生一些區別，與傳統的制造工藝相比，基于綠色制造的工藝更注重對環境的保護，并在此基礎上確保經濟效益達到最大。基于綠色制造的工藝措施應該充分考慮產品的綠色開發，減少在生產使用過程中產品對周圍環境的污染，要保證這一目標要求，首先要做到在機械建模的時候就要確保綠色設計，采用系統化的設計方法，選擇綠色環保的材料作為原材料，另外為了提高原材料的利用率，確保原材料在具備良好環境適用性的基礎上還要能充分滿足生產工藝的要求，充分考慮產品的回收和循環使用。

參考文獻：

[1]劉改云.淺談機械設備設計研發中的若干問題[EB/OL].中國論文下載中心.

[2]趙巖，丁延松.影響機械加工表面質量的因素及改進措施[J].技術與市場，2010（5）.

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關鍵詞：高速銑;對稱分層銑;加強筋 

中圖分類號：TG5191     文獻標識碼：A      文章編號：1006-8937（2015）36-0071-01 

薄壁零件以質量輕、節約材料、結構緊湊等優點，已廣泛應用于航空航天工業。但該類剛度較低，易變形，加工精度難以保證，直接影響到產品的加工質量。 

1  引起薄壁件變形的因素分析 

引起薄壁件變形的因素，如圖1所示。 

對影響薄壁件加工精度的因素有所了解后，我們通過對工藝參數進行合理設置，對工藝路線進行合理安排刀具參數、走刀路徑與方式等方面進行考慮及優化，控制影響變形的可控因素，從而減小零件變形。 

2  裝夾方式的合理選擇 

對于薄壁件而言，零件的裝夾是一個非常重要的問題。在選擇定位基準進行裝夾時，通常選用面積較大、精度較高的面，裝夾點應盡可能對稱。常用裝夾方式有：虎鉗、壓板、三爪卡盤。對于銑加工來說，通常時采用虎鉗在工件兩端施加作用力而夾緊，但對于薄板類來說容易造成裝夾變形，如圖2所示，壓板裝夾如圖3所示。 

而壓板裝夾不僅可以解決受夾緊力裝夾變形的問題，而且四周銑削后，切斷前，零件與毛坯之間有0.1～0.2 mm的粘接，所以內應力的產生不會造成零件有較大變形。現在對于精度特別高的零件采用真空吸盤直接吸附零件，不需要額外的外力夾緊工件，從而能有效的減小零件變形。 

3  數控銑削方式的合理選擇 

零件加工中，在其它條件不變，加工時間的長短取決走刀軌跡的長短。因此合理選擇走刀軌跡對提高加工效率有很大影響。對于腔體類零件一般走刀軌跡有行切法和環切法兩種，如圖4所示。 

與行切法相比，零件受對稱切削力，應力釋放均勻，可一定程度上提高零件的加工精度。同時，當零件上有對稱腔體時，不宜一個腔體加工完再加工另一個腔體，采用分層對稱環切可有效控制產品的質量。 

精加工時，一般內腔已經進行了粗加工，這時再加工腔體外壁時，尤其由于薄而長的零件。應采用單邊順銑的方式，切削厚度比逆銑時大，切屑短而厚，且變形小，零件受單邊切削力，切削紋理一致，切削震動小，比雙向銑削行切法加工對零件加工精度控制得好，如圖5所示。 

當進行端面銑削、臺階等刀具必須由外側進刀時，垂直式進刀方式對零件的有一定的撞擊，而圓弧式進刀，零件在銑削時受力變化緩慢，零件與刀具的受力變小，從而能有效控制表面質量。 

