精密加工
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精密加工范文第1篇
中圖分類號：TG506 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0084-01
由于電子信息技術和機械加工技術的發展，機械制造業的迅猛發展，目前數控機床能加工出各種高精密零件的零件，比如：細長軸、曲軸、絲杠、薄壁、復雜腔體等零件。而其中的薄壁類零件的加工具有典型性，由于它的特點，需要加工者精通加工工藝知識，比如：切削三要素、切削力、機床剛性、切削熱、夾具、刀具等多種因素。本文就以精密薄壁零件在加工中的難點展開論述。
1 薄壁零件加工質量受多種因素影響
薄壁零件在加工時最大的難點就是加工變形，在加工過程種有很多因素導致這個問題的出現，下面做簡單分析。
（1）切削力。在零件加工過程中，一般采用的90°外圓車刀在粗加工時由于加工余量的問題會引起較大的切削力、徑向和軸向切削力，這三種力可使工件產生圓度和同軸度方面的誤差。另外，零件加工中會出現加工殘余應力，這是由于刀具在零件加工時發生的擠壓形成的，同時如果加工過程中排屑不通暢，也會造成前刀面和后面跟工件摩擦，切削力、軸向力、徑向力的合力以及工件殘余應力很容易造成零件的變形。
（2）切削熱。切削過程中的變形、摩擦所消耗的功轉變為熱能。切削熱傳入刀具、切屑、工件和周圍介質中，使他們溫度升高，引起工件和刀具的熱變形。切削熱通過對切削溫度的影響來影響切削過程，切削溫度的高低取決于產生熱量的多少及熱傳散的快慢，切削溫度對工件的熱變形影響很大。
（3）機床性能、切削振動。機床的剛度、機床夾具會直接影響薄壁零件的受力情況。工件與刀具之間也會由于機床剛度的原因發生強烈的相對振動，這種振動在薄壁零件加工時不僅影響表面粗糙度的增大或產生明顯的波紋。嚴重惡化了表面質量和加工零件的形變。為了避免產生振動，常常不得不降低切削用量，致使刀具和機床的性能得不到充分發揮，限制了生產率的提高。
（4）刀具。刀具幾何角度對工件變形有顯著的影響，刀具的前角、后角、主偏角的大小直接影響加工力的大小。另外刀具材料的不同在加工過程中產生的切削力的大小也不相同，薄壁零件加工中，刀具材料選擇較為關鍵。
（5）零件材料。零件材料分為金屬材料和非金屬材料，脆性材料和塑性材料。不同的材料所適用的切削參數、切削刀具參數都是不一樣的。不同的零件材料對薄壁零件加工參數的選擇也不同。
2 減小以上影響因素的措施
在薄壁零件加工過程中，出現了如此多的影響因素，加工者如何去改變這些因素對薄壁零件加工的影響呢？可以通過以下方式來解決這些問題。
（1）高速切削時熱量大部分被切屑帶走，只有少量的熱量傳入到工件。薄壁零件加工可以選用高速機床進行，高速機床高速運轉對零件的變形影響很小。在切削過程中，還可以通過判斷切屑的顏色來判斷熱量的大小。可以通過選擇合理的切削參數、刀具角度、刀具壽命指標來控制溫度。機床上充分而合理的冷卻液選擇也很重要，加工過程中，大量的熱量由冷卻液帶走，冷卻充分，熱量帶走充分，切削熱對薄壁零件的加工變形就會減小。
（2）薄壁零件加工時外圓刀具的前角要大，這樣才能減少切削變形，加工硬化程度及深度，同時可抑制或消除積屑瘤，并使切削分力顯著下降，有利于消除振動，從而減小表面變形。薄壁零件加工時，刀具的刃口要鋒利，除了采用較大前角外，還要有較大的主偏角，此時注意角度的合理性，不然會因為刀頭體積過小而影響刀具的強度和剛度，使熱量無法及時散出，影響工件產生變形。當然，刀具角度的選擇同時要遵循工件的材料，機床剛性，自身材料的特點。
