时间：2023-09-27 19:31:09
关键词：精密镗床；加工；改造
1.镗床的定义及分类
镗床指的是以镗刀作为主要的加工工具，对工件进行加工的机床。大型的箱体零件加工主体就是镗床设备。镗床的主运动是以镗刀的旋转再配合上工件自身的移动为主。这种技术主要是拥有一次性加工多个孔或者是在加工精度要求较高的孔时使用。另外，有关于孔的设计也可以运用到镗床。针对实际使用情况的不同，镗床技术也可以应用铣削等工艺，并且精度也会远远高于钻床[1]。镗床主要包含坐标镗床、金刚镗床、卧式镗床等。
2.精密镗床加工面临的质量问题及加工精度改造方法
在机械零件的实际加工环节，常常会遇到精度要求较高的孔加工问题，而精密镗床的使用就能满足这一要求。通过精密镗床某些部分的改进、优化以及完善，就能够实现高精度的加工要求，完成其指标。
在实际加工中，通过仪器的测量，精密镗床加工面临的质量问题：第一，表面加工的质量稳定性偏差，其外观不够理想，存在较大的表面粗糙度。第二，孔的圆柱度波动性偏高，甚至完全偏离了质量标准要求。随着人们对机械零件加工质量要求的提升，精密镗床急需进行改造，才能满足加工要求。
2.1改进镗杆
对于镗杆部分的改动主要是考虑到在机床运转过程中的振动，因为是高速加工，其速度超过3000r/min，就算振动很小，都会影响孔的表面粗糙度。所以，一般来说，镗杆同主轴的同轴度不得超过0.01mm，并且镗杆各个部分的外圆都需要进行磨削加工，并且将相关部委的行为公差给定出，确保在高速转动时，镗杆能保持平衡性。另外，进行镗削孔加工的镗杆，其悬臂较长，所以，需要进行强化热处理来满足其稳定要求，以降低其受力变形，提高其刚性与强度，最终达到满足表面粗糙度值降低的要求。
在加工环节所需使用的镗杆，通过现场的测量应满足设计要求，但是在使用动平衡检测之后，却发现振动误差超出了允许的标准。通过研究，决定改进镗杆，具体如下图1所示。其中自制件不得低于1件，与圆店类相类似，可以采用厚薄不同的自制件，实际的质量与数量也可以根据具体的振动调整。该结构理论主要是运用冲击消振的原理，最终满足减少振动的要求。在下图1当中的A就相当于外部的冲击消振器，在振动过程中，自制件就如冲级快，在镗杆外冲击消耗振动过程中又能量产生，以此来削弱振动，如此的设置在对镗杆镗削过程当中所存在的微振起到特别的作用，通过现场的实际调整，就能达到明显的减振效果。
2.2改进丝杠的传动部分
镗床的丝杆传动部分主要是考虑到丝杠带动滑台进行运行环节的传统平稳性。在进行改进之前，滚珠丝杆两端的支承与丝杆螺母座联接体加上丝杆螺母座以及镗床滑台固定联接之后处于过定位的状态，这要求高精度的镗床装配工艺以及机械零件的加工工艺，这样才能符合丝杆传动的要求。但是，实际操作过程中却很难控制其精度，特别是配刮丝杆螺母座中心位置较高时，需要多次拆装，这不但费时费力，同时，如果出现不顺畅的丝杆系统传动，就会产生振动，导致不平稳的镗床滑台运行的出现，最终对孔的精度指标产生影响，这样也对正常的生产效率产生严重影响[2]。
下图2是经过改进之后的丝杆传动。如此的改造不但可以消除原本存在的过定位现象，达到结构优化的目的，同时在调整上也更为简单与方便，最关键的是丝杆传动的精度以及镗床滑台在加工环节的平稳性有了大幅度提高，最终满足孔的实际加工精度要求。
其中，1表示伺服电机；2表示电机支架；3表示联轴器；4表示丝杆前支座；5表示滚珠丝杆；6表示调整螺钉；7表示丝杆螺母座联接体；8表示丝杆螺母座；9表示螺钉；10表示镗床滑台；11表示丝杆的后支座。
3.未来镗床的发展趋势
随着时代的发展，未来的镗床的发现方向主要包含两个方面：第一，在技术方面，会不断朝着柔性化的加工单元发展，大型的、组合型的复合及其必定会成为镗床发展的潮流趋势。第二，细致化将成为追求的主流趋势。所以，机器的科技含量以及技术含量的提高必定会成为趋势，这不仅满足安全环保的要求，同时也让设计更偏向于人性化特点。
4.结语
在精密镗床长时间使用过程中，我们只有不断地总结与摸索新的道路，才能够在精密镗床本身的精度基础上，对机床的加工精度进行改进，确保改进之后的镗床能够符合机械加工的实际要求。但是在实际的加工过程中，周边环境、加工干扰因素以及机械操作人员本身的习惯或者操作方式对镗床加工会产生影响，所以，上述的改进方式仅仅是作以参考，具体改进措施还需具体分析。
参考文献：
[1]丁建平.解决镗床深孔加工的疑难问题[J].黑龙江科技信息，2011，26：78.