4  合理選擇工藝路線 

某航天零件翼板，如圖所示，屬于高精度薄壁零件，材料為2A12-H112，分析該零件的特點，并通過合理制定工藝流程，有效地控制了零件的變形。 

4.1  零件的結構特點 

某機用薄壁零件，如圖6所示。 

該零件的結構特點如下： 

①零件主要尺寸為狹長通槽，其余為約尺寸。狹長部分尺寸為184 mmX50 mmX30 mm（不含凸臺部分）。 

②零件形狀多變、壁薄。加工要素有凸臺、圓弧及加強筋，該件狹長部位的厚度為1 mm。 

③精度較高，加工難度大。雖然該翼板各個面、尺寸公差為5～6級，由于狹長部位壁厚僅為1 mm，金屬去除率大（約為90%），且隨著加工的進展，無法用虎鉗裝夾，需多次倒壓板才能完成整體加工，因此這類零件的加工工序的合理安排就成為保證零件加工質量的關鍵因素之一。 

4.2  工藝方案的設計 

薄壁零件的加工，一般按粗加工、熱處理、半精加工、精加工的順序安排工序。對于變形較大的零件，加工順序具體如下：粗銑內外形及筋高→熱處理→精銑外形及各凸臺→精銑內腔→去除加強筋→零件校正。 

①虎鉗裝夾毛坯，Ф20白金鋼立銑刀粗加工外形、Ф10加長立銑刀粗加工內腔，狹長通槽兩端封閉加工，內腔中間留有 2 mm加強筋，分兩小腔。單邊各留余量1 mm，如圖7所示。 

②采用低溫退火，用來去除機加產生的應力，進一步穩定材料內部組織和尺寸精度要求較高的部位。 

③精加工分為三個工步： 

首先，Ф10和Ф8立銑刀，倒壓板、銑削外形各臺階、缺口加工至尺寸。然后，采用半精加工和精加工方式進行數控銑。一次裝夾先用Ф16硬質合金立銑刀銑削圓弧。深腔部位，先Ф10硬質合金刀進行內腔的粗加工，粗加工采用分層對稱銑削的方式。精加工Ф6硬質合金加長立銑刀，數控銑采用對稱分層對稱銑削兩小凹腔，同時采用高速銑和螺旋下刀的方式。零件腔體的中間位置下刀，然后一次走刀由中間向四周側壁延伸，下切步距為3、側向布局為3，結合使用這兩種辦法，讓應力均勻釋放可有效減小切削應力不均勻和零件剛性不足造成的切削震動和應力不均勻造成零件變形。 

最后，轉立銑用墊塊虎鉗裝夾工件，用Ф6加長立銑刀銑削加強筋，同時將封閉腔體兩側銑通。 

5  結  語 

通過分析引起薄壁件變形的原因，結合本單位生產薄壁件的加工方法，研究了控制薄壁件的變形的一些措施，最后結合實例，完成了薄壁零件的加工工藝的設計，很好地控制了零件的加工精度，為類似薄壁件的加工積累了經驗。 

參考文獻：   本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一論 文 網專業教育教學論文和以及服務，歡迎光臨dYlw.nET

[1] 王繼群.薄壁類零件數控加工工藝改進分析研究[J].北京工業職業技   術學院學報，2013，（3）. 

[2] 趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊（第3版）[M].上海：上海科學技術出   版社，1990. 

[3] 王興逵.機械制造工藝學[M].北京：機械工業出版社，2008. 

[4] 楊慧娟.加工不銹鋼的外圓車刀[J].機械工人（冷加工），2004，（12）. 

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關鍵詞：虛擬儀器，動態切削力，測量，應用

 

引言

切削力是切削過程中的一個最基本的作用和現象，它不僅是描述切削過程的基本參數，而且也是設計和使用機床、夾具、刀具，制定工藝規程以及評定切削加工性不可缺少的數據。動態切削力的變化規律是研究切削機理和機床動剛度的重要依據。碩士論文，應用。在現代制造工程中(包括柔性制造系統、計算機集成制造系統，無人化工廠等)，切削力是狀態監測的重要參數。在機械加工領域的基礎和應用研究中，常常需要能夠對切削力進行測試的裝置，即各種類型的測力系統.它不但是進行相關試驗研究的重要工具，而且已逐步發展成為切削加工工藝系統的一個組成環節。