（3）由于薄壁零件的加工難度隨著壁厚的減少而增大，為了避免振動引起的加工變形，我們必須增加工藝系統的抗振性，增加工藝系統的剛度，對于減小振動有很大的作用。比如可以利用薄壁零件的未加工表面，這部分由于存在較大的余量，可以形成很大的工藝支撐，例如：在加工薄壁類軸類零件時，可以將零件裝夾部分毛坯增長，加工時用車刀從外部向內部遞進進刀，從而降低徑向力對薄壁的壓力，由中間向周邊直至薄壁。如果孔的深度大，此時要先用小桿鏜刀先將孔鏜大，然后更換大刀桿的刀具進行鏜切，這樣可以大大降低切削過程中的變形，更換大刀桿可以有效地降低加工過程中出現的振動現象。
（4）根據薄壁零件加工的影響因素，在裝夾工件時要格外注意，加工前的工藝分析應該更多的考慮最少裝夾次數為先，加工時一定要選擇最佳裝夾點，在夾緊力的給力方面要恰到好處，既要能將工件牢固的加緊，又能不使工件產生變形。所以加工時最好能借助量具輔助裝夾。
（5）通過設計輔助工藝工裝來加強薄壁零件的強度，對于薄壁套筒零件來說，可以根據圖紙要求先加工一根長軸，長軸的外徑尺寸要求最好能實現跟薄壁零件的間隙配合，薄壁零件在工藝設計時，選擇較大余量的毛坯，先將孔徑做好，然后將預先做好的心軸插入其中，此時的薄壁已經變成了實體零件，然后在加工薄壁零件的外圓部分，加工結束之后再將工藝心軸拔出。通過這樣的設計，就無需考慮機床夾具夾緊力過大而使得薄壁零件發生變形，但是，這一方法的局限性就是以犧牲材料為代價。當然，薄壁套類零件的加工不僅僅可以通過加工輔助心軸的方式，還可以通過填充的方式，比如：石蠟等，等零件加工結束后，再將石蠟融化去除，同時，石蠟還能重復利用，經濟環保。
（6）可以通過分層次切削的方式來減少薄壁零件在加工中的變形。同樣以套類薄壁零件為例，在加工過程中可以通過輪流加工的方式來進行加工，即在內腔去除掉一定的余量后，在外圓部分去除同樣厚度的余量，這種加工方式的好處就是可以最大減小零件的殘余應力，零件殘余應力能得到徹底釋放，隨之零件變形變小，零件質量提高。
經過以上分析，使我們了解了薄壁零件在加工中會出現的問題，分析了影響零件最大的因素就是力的存在，全文通過比較多的文字提出了解決薄壁零件加工中出現的問題，當然，薄壁零件的形狀豐富，不可能通過某一種具體的方法能解決這些問題，還需要具體問題具體分析，這樣才能使薄壁零件的加工更加“精密”。
參考文獻
[1] 文少波.薄壁零件加工的工藝措施[J].機電一體化，2013（7）.
[2] 余得華.薄壁零件受力計算與分析[J].機械加工，2012（8）.
精密加工范文第2篇
關鍵詞：機械制造工藝;精密加工;技術
現代機械制造工藝及精密加工技術的發展具有重要作用，不僅能夠提高機械制造業以及加工技術的發展水平，還能夠促進機械制造業以及精密加工技術的革新，提升機械建造業的綜合實力。
1現代機械制造工藝及精密加工技術的特點
隨著傳感技術、計算機技術以及自動控制技術等現代技術的飛速發展，機械制造方面取得了長遠的進步與發展。將現代技術應用于機械制造具有重要作用，可促進現代機械制造業的發展，提高現代機械制造水平。現代機械制造工藝是一門綜合性較強的學科，具有關聯性特點。首先，知識不是單一片面的，而是融合了計算機、自動控制、信息檢測等多門專業知識的綜合性學科，知識內容豐富、全面[1]。其次，在制造技術方面，現代機械制造工藝不僅融匯于制造工藝，還包含了產品開發、產品工藝設計以及產品加工等多方面內容。這些內容具有關聯性，某一環節出現漏洞就會影響整體工藝技術，產生嚴重的不良影響。由此可見，現代機械制造工藝及精密加工技術的顯著特征就是關聯性。因此，注重關聯性特征，合理利用，充分了解其特征，具有重要的意義。系統性。現代機械制造工藝及精密技術是一個整體，具有系統性。產品開發、設計、工程制造等內容是一套完整的工序。作為一個有機的整體，注重制造工藝的系統性至關重要。通過合理控制系統性，能夠提升機械制造業的工作效率，促進現代機械制造業的進步發展[2]。由此可見，系統性是現代機械制造工藝及精密加工技術的顯著特征之一。全球化。全球化是世界大背景下的社會趨勢。在這一背景下，挑戰與機遇共存，現代機械制造工藝以及精密加工技術同樣受到了全球化的影響，全球化成為現代制造業的顯著特征。通過全球化能夠發展技術，占取先機，提高自身競爭力，使我國的制造技術發展更為迅速，達到良性循環。