关键词：机械制造；制造工艺；精密加工
在机电控制系统中，机电技术是最重要的技术基础。现阶段，传统的机械制造工艺与加工技术已经无法满足机械制造的需要，因此，必须研发现代机械制造的新工艺，实现精密加工技术的新突破，以促进机械制造业的不断发展。本文从两个方面探讨了机械制造工艺与精密加工技术，一是其发展的特点，二是其现代机械制造工艺与精密加工技术。希望本文有助于促进机械制造业的发展。
1.现阶段机械制造工艺与精密加工技术的特征分析
1.1.关联性
从机械制造技术的发展历程来看，较为先进的机械制造技术，不止在制造过程中得以体现，而且在产品的调研、工艺的设计以及产品销售等各个环节，都可以体现出来。不难看出，这些环节之间的关联性很强，各个环节相互协调才能产生良好的经济效益。但如果其中的一个环节出现问题，则会给整个流程造成严重的影响。
1.2.系统性
先进的科学技术是先进的机械制造技术的保障，先进的机械制造技术往往需要多项科技的协调运用。随着科学技术的不断发展，计算机、自动化等现代技术在机械制造中的运用越来越广泛。笔者相信，随着科技的不断进步，现代机械制造工艺及精密加工技术会日臻完善。
1.3.全球化
当前，经济发展已经实现了全球化，在经济全球化的背景下，机械制造业也面临着全球化的挑战。这主要表现在机械制造的技术和制造业市场的竞争越来越激烈市场竞争。我国的机械制造企业若想在全球的市场竞争中占据一席之地，就必须加大工艺和技术研发力度，增强核心竞争能力。
2.机械制造工艺与精密加工技术分析
2.1.机械制造技术
现代机械制造技术主要包括四个方面的内容，一是机械工艺结构设计，二是结构设计，三是材料的选择，四是设计方法。随着机械制造业的发展，传统的设计方法，诸如数控机床设计、节能节电设计等等，已经无法满足现代机械设计的要求。相比以前，现阶段的机械制造方法已发生了很大的改变，由传统单一的设计方法向综合经验设计、有效方法设计以及直觉设计等设计方法转变。这也是现代机械设计的一种发展趋势。
现代的机械设计，涉及到优化设计、系统工程以及仿真设计等各方面的内容。在机械设计中，采用科学的设计方法和信息技术能够促进机械制造工艺设计的效率和水平，从而促进机械制造设计技术的不断发展。
2.2.机械制造工艺
相比以前，现阶段的机械制造工艺已经取得了很大的进步。机械制造工艺取得了很大的进步，其发展呈现出三个显著的特点，也可以说是未来机械制造对制造工艺的三个要求：
2.2.1.高精度。我们知道，精度是现代机械制造工艺的一个重要要求。在国防、航空航天以及科研等领域，机械制造对于精度的要求更高，也更加的严格。
2.2.2.高柔性。机械制造的发展方向之一便是柔性加工。这里的柔性加工指的是加工的灵活性、加工品种的多样性以及加工的多适应性。最近几年来，柔性加工得以实现的保障是各种工业机器人和数控机床在机械制造中被广泛使用。柔性制造系统以数控设备为基础，可以分为三个系统，一个是柔性制造自动线，一个是柔性制造单元，一个是柔性制造系统。这些系统的连接方式是用自动存储系统进行连接，通过计算机控制多种零件的生产和加工。
2.3.机械设备的精密加工技术
2.3.1.模具成型技术分析
现阶段，模具的加工制造广泛应用于家电产品以及电机、汽车、飞机和仪表等各类制造产品中。在模具加工过程当中，如何提高模具加工的精度，是模具成型技术的核心问题所在。模具加工的精度，也是衡量一个国家制造业发展水平的一个重要标志。在当前的模具加工中，广泛采用的是电解加工工艺，它能够使模具的精度达到微米级，从而可以有效解决工件表面的质量问题，尤其是有助于较为复杂腔型的模具加工。
2.3.2.精密切削技术
当前，用直接切削来得到高精度的产品仍然是较为常用的一种精密加工技术。但是，如果想要得到更高精度的产品，就必须最大程度上减少刀具、机床和工件等因素对切削的影响。此外，加快机床的转速也是提高精密度一种比较有效的方法，当前机床的转速已经提高到差不多每分钟几万转。
2.3.3.超精密研磨技术
一般情况下，集成电路基板硅片的加工才用到超精密的研磨技术。它要求其表面的粗糙度必须小于2毫米。因此，传统的精密研磨技术已无法达到集成电路的加工要求，需要进行原子级抛光。在这种情况下，各种新方法和新原理的超精密研磨技术应时而生，比如非接触研磨，其通常应用于弹性发射加工，流体动压型悬浮研磨等。各种新研磨方法极大促进了超精密研磨技术的发展。
2.3.4.纳米技术
在平时的生活中，我们常听到纳米技术这个词汇，它是人们把先进的工程技术与现代物理学相结合研发出来的一种新技术。最近几年来，纳米机械制造技术得到了比较快的发展，已近可以在硅片上画出纳米宽的线来。
2.3.5.微细加工技术
随着科学技术日新月异的发展，电子元件的体积也越来越小，其使用的频率也越来越高，但是能量消耗却在不断降低。超微粒子技术的问世，使得半导体的加工精度达到了几百个埃的精度。微细加工技术的发展，促进了机械制造技术向高精细方向不断发展。
结语：
机械制造业发展的关键在于机械制造工艺与精密加工技术。因此，必学加大机械制造工艺和精密加工技术的研发力度，增强机械制造的自主创新能力，提高机械制造的精密加工技术，以便更好的促进现代机械制造业的发展。本文分析了当前机械制造工艺与精加工技术及其特征，希望有助于我国机械制造业的发展壮大。