虛擬儀器(VI: Virtual Instrument)的概念由美國國家儀器公司(NI: National Instrument)于20世紀80年代末期提出。虛擬儀器是計算機、測量和微電子等技術高速發展的產物，由計算機應用軟件和儀器硬件組成。通過軟件將計算機硬件資源與儀器硬件有機地融合為一體，從而把計算機強大的計算處理能力和儀器硬件的測量、控制能力結合在一起，大大縮小了儀器硬件的成本和體積，并通過軟件實現對數據的顯示、存儲以及分析處理。

本文主要研究利用虛擬儀器實現測力儀數據采集與處理，與虛擬儀器技術相結合，開發出可以測量X,Y, Z三個方向的力。碩士論文，應用。

1 硬件組成

由虛擬儀器構建的測力系統與傳統電子儀器一樣，其功能由圖1所示的三大模塊成:信號采集與控制、信號分析與處理、信號顯示與輸出。

圖1 虛擬儀器構建的測力系統功能結構圖

利用虛擬儀器實現測力儀數據采集與處理，它主要由以下幾部分組成：測力儀、應變儀、數據采集卡、計算機和系統軟件（如圖2）。

圖2 測力儀數據采集與處理系的功能圖

基于數據采集的虛擬儀器系統，通過A/D變換將模擬、數字信號采集入計算機進行分析處理顯示等，并可通過A/D變換實現反饋控制。根據需要還可加入信號調理和實時DSP等硬件模塊。利用儀器實現虛擬儀器系統，VXI總線為新型計算機查卡式儀器提供了標準。碩士論文，應用。計算機完成對采集到的數據進行顯示、存儲、打印、分析和處理等功能，提供給用戶一個簡潔直觀的動態切削力測量過程。

2 軟件組成

軟件結構由三部分組成：I/O接口軟件、儀器驅動程序和測力系統環境。碩士論文，應用。

I/O接口軟件存在于儀器與儀器驅動程序之間，是一個完成對儀器內部寄存器單元進行直接存取數據并為儀器與儀器驅動程序提供信息傳遞的底層軟件層，是實現開放的、統一的虛擬儀器系統的基礎和核心。

儀器驅動程序：主要是用于完成儀器硬件的通信及控制功能。碩士論文，應用。當設備驅動后，由軟件進行數據的分析整理而實現測量功能，并求去測量結果。碩士論文，應用。

測力系統環境：基于語言平臺，如C、Visual C＋＋、VB等；基于圖形化工程環境平臺，如LabVIEW等。

測力開始時先必須對測力儀加載以標定（以X方向加載力為例）。作為一個非理想的多向測力系統，當在X方向加載力時，Y方向、Z方向也會有不同程度的干擾輸出，本試驗所得數據如表1：

表1 X方向加載時數據表

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關鍵詞：鉆頭；折斷；震動；沖擊；扭矩

前言

在鉆削過程中，鉆頭折斷的原因非常多，在陳宏鈞同志主編的《實用機械加工工藝手冊》（第3版）中已有很詳細的14種情況介紹。筆者在工作中又發現并總結了一些“新的鉆頭折斷的原因及解決辦法”，現介紹如下。

1 另類鉆頭折斷的原因分析與解決方法

1.1 鉆頭切削刃與被鉆孔的末端斜面重合或近似重合而導致鉆頭折斷。

原因：當鉆頭切削刃角度與被鉆孔的末端斜面角度重合或近似時，如圖1。鉆頭切削刃與工件孔末端斜面角度關系中：a.重合關系圖所示，在鉆孔即將結束的時候，鉆頭在機床主軸正常進給推力的作用下，會因工藝系統中主軸、鉆頭及工件的鉆削過程中的受制彈性釋放而突然“扎出”工件孔的末端，而此時被鉆孔的末端還未完全被鉆頭鉆削成整圓，鉆頭突然“扎出”工件孔的末端必然導致鉆頭被“卡死”或折斷的現象。當鉆頭尾部與主軸聯結松動時，此時亦會發生鉆頭大幅度扎出工件孔末端的情況，此時其（或配合鉆套）扁尾部分完全脫離主軸錐孔的扁尾，鉆頭在“周向”處于自由狀態了，這種情況還能保住鉆頭不被折斷，而只是被“卡死”；當鉆頭按照工藝系統的各類彈性反彈量的組合而微量扎出工件，且其（或配合鉆套）扁尾部分未完全脫離主軸錐孔的扁尾時，鉆頭將會被折斷，直徑大的鉆頭也許會使主軸停止轉動或工件轉動。