2現代機械制造工藝及精密加工技術的分類
2.1柔性制造系統
柔性制造系統是實現信息流與物流自動控制的生產系統。一般情況下，它是用主機與數控機床連接而實現的。柔性制造系統具有顯著特征，最主要特點是代表了現代機械制造業的發展方向。它不僅可以實現不同工序的加工，而且生產相似零件的同時能夠生產不同零件，還能夠進行自動化生產，具有重要作用。柔性制造系統技術中的成組技術，是計算機輔助工藝設計的基礎，是現代機械制造的主要方法之一。由此可知，柔性制造系統的發展具有深遠的意義。
2.2分類編碼系統
分類編碼系統是識別零件相似性的一種有效方法，是指通過數字描述零件以達到識別零件目的的方法。通過利用數字識別零件的工藝特征、幾何形狀以及尺寸大小等內容，實現零件特征的數字化具有重要作用[3]。分類編碼系統的特征主要有以下幾點。第一，結構特征。結構特征主要是指零件的尺寸、形狀、結構、毛坯類型以及功能等特征，在零件分類編碼中至關重要。第二，工藝特征。工藝特征主要包括零件加工精度、外表粗糙度、機械加工方法、毛坯材料及形狀以及選用機床類型等內容。第三，計劃與組織特征。計劃與組織特征包括加工的批量、資源、場記協作等情況。通過標志描述分類系統中的相應環節，使工藝設計更加具有科學性以及規范性，從而促進現代機械制造業的標準化發展，奠定現代機械制造業及精密加工技術的基礎，提高組織生產的能力。
2.3特種加工方法
特種加工方法包括納米加工、精密加工、超精密加工三種檔次，又被稱為非傳統加工。特種加工方法主要包含一些化學的、物理的加工方法，如電解、電火花、激光、超聲波等加工方法。這幾種加工方法都是特種加工方法的主要形式，具有重要作用[4]。特種加工方法是一種有效的加工方法，適用于較難加工的材料。例如，陶瓷、金剛石等超級硬的材料，就需要運用特種加工方法才能取得較好的效果。特種加工方法具有一個顯著優勢，加工精確度較高，加工精度可達分子級甚至是原子級加工單位，是精密加工以及超精密加工的重要手段。
3現代機械制造工藝及精密加工技術的原理
3.1精密加工技術
精密加工技術包括超精密加工技術和微細加工技術，主要目標是提高加工水平，達到常規加工方式無法企及的高精度加工方式。精密加工技術主要包括以下三點內容。第一，超精密研磨技術。超精密研磨技術的精確度較高，與一般研磨技術相比具有顯著優勢。首先，超精密研磨技術涵蓋了化學機械研磨以及線修整固研磨等創新型技術，研磨的精確度高，效果較好[3]。其次，設備簡單，并能符合繁雜電路研磨的要求，應用性廣，認可度高。第二，微細加工技術。微細加工技術的發展符合社會潮流。當前，高科技產品以及電子設備的體積越來越小，迷你已經成為電子設備的一大特點。因此，電子設備的零件也越來越精細化，對精細教工技術的要求越來越高。微細加工技術能夠滿足這一要求，提高微細零件的制作水平，方便微細零件的制作，在電子零件微細迷你的基礎上保證零件的功能屬性。第三，超精密切割技術。超精密切割技術應用廣泛，是一種通過切割手段實現精密切削的技術，具有兩個顯著的特征。一是超精定位，由于零件、機床等易受外部因素的影響，實現精確定位十分重要，是精密切割的關鍵，因此超精定位十分重要，是超精切割的關鍵。二是微控制，通過微控制能夠增強切割的準確度，具有重要意義。通過分析以上內容可知，精密加工技術具有重要作用，在現代機械制造方面具有重要的應用價值。
3.2現代機械制造技術
