机械加工工艺系统分析

机械加工工艺系统分析

程佩

西安重装蒲白煤矿机械有限公司西安715517

摘要：在机械设备的加工过程中，由机床、刀具、夹具与被加工工件一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统，其系统主要成为机械加工工艺系统。就不同加工方法，其机械加工工艺系统也是不同的，比如说：车削工艺系统、铣削工艺系统、磨削工艺系统等。机械制造技术主要是以表面成形理论、金属切削理论、工艺系统的基本理论为基础，以各种加工方法、加工装备的特点、应用为主体，以机械加工工艺与装配工艺设计为重点，实现了机械产品优质、高效、成本低的综合应用技术。

关键词：机械设备；加工工艺；系统

前言：机床作为现代化机械制造行业中的主要加工设备，其主要担负着加工工作量，约占有机械制造总工作量的百分之五十左右，机床技术性能将直接影响机械产品性能、经济性和质量。所以说，机床工业发展与机床技术水平的提升，必然会对我国国民经济发展起到推进作用。下面就结合作者的实际工作经验，简要的分析机械加工工艺系统，以供参考。

1机床

1.1金属切削机床

金属切削机床主要是采用刀具进行切削，把金属毛坯加工成为机械零件机器，其主要是制造机器中的机器，所以说又被称为是工作母机，习惯上简称是机床。机床有着很多的型号、用途，按照不同分类的方法能够归纳出不同种类。

按照机械设备的加工性质、所用的刀具、机床用途等能够分为车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床等共12类。

按照机床通用性的程度将分为通用机床、专门化机床、专用机床。其中通用机床还称为是万能机床，加工的范围较广，通用性较强，主要适用在单件小批生产，比如说：卧式机床、万能外圆磨床、摇臂钻床等。专门化的机床应用范围比通用机床更加的窄，但是有比专用机床稍宽。专门化机床设计主要是为满足加工某零件或是工序，而专门设计与制造。比如说：铲齿车床、丝杠铣床等。专用机床的工艺范围最为狭窄，专用机床主要是为满足某特定零件特定工序的加工要求进行设计，比如说：大量生产汽车零件所用的各种组合机床。

按照重量与尺寸主要分为仪表机床、大型机床、中型机床、重型机床以及超重型机床。

按照主要工作部件数目分为单轴、多轴、单刀、多刀机床。

1.2数控机床

数控机床主要是综合应用电子技术、自动控制、计算技术、精密测量、机床设计等领域的先进技术所发展的新自动化的机床，有着广泛地通用性、灵活性。数控机床有着诸多的型号、用途，按照不同分类方式将分为不同种类。

按照工艺的用途主要分为普通数控机床、数控加工中心机床。

按照机床的类型主要分为数控机床、数控磨床、数控铣床以及数控钻镗床等。

按照运动的轨迹进行划分，主要分为点位控制数控机床、直线控制数控机床与轮廓（连续）控制数控机床。

数控机床和普通的机床相比，有着如下优点：

第一，自动化程度较高。在数控机床上进行加工零件的时候，除了手工装卸工件外，全部加工过程都有自动机床进行完成。在柔性制造系统方面，上下料、检测、对刀、传输、调度、管理等都可以由数控机床进行自动化的完成，以有效的减少操作人员的操作强度，改善了劳动的条件。

第二，加工的精度较高，加工质量十分的稳定。数控加工尺寸的精度一般都在0.005～0.1mm之间，并且不会受到条件形状复杂强度等的影响，在加工过程中，消除了操作人员人为的误差，提升同批次零件尺寸一致性，使得产品的质量能够得以保障。

第三，加工对象适应性较强。数控机床能够充分的实现自动加工控制信息，在加工对象产生变化的时候，除了相应的更换刀具，解决工件装夹方式以外，只是需要重新编写并且输入该零件加工程序，自动化的加工新零件，不必对其机床进行调整，进而有效的缩短生产准备周期，给新产品研制开发、产品改进、改型等提供捷径。