解決方法：根據上述分析，在鉆孔即將結束時，可以更換切削刃角度已大幅度被刃磨改形的鉆頭對工件進行鉆削，如圖1鉆頭切削刃與工件孔終端斜面角度關系中b.交叉關系圖所示，鉆頭鉆出工件過程中，隨工件孔徑向被鉆削余量的逐漸減少其所受到的軸向阻力也是逐漸減小的，實現了平穩鉆削的要求，克服了由于突然急劇減小鉆削過程中鉆頭軸向阻力而導致鉆頭瞬間扎出工件孔末端的情況，這種鉆削方法完全杜絕了此類鉆削過程中折斷鉆頭的現象。

注意：在鉆孔即將結束時，最好由機動進給改為手動慢速進給；在鉆頭切削刃處于斷性鉆削時，用銅錘反向敲擊鉆頭露出部分，以防止鉆頭由于震動松脫出主軸錐孔進而扎出工件孔末端并導致鉆頭折斷的現象。

1.2 安裝鉆頭時，其扁尾未與鉆套或主軸內錐孔扁尾按照鉆削受力的反向貼實，引起鉆頭在鉆削過程中由于震動松脫陡然轉動產生沖擊而造成鉆頭扁尾折斷。

原因：鉆頭在鉆削過程中，通常其旋轉扭矩的支撐是靠其尾部錐柄與鉆套或主軸錐孔的鑲實而產生的自鎖作用來實現的，但隨著鉆削的振動，其自鎖的效果將會逐漸失效，當自鎖力矩無法實現控制鉆頭鉆削扭矩的時候，鉆頭會發生突然的沖擊式轉動，其扁尾與主軸或鉆套內錐孔的扁尾發生周向沖擊，嚴重者導致鉆頭扁尾扭曲或折斷。

解決方法：將鉆頭往主軸或鉆套錐孔中安裝時，預先使其扁尾與主軸或鉆套錐孔的扁尾按照鉆削過程中制動鉆頭受到的扭矩的旋向將鉆頭扁尾與主軸或鉆套內錐孔扁尾靠實，然后沖擊裝入鉆頭，達到剛性制動鉆頭旋轉的效果，從根本上防止鉆削過程中鉆頭尾部的沖擊式轉動，徹底消除其扁尾與鉆套或主軸錐孔扁尾因為未靠實發生的鉆頭扁尾在鉆削過程中松脫后的反向沖擊旋轉而造成的碰撞隱患，從源頭上防止鉆頭扁尾由于沖擊碰撞而折斷的現象。

注意：安裝鉆頭時用手試著裝入鉆套或主軸錐孔，并適當轉動，使鉆頭扁尾與主軸或鉆套錐孔扁尾確實靠實后夯實，如圖2鉆頭扁尾與主軸錐孔扁尾配合所示。如果鉆頭扁尾有高點和飛邊，必須修磨干凈，以達到實實在在的剛性聯結效果，徹底杜絕鉆削過程中鉆頭的沖擊式轉動。

1.3 當鉆削較深的孔時，鉆頭直柄進入鉆削的工件孔中，有時會發生鉆頭折斷的現象。

原因：在鉆削較深的工件孔時，通常采用的鉆頭較長，在起始鉆削時，鉆頭有時發生偏擺，使所鉆孔在初始時就發生了與鉆頭軸心線不重合的隱患，隨著鉆削的不斷深入，鉆頭直柄部分將會逐漸進入到所鉆的孔中，如果鉆頭與所鉆孔的擺動間隙小于主軸由于彈性變形和裝配間隙可以“讓步”的擺動量時，鉆頭將會因犯蹩而折斷，否則，工件會隨鉆頭的旋轉而產生偏擺式的高頻抖動或轉動。