現代機械制造技術涵蓋內容十分廣泛，主要包括以下幾點內容，分別為電阻焊焊接工藝以及氣體保護焊焊接工藝，下面根據其原理分別進行簡要概述[4]。電阻焊焊接工藝是一種利用電阻熱效應焊接物體的一種工藝，通過對焊接物體正負極之間進行通電，使物體表面以及周圍產生熱電阻效應，從而使物體溫度升高融化將金屬進行有效融合，完成焊接。氣體保護焊焊接工藝是使電弧周圍產生氣體保護層，在完成焊接的同時，使有害氣體無法對焊接產生不良影響的一種焊接方式。該技術經濟實惠，被廣泛應用于現代機械制造業中。
4總結
綜上所述，本文主要研究現代機械制造工藝及精密加工技術的特點、現代機械制造工藝及精密加工技術的分類、現代機械制造工藝及精密加工技術的原理三大部分內容，簡要概述現代機械制造業與精細加工的相關知識，并希望通過對相關知識的研究，推進機械建造業的發展，以達到提升企業的綜合實力和市場競爭力的目的。
作者:王桂林 單位:白銀礦冶職業技術學院
參考文獻:
[1]王美，宋廣彬，張學軍.對現代機械制造企業工藝技術工作的研究[J].新技術新工藝，2015，（2）：83-86.
[2]李斌.基于機械制造工藝的合理化機械設計策略研究[J].太原城市職業技術學院學報，2016，（3）.
精密加工范文第3篇
關鍵詞 機械技術；精密度；工藝
中圖分類號TH13 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）81-0064-02
機械作為一門基礎性課程，在高職院校教學中起著重要作用。目前，隨著新技術的快速發展，傳統機械課程面臨著新的挑戰和沖擊，其中國如機械設計、制造工藝發生了翻天覆地的改變，但卻是為現代機電控制系統的應用提供前提。
1 機械設計與制造工藝
1.1機械設計
隨著社會的需要，機械設計技術拓展著越來越深，細分地越來越廣。在學科分支有汽輪機葉片結構設計、數控機床設計、高效節能電機設計等。而且隨著多學科的交叉，使得一般的機械設計技術在設計上采用新結構、新材料，這樣就提高了精度度和材料物理性性質。計算機和其他理工科的完美結合，使得許多前端技術如系統工程、仿真技術、可靠性設計、優化設計、計算機輔助設計（CAD）、動態載荷和模態分析等內容。總而言之，現代機械設計不僅是一種技術，更戴上了科技的光環。
1.2特色工藝制造
1）高效能。現代化的生產和加工的重要特點體現在高效能，表現在兩個方面，首先是加工速度提升，另一個方面是體現在保障質量的前提下提升速度。譬如在冷加工環節中，主要有三種相應的處理方式：其一是加快切削速度。科技的發展改變著其工具的使用，無論是材質，還是工作速度。其二是改進加工工藝，其是工作中新方法引入的模式，將直接改變生產的過程、其三是采用集成化作業方式，同樣的加工過程或者相近的工序集中處理，進而達到最佳效果。從客觀的角度進行分析，可以縮短工期，加快效率，降低工作成本；
2）高柔性。隨著不同市場的需要，機械柔性方向有著廣闊的空間。加工柔性化是一種集聚了加工品種的多樣性、靈活性和多適應性的統一展現。高度自動化設備如程控、數控機床和工業機器人等的出現，讓機械柔性制造系統變為可能。柔性制造系統分為柔性制造單元、柔性制造自動線和柔性制造系統，它們都是以數控設備為基礎的，以自動運儲系統連接，由計算機控制的能；多品種零部件的自動化生產系統。它的出現有力推動了機械制造工藝的發展。
機械制造工藝的技術特點體現在其高精度的要求，在發展的過程中，既需要延承傳統機械學理論，同時也需要結合相應的現代新興技術，其發展方向趨向于精密機械技術，包括兩方面內容，首先是精密加工技術，其次是微機械技術。
2 現代機械制造工藝及精密加工技術
2.1現代機械制造工藝
作為機械制造業的重要研究范疇，其廣泛的應用到國家的生產以及國民的生活領域中。傳統的工種分為車、鉗、銑、刨、磨等。筆者根據現實狀況，將現代機械制造工藝分為以下五種：其一是氣體保護焊；其二是電阻焊；其三是埋弧焊，其四是螺柱焊；其五是攪拌摩擦焊。
2.1.1研究氣體保護焊工藝