第四，生产效率较高。数控机床加工的效率较高，不仅是因为其自动化的程度高，在一次装夹中就能完成诸多表面加工，省去划线、多次装夹以及检测等工序。并且数控机床运动的速度较高，空行程的时间较短，在现阶段，数控机床主轴的转速已经达到了5000-7000r/min，数控高速磨削的砂轮线速度能够达到100～200m/s，加工中心主轴转速已经达到了20×103～50×103r/min，各轴快速的移动能够达到18～24m/min。

第五，易于简历计算机通信网络。因为数控机床是使用数字信息，和计算机辅助设计、制造（CAD&CAM）系统进行连接，形成了计算机辅助设计和制造与数控机床的紧密结合在一体。

数控机床也有下面几点缺点：

数控机床的成本比普通机床的成本更高，需要专业维护人员，需要熟练的零件编程技术人员。

2刀具

金属切削刀具种类较多，切削的部分形状与几何参数是不同的，但是其能够由外圆车刀切削演变而成的，外圆车刀是最为基本、典型的切削刀具。在实际切削过程中，因为刀具安装的位置与进给运动影响，以上标注角度将会出现不同程度变化。角度的变化原因在于切削泡面、基面、正交平面位置改变。以切削过程中实际切削平面Ps、基面Pr、主剖面P0为参考平面所确定的刀具角度称为是刀具工作角度，又称为实际的角度。

在现在我们只有把刀具安装位置对角度影响进行说明：第一，刀柄中心线和进给方向不垂直的时候，将对主副偏角造成影响。以车刀车外圆为例，如果说不考虑到进给运动，在刀尖安装高出或是低于工件轴线的时候，就会引起工作前角与工作后角变化。第二，切削刀安装高处或是低于工件中心的时候，将会影响到前后角。在车刀刀杆纵向轴线和进给方向不是垂直的时候，在工作阶段就会产生主偏角与副偏角变化。

3夹具

机床夹具作为机床上用以装夹工件的一种装置，其主要作用在于把工件进行定位，使得工件获得相对机床与刀具正确的位置，并且将工件可靠的夹紧。

机床夹具按照不同分类方法分为不同类型，按照其使用范围分为通用夹具、组合夹具、成组夹具、专用夹具等。按照产生夹紧力动力源能够把夹具分为手动控制方式夹具、气动控制方式夹具、液压控制方式夹具、电动控制夹具等。

在机械加工工艺中，机床夹具作为重要组成部分，为了有效的保障工件某工序加工要求，我们必须使工件在机床上相对刀具切削、成形运动处在一个十分准确的位置。在用夹具装夹加工一批工件的时候，经过夹具能够实现其要求。但是若想有效的实现其要求，我们必须满足下面三点条件：

第一，工件与夹具位置：已经确定的一批工件应该放在夹具中所确定的位置。

第二，夹具与机床位置：已确定的夹具应该装夹在机床上的确定位置。

第三，刀具与夹具位置：刀具相对夹具位置应该十分准确。

就以上三个位置确定，我们不难会发现其中所涉及到的三层关系，夹具对机床、工件对夹具、刀具对夹具。三层关系的环环相扣，只有确定出每层关系，才能有效的保障其加工工艺的完善。刀具、工件、夹具、机床都是一组整体，他们有着相对确定地位置关系，确定了位置之后便可加工出符合实际要求尺寸的工件。除此之外，在加工过程中，还需注意在工件定位之后，应用特定装置产生夹紧力，以便于加固工件。所以说，在近些工件加工时，有可能会受到惯性力、切削力等作用，使得工件位置产生移动，破坏原有位置，造成加工失败。

结束语：

综上所述，在进行机械设备加工工艺中，误差的出现是不可避免的，我们必须积极应用机械加工工艺系统，提升机械加工精度，保障机械设备的整体质量。

参考文献：

[1]苏文玉《浅谈机械加工的工艺规程》，2010.（8）

[2]梁炳文《机械加工工艺与窍门精选》北京：机械工业出版社，2004.

[3]《我国快速成形制造技术的发展与展望》1004-132Ⅹ（2000）10-1081-03.