参考文献：
[1]黄庆林，张伟，张瑞江. 现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 科技创新与应用，2013（6）
[2]夏永清. 浅议现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 华章，2013（4）
[3]谈毅. 浅谈现代机械制造工艺与精密加工技术[J]. 科技风，2012（12）
[4]赵惠贤，田小英. 浅谈现代机械制造工艺及精密加工技术[J]. 科技风，2012（8）
作者简介：
关键词 定向功能；反镗工艺；FANUC系统
中图分类号 V26 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）170-0190-02
1 联动环支架的结构
我单位加工的联动环支架为压气机机匣上的一部分，材质为铸造钛合金。联动环支架外圆为Φ24的铸造圆环，内侧为Φ14（+0.18，-0.09）、Φ18（+0.021，0）和Φ18.43（+0.16，0）的阶梯孔外加一Φ20.4（+0.21，0）的退刀槽，同时内孔面及端面还要求1.6的粗糙度，如图1、图2所示。
2 加工难点
结合图1、图2可知，加工该处尺寸可以从压气机机匣大端面和小端面两个方向进行下刀加工，但是，联动环支架中心几乎在压气机机匣大端面外圆上。因此，不能从压气机机匣大端面处下刀加工。造成了此零件加工有两个难点：
1）从压气机机匣小端面下刀，小端面到被加工面距离约100mm，刀具要伸出很长，影响刀具刚性。
2）要加工Φ18（+0.021，0）的精密孔和Φ20.4（+0.21，0）的退刀槽，则要从Φ14（+0.18，-0.09）的孔下刀，那么镗刀或者铣刀杆直径必须做的非常细，严重降低刀具的刚性。
3 加工方案的确定
根据以上分析可知，只要解决刀具刚性问题，采用镗削或者磨削方式加工，就能够加工出合格的零件。该零件采用立式加工中心进行加工，机床系统为FANUC操作系统。针对系统本身，我们考虑利采用机床系统自带的定向功能进行加工。
定向功能的工作原理为：主轴移动到零件加工位置正上方的设定高度，再沿水平方向移动一定距离，主轴旋转停止，刀尖按设定角度进行旋转，即刀尖与零件成一固定角度，主轴沿轴线方向移动，到达设定的位置；主轴沿水平方向偏移一定距离，主轴中心与孔中心重合；主轴旋转开启，刀具由下向上进行反镗加工；加工完毕后，采用同样的工作原理，主轴停止转动，刀尖与孔中心偏移一定的距离，刀具退出零件。如图3所示。
确定采用定向功能进行加工，接下来就该确定加工顺序。工艺过程为：1平端面―2钻孔―3粗镗孔―4精镗孔―5镗退刀槽。加工过程中要求工序3给精镗孔留0.05mm的余量，即内孔为Φ17.9mm和Φ18.4mm。这样有利用减小精加工让刀，保证尺寸合格。
接下确定刀具结构和尺寸，有铣削和镗削两种方式可加工该处尺寸，为了保证精密孔尺寸，该处采用镗削加工。为了满足Φ20.4（+0.21，0）的加工要求和进刀时不遇Φ14（+0.18，-0.09）发生干涉，就要求刀具直径≤7.22mm，刀尖到旋转中心尺寸≥10.2mm。为了增大刀具刚性，此处选用Φ7的刀杆，刀尖到中心尺寸为10.25的镗刀，如图4所示。
4 加工过程
联动环支架精密孔加工路线为：
1）采用铣刀平端面，直接加工到尺寸。
2）采用Φ8钻头钻底孔，Φ13扩孔钻扩孔。
3）Φ14（+0.18，-0.09）孔采用镗刀加工到位。
4）采用定向功能，使用图4所示粗镗刀加工，给精加工留0.1mm的余量。
5）采用定向功能，使用图4所示的精镗刀把精密孔尺寸加工到位。
6）采用定向功能，把Φ20.4（+0.21，0）的退刀槽加工到位。
部分定向功能程序为：
N645 T18
N646 M06
N647 G54 G0 G90 X-58.977 Y-132.464 A0.0 C114. S800 M03
N648 G00Z105.996
N649 SPOS=269
N650 X-58.977 Y-134.664 A0.0 C114. F50.
N651 G01Z-80.F500
N652 G01Z-123.6F50
N653 Y-132.464
N654 S600M03
N655 G01G41X-57.677
N656 G03X-57.677I-1.3J0
N657 G01G40X-58.977
N658 SPOS=269
N659 Y-134.664
N660 Z-100F100
N661 G00Z15
5 结论
经过多批次零件加工验证，精密孔尺寸均合格。采用机床系统自带的定向功能，在一定程度上解决了由于空间结构限制刀具直径，进而影响刀具刚性的难题。遇到类似的结构，采用常用的方法不能满足加工要求的情况下，可以尝试该方法进行加工。
参考文献
[1]彭晋龄.机械加工切削数据手册，1989.
[2]史兴宽，杨巧凤.钛合金TC4高速铣削表面完整性的研究[J].航空制造技术，2001（1）.