氣體保護焊的操作方式是利用相應的氣體作為電弧的介質，并且能夠起到保護電弧以及焊接區的電弧焊。它是有著相應的技術要求，其主要的操作方法是以電弧為其加熱方式進行處理。從名字就可以了解到，它的特點是氣體是被焊接物體的保護介質。下面分析一下其工作原理：焊接時，會在電弧的周圍產生氣體層，它是會起到保護的作用，將作用的物質和空氣進行分離，從而減少相應的氣體可能產生的危害反應。其主要是用二氧化碳作為保護介質，故成本低廉，應用廣泛。
2.1.2研究電阻焊工藝
電阻焊的操作方式是將被焊物放在兩個電極之間，通過強電流的作用，使被焊物中產生電阻熱效應，進而達到足夠高的溫度，進而熔化物品，進行相應的焊接。其原理是利用高電阻遇到高電流而產生相應的熱效應進行焊接。其也是傳統的焊接方法。在操作的過程中具備著獨特優點，譬如可批量化操作，質量高，時間短，無噪音以及空氣污染，相應的缺點體現在設備的投資力度大，會加大相應后續的維修難度。
2.1.3研究埋弧焊工藝
埋弧焊的操作方式是指在電弧所處的范圍在焊劑層里，在此環境之中進行燃燒焊接的方法。分為埋弧堆焊以及電渣堆焊等方式。它的特點是焊接的質量好而且穩定，同時其操作中效率高，無光塵等污染。正是因為其具備此優點，使得此種焊接工藝成為鋼結構制品中常見的焊接操作。在操作的過程中需要注意兩點，首先是在工作中焊劑的選擇，其次是焊劑堿度的控制，其也是焊接工藝中非常重要的技術指標體現。現在其工藝分為自動以及半自動兩種方式，前者是需要在人工的操作下完成自動焊接的過程，而后者因為在操作中步驟復雜，不便于流水化生產，逐漸的退出工業焊接的使用領域。
2.1.4研究螺柱焊工藝
螺柱焊的操作方式是指在焊接時將螺柱的端口和操作物件接觸，在通過電弧的作用，使接觸面融化，并在此過程之中需要給予螺柱一定壓力，進而完成其相應的操作。該方法適合大型建筑或機械產品的焊接操作。其操作方式可以分為兩種形式，首先是儲能式，其次是拉弧式。前者由于焊接深度淺，所以非常適合薄板的焊接，后者正好與之相對應。它們之間的聯系體現在單面層次上的焊接操作，不需要相應的固定步驟，所以其工作過程中不會出現漏洞現象，其用途非常廣泛。
2.1.5研究攪拌摩擦焊工藝
攪拌摩擦焊的操作方式是利用高速旋轉中的攪拌頭與金屬摩擦生熱，其產生的熱能進行焊接操作，隨著攪拌頭的移動，金屬向攪拌頭后方流動而形成的密焊縫方法。20世紀90年代由英國人研發，其簡稱為FSW，之后廣泛的應用于大型交通工具的機械制造業中。隨著不斷的發展，其延伸的領域也在不斷的拓展。在本世紀初我國開始正式使用，其特點是能夠減少相應的焊接材料損耗。
參考文獻
精密加工范文第4篇
關鍵詞： 超精密加工機床； 結構設計； 總體布局； 模塊化設計
中圖分類號： TG502.31 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2012）10-0032-01
1 概述
超精密加工機床的設計目前尚無一套成熟的設計方法，往往是在已有經驗和使用情況的基礎上進行機床的設計。參考國內外一些資料，把超精密加工機床的結構設計基本思想歸納如下：（1）結構上盡可能地提高剛度；（2）結構要簡單；（3）床身形狀要簡單、質量要大、固有振動頻率要低；（4）定位精度要很高，而且定位方式應采用閉式控制方式，進給的分辨率要高。
2 超精密車床的總體布局
超精密車床的總體布局直接影響機床的性能和精度。根據運動要求，現在超精密機床的總體布局有下面幾種。
2.1 十字形滑座結構
十字形滑座結構即主軸箱部分固定不動，刀架裝在十字形滑板上。這種布局結構要求十字形滑板的上下導軌，不僅要求有很高的直線運動精度，而且要有非常嚴格的相互垂直精度，這要求有很高的制造精度，才能滿足超精密機床的精度要求，否則下滑板的運動誤差將影響上滑板的運動精度。而且，現在的精密機床，都采用雙頻激光干涉儀作z、x方向運動的隨機位置檢測。這時采用十字形滑座結構很不方便，因為：（1）必須有一路雙頻激光干涉儀裝在移動的十字形滑座上，這將降低測量精度；（2）雙頻激光干涉測量系統有一定的體積，使整個工作臺系統高度大大增加。采用這種布局時，主軸箱部分固定不動，因此，主軸用傳動帶驅動很方便，電動機可以有單獨地基，可以減少電動機振動對主軸的影響。