解決方法：預鉆中心孔；將鉆頭直柄部分磨小些，特別是那些舊鉆頭，其鉆削部分的直徑已經磨損得很嚴重了，鉆孔直徑很有可能小于其直柄部分，這種情況更容易導致鉆頭的折斷；可以在允許的情況下將鉆頭切削刃適當磨的“偏心”點兒，使所鉆的孔徑偏大些，進一步防止鉆頭直柄部分由于“受擠”而造成折斷的現象。

注意：刃磨鉆頭直柄部分時要均勻的磨，以磨去其直徑的3～5%為宜，鉆削過程中要做好退鉆、倒屑的事項，倒屑時，按照鉆孔過程中實際觀察到的鐵屑“滿鉆”的鉆孔深度進行，可少鉆而不可多鉆，堅決杜絕鐵屑擠鉆現象的發生，同時，做好切削液的使用，防止燒鉆的現象。

1.4 鉆削組合的鋼板類工件時，鉆頭折斷

原因：在鉆削組合的鋼板類工件時，由于其組合面之間存在間隙，鉆削過程中，先鉆的工件孔的鐵屑會擠入在組合的夾層間隙中，從而導致對鉆削過程中的鉆頭產生巨大的軸向抗力和誘導式滑移現象，再加上鋼板的反彈和震動，很容易使鉆頭折斷切削刃部分。

解決方法：在每層工件孔即將鉆透時，采用“鉆-停-鉆-停……”的手動進給方式，緩解工件對鉆頭的反彈力，同時，“停”的過程可使前期鉆下的鐵屑由于受到鉆頭切削刃的旋轉而躲開，進一步減小鉆削阻力，實現鉆削此類工件時確保從源頭上消除折斷鉆頭的隱患。

注意：掌握好鉆削過程中“聽聲音、試阻力”的感覺，切實做到手動進給量的科學控制，能完全防止由于鉆削此類工件而發生的折斷鉆頭的現象。在鋼板反彈現象鉸嚴重的時候，可以將鉆頭的主切削刃與副切削刃的交界處磨出鉆削過渡刃來，以延緩鉆頭鉆出工件的過程，實現進一步緩解鉆削反彈力的現象，徹底消除鉆削夾層工件折斷鉆頭的隱患。

2 結束語

這幾種折斷鉆頭的現象往往會被同行業人士忽略，應該予以重視。文章進一步完善和充實了機械加工工藝過程中鉆頭折斷的原因分析和解決方法，值得大家推廣、借鑒。

參考文獻

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[關鍵詞]多面刃車刀 縮短基本時間 提高效率 主體論文

中圖分類號：TG51 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）01-0074-01

一、概論

經濟效益是企業生存的根本，而勞動生產率是衡量企業經濟效益的重要考核指標之一，如何提高勞動生產率，是我們不斷研究的課題。根據我們日常所加工產品的實際特點，去總結，去分析，優化加工工藝，努力提高勞動生產率，來實現企業經濟效益的最大化。

1.使用背景

臨選廠做為亞洲第一大煉焦型選煤廠，自動化程度高，生產工藝先進，年入洗量1400萬噸，共有6條生產線，設備復雜較多，設備的動力部分與執行部分大都采用聯軸器，用尼龍保險銷進行連接。尼龍保險銷起到連接傳動扭矩和過載時切斷的保護作用，屬易損件，消耗量較大。因而加工尼龍保險銷成為車工每月必做的任務之一。特選定尼龍保險銷的加工為課題，通過改進刀具（即多面刃車刀），來提高加工速度，提高工效，并受到很好效果。

2.尼龍銷的加工特點

我廠使用的尼龍銷大致分為帶臺式和無臺式兩種。

尼龍（PA）即聚酰胺塑料，為白色或淡黃色的熱塑性塑料，具有良好的耐磨性和耐蝕性，加工工藝良好。尼龍銷尺寸精度要求不高，與聯軸器連接孔為間隙配合，一般比孔小0.2-0.5mm，易加工。基本加工時間遠少于輔助時間，我們從減少輔助時間入手，通過減少回轉刀架次數和減少調整進刀尺寸的時間；減少測量的時間等幾方面著想，采用多面刃車刀進行切削，大大縮短了輔助時間，提高了效率。

二、多面刃車刀的優點

我們把多面刃車刀進行切削與普通車刀進行切削進行比較。圖1為普通車刀的加工方法。圖2為多面刃車刀的加工方法。

普通車刀加工一個完整的尼龍保險銷，需要三把刀（外圓刀.45°刀.切斷刀）；需轉動刀架三次。且機床長期使用，刀架底部定位孔磨損，定位不準確，給工件尺寸帶來誤差，則每個工件都需測量并調整進刀尺寸，輔助時間較長。

多面刃車刀集三刀為一體，不需換刀即可加工一個完整的尼龍保險銷，省去回轉刀架，定位準確。因尼龍材質較軟，刀具磨損較小，在一個刻度值加工數十個后復查一下尺寸，工件尺寸仍能保證。減少調整進刀尺寸的時間和測量的次數。實踐證明，通過應用改進后的刀具，大大縮短時間，提高了生產效率。

三、面刃車刀的選材

多面刃車刀選用20×20×150mm高速鋼條塊磨制而成。實驗證明，高速鋼具有較高的強度，韌性，切削切削耐磨性和紅硬性，易磨制出結構較復雜的刀具，并刃口鋒利。

四、多面刃車刀的刃磨

選用20×20×150mm高速鋼條塊，用氧化鋁砂輪片，粗磨選60#砂輪片，精磨選120#砂輪片。

1.粗磨主后面向右側磨致刀寬5mm，同時磨出各后面。

2.粗磨刀長32mm，同時磨出45°主后角。

3.磨出1，2前角，保證角度。

4.精磨各主，副后面和過渡刃。

五、多面刃車刀的安裝要求

1.刀桿伸出不易過長，不要超出刀桿厚度的1.5倍。

2.刀尖要對準工件中心。

3.刀體要與工件軸線垂直。

六、多面刃車刀切削用量的選用

1.切削速度Vc；選450-910r/min。

2.進給量f；選0.28-0.36mm/r。

3.吃刀深度ap；在10mm以內。

在能保證經濟精度的情況下，盡可能選擇較大的切削用量，以提高勞動效率。

七、多面刃車刀加工實例的展示

如圖加工￠25X85mm帶臺階尼龍銷。選擇￠30 mm尼龍棒料，伸出長度100mm，切削速度910r/min，進給量 0.36mm/r ，吃刀深度5mm。

加工步驟；

1.用刀尖橫向進給車端面，并調整大拖板刻度致零位。

2.試車法車外徑為￠25小0.3mm，并調整中拖板刻度致零位。

3.縱向進給85mm。

4.45°刀倒角。

5.將大拖板刻度移致90mm處切斷。

6.復查尺寸合格后，在原刻度值上重復加工即可。

八、多面刃車刀的使用效果

使用多面刃車刀加工尼龍保險銷，由于省去了回轉刀架，定位準確。又減少調整進刀尺寸的時間和減少測量的時間，大大的提高了加工效率。現這種多面刃刀具，在我們臨選廠車工班以普遍推廣使用，經試用效率比以前提高3倍。并在臨選廠科技大會上獲得技術改進三等獎。

結論

提高勞動效率的途徑措施很多，縮減基本時間，縮減輔助時間和縮減調整時間。本文從具體實例加工中，采用多面刃車刀縮減輔助和調整時間，來提高勞動效率。起到拋磚引玉，類似參考，共同努力來機械加工的勞動效率。

參考文獻