机械零件的精密度主要指的是:经过机床加工以后,零件在几何形状尺寸等方面符合标准参数,而零件的实际尺寸与理论设计尺寸之间的差距即加工误差越小,那么就可以说这个机械零件的加工精密度高。衡量精密度的内容主要包括产品的几何形状精密度、相互位置精密度以及零件的尺寸精密度。尺寸精密度是第一要素,其精密度控制的内容主要是控制零件的表面与设计标准之间的尺寸误差。其次是集合形状精密度,即对零件的整体几何形状进行评价,主要包括平面度、圆度、直线度等评价项目,目的是将几何形状误差控制在合理范围内。互相位置相对来说比较复杂,主要是加工中零件表面与设计标准之间的位置误差,零件位置与机床位置要求相符,评价标准包括平行度、轴度、位置度垂直度。对于以上要素的控制就是控制机械零件加工精细度的具体内涵。
2机械零件加工中产生精密度误差的主要原因
2.1造成机械零件精密度误差的外部因素
在机械零件加工中,产生精密度误差的外部因素主要是工艺师及机器产生的加工原始误差,零件在受热时产生的误差,以及加工时受力而产生的误差。机械零件在加工过程中由于使用了相似的成型进行加工而导致了零件精密度误差,或者是使用的夹具误差影响了零件的尺寸精密度和位置精密度。此外,在使用夹具固定零件进行加工的时候常常会产生定位误差,零件在夹具中的准确位不好控制。加工刀具和机床也会造成零件的精密度误差,刀具的种类不同误差也不一样,而机床造成的精密度误差是机械零件误差的主要来源,这主要是因为机械零件一般是在机床上成型的。零件受热所产生的变形误差,主要是子机械零件的加工过程中,许多工艺都会产生一定的高温,温度超出限度时,机械零件就会产生形变,从而形成误差影响精密度。通常称这种因受热而变形的现象为热变现象。这种热变在一些精密零件加工中破坏刀具与零件的位置关系,从而产生的加工误差很严重地影响了精密零件的精密度。有时热变形产生的误差可高达总误差的百分之五十。零件在加工过程中因受力而产生变形,也会造成零件的精密度误差。在切削的外部作用力的影响下,由于自身刚度不足而产生了形变。刀具、机床的刚度是很重要的影响因素,例如加工细小的机械零件或加工口径很小的内孔,如果刀杆的刚度太差,内孔的加工精密度就会产生很大的误差。其余外部因素还有导轨误差、转动链误差以及在调整测量方面的误差等,在此便不加详述。
2.2造成机械零件精密度误差的内部因素
在影响机械零件精密度的因素中,有一种关链的内部因素,就是加工零件的内应力。内应力误差是由于零件内部存在的作用力,使得零件处于较为不稳定的状态而亟需恢复本来状态时所产生的误差。一般来说产生内应力误差的主要原因,在于机械零件加工过程产热、冷却不均匀、零件本身形状限制而壁厚不均。这种内应力是零件的物理因素,对于这种影响零件加工精密度的内在因素,主要解决方法就是在零件设计时尽量做到结构对称,在加工时克服壁厚不均的问题,从而提高其加工精密度。
3提高机械零件加工精密度的具体方法
3.1对于原始误差进行控制
控制机械加工零件的原始误差是提高机械零件加工精密度的主要方法。主要两个方面,一个是控制加工工具及机械,提供量具、工具、夹具等本身的梢度数据,另一个是控制加工过程加工方法,技师在加工时,控制零件受热受力、刀具磨损过度等因素造成的误差,对其产生的加工误差采取措施做出调整。这种原始误差控制,要求在加工之前,对于工具、机床、受热受力等多种因素的误差做出详细的分析,根据加工工具及零件的实际情况,例如提供机床刚度数据、减少夹具安装误差等方式来提出解决方案。
3.2使用误差补偿法提高机械零件加工精密度
误差补偿法适用于无法减少原始误差的情况下,根据实际的加工情形,为了弥补原始误差而人为地创造出一种新的误差。在这种情况下,合理的人为误差可以对原始误差进行弥补。但是,这种方法的使用,依赖于技师的合理判断,以及对于机械零件加工过程的全方位理解。
3.3使用误差抵消法提高机械零件加工精密度
误差抵消法与误差补偿法的区别在于,误差抵消发不创造新的误差而是使用原有的加工原始误差,使得原始之间可以实现互相抵消。
3.4使用分化误差法提高机械零件加工精密度
对于原始误差我们可以采用分化的方式,使原始误差不断减小,直至可以几乎忽略。这种方法的应用常见于加工精度要求高的零件表面,例如进行连续的试切加工。在加工中计算好原始误差,并将其分成x组,每组加工都须将精度缩小为1/x,如此一来,原始误差就可以逐步缩小。
3.5使用均化误差法提高机械零件加工精密度
均化误差法与分化误差法类似,但是略有不同,主要是通过对于零件的表面进行比较,根据其反映的差异而进行均化加工处理。
3.6使用转移误差法提高机械零件加工精密度
误差的转移是一种机械加工零件过程的优化方法,在原始误差不可抵消分化时,将误差转移到对于精密度没有关键影响的方面。例如,在大型机床加工零件时,可以通过增加一个附加横梁弥补横梁较差的缺陷,主要减轻受重力产生的变形,从而达到提高机械零件加工精密度的作用。使得原始误差向对于精密度影响不大的非敏感方向做出转移,加工零件表面的切线方向,很大程度上提升了机械零件的精密度。
4结论
我们在机械零件加工过程中,加工的精密度误差是难以避免的,但是过大的误差会导致机械零件不理想甚至成为不合格产品。因此,对于误差的控制是非常必要的,对于精密度要通过合理的方法加以提高。当然,有科学的方法固然重要,但是机械零件加工作为一门工艺,还是需要加工技师的细致加工,才可以实现。技术研究人员,也要不断加强对于机械加工中零件精密度的控制方法的研究,以技术的进步带动产品质量的进步,设计人员也应当完善对于零件的设计,从而减少零件的加工误差。
关键词：细长轴 磨削 砂轮 中心架
1.问题提出
柴油机精密螺栓，材料为42GrMo ，直径为φ30（+0.015/0），长度为1000，属于细长轴。产品磨削外圆光洁度Ra0.4，圆度0.01，直线度为0.05 。如图一所示，精密螺栓两头螺纹M36X2-7e6e，两端面中心孔A2 。从产品结构分析，无法在无心磨床加工，只能选择外圆磨床。在试制磨削过程中，工件易产生弯曲，鼓形造成工件圆度难以保证，并且会产生震动，工件表面产生很浅的螺旋形波纹螺纹。
2.问题分析
2.1. 精密螺栓表面出现螺旋状很浅的波纹痕迹
其产生的原因：（1）砂轮工作表面凸凹不平；（2）机床刚性影响；（3）由于工件与顶尖系统刚性较差，顶紧力过紧或过松。（4）其他因素：磨削深度太大，纵向进给量太大，或砂轮主轴有轴向窜动，都可能产生螺旋形波纹。此外、工作台导轨油压过大，使工作台纵向移动产生漂浮和摆动，也会造成工件表面的螺旋形波纹。
2.2.精密螺栓圆柱度超差
精密螺栓在磨削后产生的鼓形和弯曲，使工件的圆柱度超差。（1）鼓形：由于工件刚性不足，或中心架调整不正确，磨削用量过大，使工件产生弹性变形而出现鼓形。（2）弯曲：当磨削用量太大时，工件过度发热，而冷却又不充分、不及时、不均匀、使工件产生内应力，以致使冷却后产生弯曲变形。
2.3.精密螺栓圆度超差
精密螺栓中心孔形状不正确，孔内有污垢或已磨损；顶尖在主轴和尾架套筒锥孔，内贴台不紧；工件顶得太紧或太松；砂轮主轴或头架主轴的径向跳动过大，这些因素都可能使工件圆度超差。另外，工件刚性差或余量不均时，在磨削力的作用下易产生弹性变形，结果使磨削表面出现圆度误差复映现象。
3.问题解决可行性实施
通过对精密螺栓产生问题的分析，从以下几个方面进行攻关实施：
3.1. 磨前准备工作
3.1.1.要校直工件。校正后工件同轴度应尽量在0.15mm/m以内。
3.1.2.精密螺栓经过调质热处理后，进行时效处理，消除工件内应力。
3.1.3.中心孔。中心孔是细长轴的基准，工件经热处理后，中心孔会产生变形，应对中心孔进行研磨，是基准中心孔。粗磨时，采用φ3角度为60°中心孔，提高粗磨时的生产效率，粗磨后两端面去除1mm。精磨时重新修整φ2角度为59°30′中心孔，减少中心孔和顶针接触面。
3.1.4.调整机床，主要调整头架于尾架间的中心距，将工件顶紧后用手旋转，感觉不松不紧为最好。
3.1.5检查工件两顶针顶住工件，用百分表测量径向跳动，控制在0.03mm以内，特别是工件间的弯曲度最大的地方，确定能否磨出。
3.1.6.精磨时采用双拨杆拨盘，使工件受力均衡，以减少振动和圆度误差。
2.砂轮及磨削用量的选择
2.1. 精密螺栓的材料调质硬度HRc38～44，根据材料性能特点，选择相匹配磨料、硬度、粒度的砂轮，具体型号选择见表一
2.2.修整砂轮。粗磨时修整的走刀量S，切深T，均比一般磨削要大些，可使砂轮表面比较粗糙，以增强切削性能，最好修整为凹型，这样能够减少砂轮和工件的接触面，接触面面为2/3；精磨时用锋利的金刚笔，较小的进给量，进行修整从而获得细密的砂轮面。
2.3.合理的选择切削用量
粗磨时工作台纵向速度放到1-1.5m/min，切削用量为0.02-0.05；精磨时工作台纵向速度放到0.3-0.8m/min，切削用量为0.01-0.03。
磨削时工件转速为50-100转，粗磨时 工作台纵向速度放到0.8-1.2m/min，切削用量为0.02-0.05；精磨时 工作台纵向速度放到0.5-0.8m/min，切削用量为0.01-0.02。
3.合理的选择中心架
根据精密螺栓的长度，合理的选择一个中心架的在轴中间位置；在磨削过程中要合理调整中心架的两个支片，刚开始可以用涂色的方法观察工件是否和支片前端接触；加工过程中当螺栓，砂轮和支片三者位置一致时，用手调整支片，并观察火花是否增大，最主要是看火花和工件的形状来不断调整上下两支片。根据操作多次试验经验，在进给0.07-0.10mm后就要调整，在调整时可根据情况来调整上下支片。
4.结论
在细化磨削外圆的工步时，首先，应注意机床的精度能否满足工艺要求和磨前准备工作；其次，为保证大批量加工中形状精度的控制，夹持要可靠、稳定，变形要小；最后，砂轮及磨削用量的合理选择，适合于批量生产时的需要。外圆磨削完全能满足精密螺栓工艺的要求，生产效率有了极大的提高。
参考资料：
[1] 袁泽俊主编.金属切削刀具.上海：上海科学技术出版社，2004
论文摘要:机械制造业在整个国民经济中占有十分重要的地位,而其中金属切削加工是基本而又可靠的精密加工手段。在进行数控编程的过程中,刀具的选择和切削用量的确定是十分重要,它不仅对被加工零件的质量影响巨大,甚至可以决定着机床功效的发挥和安全生产的顺利进行。所以,在编制加工程序时,选择合理的刀具和切削用量,是编制高质量加工程序的前提。
一、引言
机械制造业在整个国民经济中占有十分重要的地位,而其中金属切削加工是基本而又可靠的精密加工手段,在机械、电机、电子等各种现代产业部门中都起着重要的作用。工具的设计、制造和使用自古以来就很受重视,这里我们所说的工具,不仅仅指进行机械加工的机床,我们更关心的是直接进行切削加工的刀具。刀具是推动金属切削加工技术发展的一个极为活跃而又十分关键的因素,可以说切削加工技术发展、革新的历史就是刀具发展的历史。
我单位在2008年引进了小巨人公司制作的两台车铣加工中心。但一直未能在零件上真正实现和普及数控车铣加工中心的铣削功能。刀具选择、加工路径规划 、切削用量设定等,编程人员只要设置了有关的参数,就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此,数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的,这与普通机床加工形成鲜明的对比,同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则,在编程时充分考虑数控加工的特点。研究掌握数控车铣加工中心的铣削功能,对于形状复杂以及精度要求很高的回转体零件的精密加工,提升我单位数控精密加工能力,具有很重要的现实意义。
二、数控铣加工常用刀具的种类
数控铣加工刀具种类很多,为了适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点,所用刀具正朝着标准化、通用化和模块化的方向发展,主要包括铣削刀具和孔加工刀具两大类。为了满足高效和特殊的铣削要求,又发展了各种特殊用途的专用刀具。数控铣刀具的分类有多种方法,根据刀具结构可分为:①整体式;②镶嵌式,采用焊接或机夹式连接,机夹式又可分为不转位和可转位两种;③特殊型式,如复合式刀具,减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为:①高速钢刀具;②硬质合金刀具;③金刚石刀具;④其他材料刀具,如立方氮化硼刀具,陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为:平端立铣刀、圆角立铣刀、球头刀和锥度铣刀等。
三、加工中心刀具类型的选择
刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:安装调整方便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,尽量选择较短的刀柄,以提高刀具加工的刚性。生产中,被加工零件的几何形状是选择刀具类型的主要依据。
1)铣削刀具的选用。加工曲面类零件时,为了保证刀具切削刃与加工轮廓在切削点相切,而避免刀刃与工件轮廓发生干涉,一般采用球头刀,粗加工用两刃铣刀,半精加工和精加工用四刃铣刀;铣较大平面时,为了提高生产效率和提高加工表面粗糙度,一般采用刀片镶嵌式盘形铣刀;铣小平面或台阶面时一般采用通用铣刀;铣键槽时,为了保证槽的尺寸精度、一般用两刃键槽铣刀; 2)孔加工刀具的选用。数控机床孔加工一般无钻模,由于钻头的刚性和切削条件差,选用钻头直径D应满足L/D≤5(L为钻孔深度)的条件;钻孔前先用中心钻定位,保证孔加工的定位精度;精绞前可选用浮动绞刀,绞孔前孔口要倒角;镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削,以平衡镗削振动;尽量选择较粗和较短的刀杆,以减少切削振动。在经济型数控加工中,由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行,占用辅助时间较长,因此,必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完成其所能进行的所有加工部位;③粗精加工的刀具应分开使用,即使是相同尺寸规格的刀具;④先铣后钻;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在可能的情况下,应尽可能利用数控机床的自动换刀功能,以提高生产效率等。另外,刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此带来的加工质量和加工效率的提高,则可以使整个加工成本大大降低。总之,根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量,选择刚性好,耐用度高的铣刀,是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提。
3)切削速度的确定。进给速度是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。在轮廓加工中,在接近拐角处应适当降低进给量,以克服由于惯性或工艺系统变形在轮廓拐角处造成“超程”或“欠程”现象。确定进给速度的原则:1)当工件的质量要求能够得到保证时,为提高生产效率,可选择较高的进给速度。一般在100~200mm/min范围内选取。2)在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时,宜选择较低的进给速度,一般在20~50mm/min范围内选取。3)当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给速度应选小些,一般在20~50mm/min范围内选取。4)刀具空行程时,特别是远距离“回零”时,可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度。
4)背吃刀量(或侧吃刀量)的确定。在保证加工表面质量的前提下,背吃刀量(ap)应据机床、工件和刀具的刚度来决定,在刚度允许的条件下,应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量,这样可以减少走刀次数,提高生产效率。
四、结束语
我单位数控加工中心具有轴向和颈相动力头,能实现三个坐标的联动。利用极坐标插补指令和圆柱插补指令进行了程序优化和开发,并对机床加工工位重复定位误差进行了有效的补偿,初步实现对回转体的侧面进行快捷可靠的精密铣削加工,提高了加工精度和表面加工质量。
参考文献:
[1]尹洁华.用新型刀具实现高效优质低成本生产[J].工具技术,1995,(09)
关键词：大中型精密轴类零件;加工工艺;刀具几何角度测量方法;工艺定位基准
一、前言
大中型精密轴类零件指的是：直径大、无法塞入主轴孔；长度长、基本接近设备床身长度极限；自身重量大、靠人力无法直接搬运及装卸；精度要求高；价值高。因此在加工的过程中必须保证：（1）安全：不能损坏设备更不能伤人；（2）必须达到图纸的要求。如下图轴为例，从加工工艺、刀具、测量以及工艺定位基准等几个方面加以探讨与说明。
二、加工工艺
工件的毛坏是Φ200×1200的38CrMoA圆钢，自身的重量有130Kg以上，在车床上打中心孔既不方便又不安全。所以安排在T68上打两端的中心孔B5-GB87。
工序：1）车工：两顶尖装夹粗车（后顶尖采用活动顶尖），用一夹一顶粗车装夹方式，装卸方便，刚性、稳定性较好。留量3～4mm，调质热处理HRB225～238。该材质热处理变形不大，一般不需要进行校直，但检测变形量是否小于加工余量却是必不可少的一道工序。清洁中心孔后，两顶尖装夹（后顶尖采用硬质合金死顶尖，须经常注意监控其温度的变化，防止因为高温而造成的顶尖开裂甚至是脱落，进而工件掉落砸坏设备），精车所有外表面、精车所有长度尺寸至工艺要求。其中，在加工沟槽及螺纹时容易发生振刀的现象，采用中心架作辅助支撑可解决这一问题。换装四爪卡盘，―夹一托装夹，车平两端面，加工内孔部分。2）粗磨：粗研中心孔，粗磨留精磨量0.1～0.15。3）铣工：粗、精铣各个键槽。4）精磨：上磨床精研中心孔定位锥面，直至其圆度达到图纸要求的3um以下，磨各尺寸至要求。
三、刀具
在粗加工时出于以下几方面考虑：1、安全：因为工件自身重量大，所以不宜采用大的转速。2、刀具耐用度：工件直径较大，转速过大会引起切削温度升高，从而降低刀具的耐用度。3、加工效率：为提高工效，采用大的背吃刀量、大的进给量。由此可确定切削用量的选用原则：中低转速、大吃刀、大走刀。根据切削要素、切削性能和加工条件，可选用YTl4的粗加工刀具：断屑效果好、耐用度较高。为了使切削轻快、排屑顺畅，该刀具采用：前角（10o）、断屑槽(10～8宽)、断屑槽为小圆弧台阶型、较小的后角、负的刃倾角同时刃磨负倒棱：刀尖圆弧为R0.8～1.2。当切削用量为V：180～210转／分；F：0.4～0.45mm／转；即：6～8mms时，刀具在断屑与耐用度方面取得最佳效果。
在半精车、精车时，材料通过调质热处理，强度、韧性和硬度都大幅提高，适合使用YWl的刀具加工：使表面质量和耐用度达到最佳效果。但需注意：此时加工不宜采用断屑而须采用卷屑的方式来处理切屑，所以卷屑槽采用前窄后宽的小圆弧形式、正的刃倾角，控制铁屑流向达到理想的效果。
四、轴向尺寸的控制与测量
在车床上加工轴类零件，径向尺寸由于外表而互为基准，所以测量与控制都比较容易。而轴向尺寸的控制则要复杂一些。首先必须确认零件的轴向尺寸的设计基准，因此才能安排合理的加工路线：其次，由于设计基准与工艺基准（测量基准）有可能出现不重合或者因为径向尺寸大小不一而带来的―系列问题往往让加工、测量甚至是检验也感到非常棘手。如图纸所示，端面M为该轴左半部分的轴向尺寸的设计基准，端面N为该轴右半部分的轴向尺寸的设计基准。所以加工该轴的左端，必须先加工M面，再以M为基准加工N面，然后再以N面为基准控制该轴右端的轴向尺寸。而M、N间的尺寸控制由于测量不便（两外圆直径相差较大）但又非常关键而让人大伤脑筋。
五、工艺定位基准
轴类零件的加工其径向定位基准一般都是中心孔。粗加工采用三爪自定心卡盘以外圆定位，但该轴工序：粗车、精车、铣工、磨工都是使用的中心孔作为定位基准；原因是：装夹稳定、方便省事、定位准确。
车加工使用的中心孔是T68装夹毛胚加工而成，属于粗基准，只能满足车加工的需要，即圆度在0.015以内，给车加工定基准并提供找正、支撑（使用中心架）的基准外圆柱面。该轴使用的精基准是在车床上加工之后，上磨床与硬质合金死顶尖自研磨而获得的。由于该轴对形状公差、位置公差的要求很高，对两轴承位置的同轴度误差低于3um，对圆锥面、对轴线的全跳动误差低于3um，对圆锥面的配合是涂色检查着色面积大于95％；要满足加工精度的要求，则必须保证：（1）设备的精度；（2）定位基准的精度。
在实际的加工过程中出现的问题：圆度误差的超差直接影响同轴度误差、圆跳动误差及锥面着色面积。原因：（1）设备的精度；（2）定位基准的精度。检查设备的主轴精度、导轨精度、尾座中心高、砂轮的动、静平衡等；定位基准精度的检测：基准是在磨床上与硬质合金死顶尖自研磨而获得，关键是顶尖的圆度。
两顶尖的装夹方式从定位原理上分析：把一个中心孔的圆锥面视为一个点，两顶尖装夹后，除开X轴的转动外，其余5个自由度均被限制；由于自身重量大，其一端的中心孔为B6.3～GB87，锥面长度8mm，另一定位锥面长度更大近10mm。前中心孔单独限制沿Y轴和X轴的移动，后锥面单独限制沿Y轴和X轴的移动；二者配合共同限制的自由度：沿X轴的转动、沿Y轴的转动、沿Z轴的移动。也就是说，沿X轴和Y轴的移动被前后两个锥面重复的限制，从定位原理的角度来看，存在着重复定位的现象。
找到了原因，解决的方法很简单，只需将B型中心孔改为R型中心孔，只要能避免重复定位，则所有的问题都迎刃而解。
六、结 论
关键词：机械制造工艺 精密加工技术 生产实践 计算机建模
中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00
在目前的机械生产当中，机械的精密加工技术主要应用于机械零件的加工，在应用机械制造工艺与精密加工技术进行机械加工时，大体按照四个步骤进行生产制造：第一，调研；第二，概念模型的抽取；第三，建立机械模型；第四计算数值、检验结果。机械制造精密加工技术利用计算机来整合所需要的数据资源和建立相关的理论模型，最后通过计算机计算“模拟生产过程”，从而获得最优的生产工艺流程。机械生产精密加工技术利用计算机进行仿真模拟，优点突出，它可以将“生产”的全过程以三维图像的形式呈现出来，并且可以实现人机交互，整个过程基本与实际生产制造过程相近。
1 机械制造精密加工技术参数化的规划和组织
在机械产品的生产制造中，我们一般认为机械产品是由机械零件组成的，各种不同的零件之间相互装配而形成了最终的机械成品，要组成一个成品，机械零件存在相互制约的关系，因此，需要提升零件之间的质量和精密程度来提升机械设备的性能。本文单就机械零件的精密度而言，零件之间的精密程度较高，可以使机械产品的变形尺寸保持在一定的范围之内。而在实际的生产过程中，精密加工技术的内容主要为控制变型尺寸、判定零件类型以及零件的参数取值等[1]。为了使生产出来的产品符合相应的使用要求，在生产过程中，我们需要对机械产品的精密加工技术进行规划和组织。
我们不难发现，机械制造及精密加工技术的规划和组织主要包括三个层面的内容，第一，就是描述层，本层主要是对机械产品精密机加工技术进行详细的定义，对于机械制造工艺中的精密加工技术活动和过程进行详细的描述：精密加工技术的过程就是定义所需要生产的机械零件的类型、加工的技术规划等，精密加工技术活动就是定义机械零件的加工过程与方法；第二，是模型层，此模型层就是根据精密加工技术的组成元素以及各种逻辑关系构建出一种理想的组织结构模型；第三，是应用层，此层面根据机械制造精密加工技术的配置原则、判断标准以及计算方式等，对于在计算机中预先设计好的加工程序进行启动、检验与对比，寻找最优的生产模型。
2 机械制造工艺及精密加工策略
当前，机械制造工艺正在朝着智能化和高效化的方向发展，主要利用计算机技术构建机械设备的模型，制定高效的生产管理机制，应用智能化的生产技术。机械制造工艺的要求也越来越高，不但要求产品的标准化和规范化，还要求对已有的成品进行变型设计，利用已有的模型和数据，设计制造出更加精密、优质的机械产品，以此提升企业的竞争力。
2.1零件分类及变型模式
在实际的生产过程中，机械设备的生产与加工都是成批的，需要进行大量的生产，这样，就需要生产企业把握生产零件的资源特性，以此为生产的基础，满足各类客户的不同要求，一般的机械设备由通用件、标准件以及定制件三种零件构成[2]。一般来说，绝大多数的机械产品内部都需要精密零件，不同的机械零件的加工技术也有所不同，而应用精密加工技术的前提是保证现有的零件模型通过精密加工能够得到需要的零件，且成本控制在允许的范围内，如果已有的零件模型不符合此条件，此时就需要借助参数化的变形得到机械产品所需要的特制零件。
2.2使用CAD软件对机械零件进行设计
在机械零件的生产之前，必须对机械零件进行设计，最常使用的机械设计工具为计算机软件CAD，我们称之为计算机辅助设计。设计阶段主要是设计人员根据零件的设计要求使用CAD等软件进行设计和绘制，在设计中，设计人员借助其中已有的图形以及绘制工具完成设机械零件的尺寸以及纹样设计[3]。借助CAD进行机械零件的设计，可以准确的设计零件的平面结构以及立体架构，清楚的表达设计意图，很好的将设计与施工进行衔接。当然，此软件也存在一定的不足，当设计完成以后存在部分缺陷或部分修改时，可以借助Photoshop进行调整。在机械设备的精密加工技术中，模型的建立手段主要有属性数据模型和几何数据模型两种方式。
2.3几何数据模型
在进行机械制造时，尤其是在精密加工中，需要对产品的生产属性进行管理，还要将数据之间的层次关系进行整理。零件的精密加工模型中包含的信息量巨大，包括零件的属性信息和图形信息等。其中零件的图形信息可以将零件的尺寸，形状等准确的表达出来，零件属性信息包含的内容更多，其中包括零件的特征与特殊要求，还包括对整个的加工过程实施控制的内容和对整个工艺过程进行全程的监控信息，这些信息都在零件的几何模型中显现出来，并且整个的精密加工技术都是通过这种几何图形来表示。
2.4机械属性数据模型
对于复杂的机械零件，我们必须使用机械零件的属性数据来对零件的要素进行精准的描述，以此来精确的表达零件的特征、形态以及分布关系等，在属性数据中，图形的信息最为关键。属性数据的种类众多，在这里试举例说明，一般机械产品的属性信息包括零件的标号、生产信息、坐标、赋予原值等，利用属性数据与几何数据相结合能对机械产品进行最为精准的描述。
3 机械产品精密加工技术
3.1精密切削技术
在机械制造中，精密加工技术是最常使用的，而切削技术在机械制造中最常使用的加工手段，为了提升切削的精度，在机械制造中应使用刚度较好的机床，同时，在加工过程中保证机床的震动强度在允许的范围以内，此外，在切削的过程中经常使用精密定位技术以及精密控制技术和空气压轴承等先进加工手段[4]。
3.2纳米技术
纳米技术与机械制造技术相结合，能够有效的提升机械制造的精度，通过使用纳米技术，可以将宽度为几个纳米的线条刻画在硅板上，纳米技术的应用使制造要求十分苛刻的电子元件成为可能。
4 结语
现代的机械制造与精密加工技术主要应用计算机进行计算建模，利用已有的零件模型作为数据资源，并利用CAD等辅助软件进行设计，提升了机械零件的设计质量。现代机械制造工艺与精密加工技术打破了传统的机械加工方式，使用计算机进行设计和加工控制，并以此来获得最优的加工工艺流程。一些现代化的加工技术，例如精密切削技术以及纳米技术等，可以根据计算机建立的机械零件模型进行精密加工，保证机械零件的生产质量与机械零件的加工效率。
参考文献
[1]安巍.现代机械制造工艺与精密加工技术探析[J].科技传播，2014（3）：58，71.
[2]曹环军，王海港.现代机械制造工艺及精密加工技术实践探究[J].湖南农机，2014（1）：93-94.
[3]王健.精密技术在机械制造业中的应用研究[J].科技创新与应用，2014（28）：90.