2.2 T形布局
近年生產的超精密機床主軸，采用內裝式同軸電動機帶動，沒有帶輪和單獨的電動機座，主軸箱成為可移動的部件。采用橫、縱運動分離，由主軸箱部件（縱向）和刀架（橫向）共同完成，橫、縱向導軌都放在機床的床身上，成T形布局，兩導軌可以基本在同一高度上。這種布局結構，有利于提高導軌的制造精度和運動精度。同時，檢測z、x向運動位置的雙頻激光測量系統可以裝在固定不動的床身上，僅將測量位置的反射鏡裝在z、x方向的移動部件上。這樣不僅使測量系統的安裝要簡單得多，而且可以大大提高測量精度。現在的中小型超精密機床常采用這種布局。
2.3 R-θ布局
刀架溜板裝在回轉工作臺上，改變刀座導軌的轉角θ和半徑r，可加工非球曲面。在加工的工件厚度改變時，主軸箱（或回轉工作臺）需要在z向調整。這種布局的機床結構比較復雜，加工、調整、計算和習慣用的不一致，因此用的不多。
2.4 立式結構布局
當工件直徑較大并且重量較重時，超精密機床多采用立式結構布局。超精密機床要求高的剛度，故多用龍門形式，滑板在橫梁上作x向運動，刀架在滑板上作z向的上下運動。這種十字滑板結構x向的運動精度將直接影響z向的運動精度。在機床精度要求特別高時，可采取特殊的在線測量和誤差補償措施，來補償消除運動誤差，如美國的LODTM大型超精密立式機床。根據要設計的車床的加工要求，故采用前述的第一種布局方式，即十字形滑座結構。這種布局能夠保證主軸部分固定，降低因主軸運動過程中產生的誤差、振動等對加工精度的影響。
3 模塊化設計
3.1模塊化設計的概念及優勢
模塊是具有獨立功能和輸入、輸出的標準部件。機床的部件一般指分部件、合成件和零件等基本元件的組合體。模塊具有以下特點： （l）標準化既有給定的功能，又有標準的繼承或組合連接方式（如連接結構、尺寸等）。標準化的模塊可以在不同的產品及不同的企業中被廣泛應用。（2）系列化為最大限度且經濟合理地滿足市場對某類模塊化產品的要求，客觀上決定了組成該類產品的各具體模塊必須設計成相應的系列化模塊，以使它們在一定的范圍內得到應用。（3）通用化由于系列化的模塊一般只局限于滿足某類產品，而標準化的模塊雖然能滿足不同類型的產品，但成本較高，為此，設計滿足在數類產品范圍內的通用模塊是必要的，這就是模塊的通用化。 （4）組合化組合化是指模塊在結構上的疊加。一定類型的模塊有其相應的標準連接和尺寸，它通過模塊間的疊加連接，便會組合成具有不同功能的各類產品。 （5）集成化集成化是指模塊在功能上的有機融合。不同功能的模塊，通過先進的集成處理方法可有機地集成為具有被處理各模塊主功能的新模塊，也就是說模塊的集成化是具有不同功能模塊在結構上的一體化。
3.2模塊的劃分
在進行模塊化機械產品的設計時，首先要把目標產品劃分成若干模塊，然后再以模塊為基本單元進行設計制造。模塊劃分應遵循的原則：（l）盡量減少產品中包含的模塊數，減少模塊本身的復雜程度，以避免模塊在組合時產生混亂。（2）以有限的模塊數來獲得盡可能多的有用組合方案，以滿足用戶的需求。（3）劃分中務必使模塊具有一定的獨立性和結構完整性。（4）要充分注意模塊間的結合要素，以便于結合與分離。（5）要充分考慮模塊劃分對產品精度、剛度的影響，超精密車床結構設計及仿真。（6）模塊的單元劃分應該考慮其經濟性。
3.3機床的模塊化結構設計
3.3.1床身選擇。床身要支撐整機的重量，它應具有良好的剛度和強度，根據機床的性能不同，可以采取不同形式的床身，比如臺式、立式、臥式等型；也可以采用不同材料作床身，比如優質耐磨鑄鐵、花崗巖、人造花崗巖等。
1）優質耐磨鑄鐵。鑄鐵是制造床身的傳統材料，它的優點是工藝性好。選用耐磨性好，熱膨脹系數低，對振動衰減能力強，并經時效處理的優質合金鑄鐵作超精密機床的床身，可以得到滿意的結果。
2）花崗巖。花崗巖現在已是制造三坐標測量機和超精密機床的床身的熱門材料，這是因為花崗巖比鑄鐵長期尺寸穩定性好，熱膨脹系數低，對振動的衰減能力強，硬度高、耐磨并且不會生銹等。用花崗巖作床身時，一般都用整體方塊，鉆孔埋入螺母以便和其它件連接。但花崗巖加工比較困難，而且吸濕后會產生微量變形，影響精度。
3.3.2精密導軌的選擇。精密導軌是超精密機床的直線性基準，對它的基本要求如下：
1）運動平穩，動作靈活，直線運動時絕對沒有爬行等不連續動作；
2）有極高的直線運動精度，并且能長期保持它的精度；
3）在實際應用中有與使用條件相適應的剛度；
4）高速運動時發熱量要少；
5）維護保養要容易。
參考文獻：
精密加工范文第5篇
論文摘要:機械制造業在整個國民經濟中占有十分重要的地位,而其中金屬切削加工是基本而又可靠的精密加工手段。在進行數控編程的過程中,刀具的選擇和切削用量的確定是十分重要,它不僅對被加工零件的質量影響巨大,甚至可以決定著機床功效的發揮和安全生產的順利進行。所以,在編制加工程序時,選擇合理的刀具和切削用量,是編制高質量加工程序的前提。
一、引言
機械制造業在整個國民經濟中占有十分重要的地位,而其中金屬切削加工是基本而又可靠的精密加工手段,在機械、電機、電子等各種現代產業部門中都起著重要的作用。工具的設計、制造和使用自古以來就很受重視,這里我們所說的工具,不僅僅指進行機械加工的機床,我們更關心的是直接進行切削加工的刀具。刀具是推動金屬切削加工技術發展的一個極為活躍而又十分關鍵的因素,可以說切削加工技術發展、革新的歷史就是刀具發展的歷史。
我單位在2008年引進了小巨人公司制作的兩臺車銑加工中心。但一直未能在零件上真正實現和普及數控車銑加工中心的銑削功能。刀具選擇、加工路徑規劃 、切削用量設定等,編程人員只要設置了有關的參數,就可以自動生成NC程序并傳輸至數控機床完成加工。因此,數控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態下完成的,這與普通機床加工形成鮮明的對比,同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則,在編程時充分考慮數控加工的特點。研究掌握數控車銑加工中心的銑削功能,對于形狀復雜以及精度要求很高的回轉體零件的精密加工,提升我單位數控精密加工能力,具有很重要的現實意義。
二、數控銑加工常用刀具的種類
數控銑加工刀具種類很多,為了適應數控機床高速、高效和自動化程度高的特點,所用刀具正朝著標準化、通用化和模塊化的方向發展,主要包括銑削刀具和孔加工刀具兩大類。為了滿足高效和特殊的銑削要求,又發展了各種特殊用途的專用刀具。數控銑刀具的分類有多種方法,根據刀具結構可分為:①整體式;②鑲嵌式,采用焊接或機夾式連接,機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種;③特殊型式,如復合式刀具,減震式刀具等。根據制造刀具所用的材料可分為:①高速鋼刀具;②硬質合金刀具;③金剛石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為:平端立銑刀、圓角立銑刀、球頭刀和錐度銑刀等。
三、加工中心刀具類型的選擇
刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。應根據機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是:安裝調整方便,剛性好,耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下,盡量選擇較短的刀柄,以提高刀具加工的剛性。生產中,被加工零件的幾何形狀是選擇刀具類型的主要依據。
1)銑削刀具的選用。加工曲面類零件時,為了保證刀具切削刃與加工輪廓在切削點相切,而避免刀刃與工件輪廓發生干涉,一般采用球頭刀,粗加工用兩刃銑刀,半精加工和精加工用四刃銑刀;銑較大平面時,為了提高生產效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片鑲嵌式盤形銑刀;銑小平面或臺階面時一般采用通用銑刀;銑鍵槽時,為了保證槽的尺寸精度、一般用兩刃鍵槽銑刀; 2)孔加工刀具的選用。數控機床孔加工一般無鉆模,由于鉆頭的剛性和切削條件差,選用鉆頭直徑D應滿足L/D≤5(L為鉆孔深度)的條件;鉆孔前先用中心鉆定位,保證孔加工的定位精度;精絞前可選用浮動絞刀,絞孔前孔口要倒角;鏜孔時應盡量選用對稱的多刃鏜刀頭進行切削,以平衡鏜削振動;盡量選擇較粗和較短的刀桿,以減少切削振動。在經濟型數控加工中,由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行,占用輔助時間較長,因此,必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則:①盡量減少刀具數量;②一把刀具裝夾后,應完成其所能進行的所有加工部位;③粗精加工的刀具應分開使用,即使是相同尺寸規格的刀具;④先銑后鉆;⑤先進行曲面精加工,后進行二維輪廓精加工;⑥在可能的情況下,應盡可能利用數控機床的自動換刀功能,以提高生產效率等。另外,刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大,必須引起注意的是,在大多數情況下,選擇好的刀具雖然增加了刀具成本,但由此帶來的加工質量和加工效率的提高,則可以使整個加工成本大大降低。總之,根據被加工工件材料的熱處理狀態、切削性能及加工余量,選擇剛性好,耐用度高的銑刀,是充分發揮數控銑床的生產效率和獲得滿意的加工質量的前提。
3)切削速度的確定。進給速度是數控機床切削用量中的重要參數,主要根據零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統的性能限制。在輪廓加工中,在接近拐角處應適當降低進給量,以克服由于慣性或工藝系統變形在輪廓拐角處造成“超程”或“欠程”現象。確定進給速度的原則:1)當工件的質量要求能夠得到保證時,為提高生產效率,可選擇較高的進給速度。一般在100~200mm/min范圍內選取。2)在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時,宜選擇較低的進給速度,一般在20~50mm/min范圍內選取。3)當加工精度,表面粗糙度要求高時,進給速度應選小些,一般在20~50mm/min范圍內選取。4)刀具空行程時,特別是遠距離“回零”時,可以選擇該機床數控系統給定的最高進給速度。
4)背吃刀量(或側吃刀量)的確定。在保證加工表面質量的前提下,背吃刀量(ap)應據機床、工件和刀具的剛度來決定,在剛度允許的條件下,應盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量,這樣可以減少走刀次數,提高生產效率。
四、結束語
我單位數控加工中心具有軸向和頸相動力頭,能實現三個坐標的聯動。利用極坐標插補指令和圓柱插補指令進行了程序優化和開發,并對機床加工工位重復定位誤差進行了有效的補償,初步實現對回轉體的側面進行快捷可靠的精密銑削加工,提高了加工精度和表面加工質量。
參考文獻:
