机械加工工艺论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇机械加工工艺论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

1.1工艺系统的几何精度对加工精度的影响工艺系统主要包括机床、工件、刀具和夹具等。工艺系统的几何精度会影响到零件的加工精度。首先是机床的影响，由于机床自身制造时会存在误差，加工出来的零件的形状以及位置精度便会不足。然后是刀具的影响，因为刀具加工时直接与工件接触，时间长了，刀具的磨损便会十分严重。还有是夹具的影响，在零件加工过程中，需要将零件进行固定后才能进行加工，这时就需要使用夹具。夹具的误差主要有以下几个方面：一是夹具本身的制造误差，二是使用过程当中产生的定位误差和安装误差，三是长期使用后的磨损误差。刀具出厂时由于制造工艺的问题自身也可能存在一定的误差，但是这种误差可以通过机床的调整而进行调节。因此对于加工零件来说没有直接的影响。在整个系统当中，为了将零件进行有效的固定，使其保持和刀具之间一定的位置，这就需要使用夹具，夹具的误差主要包括出厂时的制造误差以及在使用过程中产生定位误差以及安装位置不准确造成的误差。

1.2工艺系统的热变形对加工精度的影响

1.2.1工件热变形对精度的影响一般来说工件热变形在精加工中影响比较严重，特别是长度长、而精度要求高的零件。为减少这些误差可以采取的措施：在切削时使用充分的切削液减少表面升温。也可采取误差补偿法：在装夹工件时使工件表面产生微量的夹紧变形，以此来减少切削时工件单面受热而拱起的误差，或降低切削用量以减少切削热和摩擦热，也可以采用粗加工后停机以待热量散发后再进行精加工。2.2.2刀具热变形对加工精度的影响主要由切削热引起的。连续切削时，刀具的热变形在切削初始阶段增加很快，随后变得较缓慢，经过不长时间后便趋于平衡状态。为减少热变形应合理选择切削用量和刀具的几何参数，并给予充分的冷却。

1.2.3机床热变形对精度的影响机床在工作过程中，受到内外热源的影响，各部分温度将逐渐升高。由于各部件的热源不同，分布不均匀，以及机床结构的复杂性，因此各部件的温升不同，而且同一部件不同位置发生变化，破坏了机床原有的几何精度而造成加工误差。对机床热变形我们可以从以下几个方面进行解决：一是减少产热，从此角度出发可以隔离热源或者改善热源降低产热；二是增加散热，从此角度出发，可以采取合适的冷却方法，充分吸收加工过程中散发的热量；三是控制环境温度恒定，或者使机床加速达到热平衡的状态，从而减少机床热变形对加工精度的影响。

1.3工艺系统的受力变形对加工精度的影响工艺系统在进行高强度的加工过程中会受到各种力的作用，在长期的受力状态下，工艺系统会发生轻微的变形。工艺系统的刀具等部件的相对位置是在设备静止的情况进行调整的，而随着工艺系统受力变形，这就会导致刀具等部件的相对位置发生变化，使得切削过程当中刀具的运动轨迹也出现相应的改变，从而导致加工精度下降。针对这种原因引起的加工误差，可以通过降低整个系统的受力来完成。早实际的操作过程当中可以采取以下几种方式：第一，增强整个工艺系统的刚度，从而有效地提升对外力作用的抵抗。第二，降低工艺系统的载荷，从而防止出现变形。

2机械加工工艺对加工精度的应用办法

2.1解决加工精度内在因素的办法可采取一定的补偿技术来对，设备出厂本身所带的误差、使用中的因磨损产生的误差进行控制，来确保构件误差在实践中，能达到其可接受的范围之内。正常来看，在高精度的机床设备系统中，其会配置有相应的误差补偿控制构件，使用单位以及工作人员能够根据加工需求对其做一定的矫正。可采用：（1）一些专业的矫正软件，来专门用作机床各构件磨损的技术矫正，一般的普通机床而言，其磨损校正只有通过参考校正尺数据、手动操作设置补偿螺母来实现系统及构件的误差补偿；（2）在实际的生产实践中，可输入相应的补偿数据，再由软件自行运行，便可实现参数的修改；（3）采用软件编程，例如：CAD、CAPP、CAM、DNC、EDM、PDM、MES、MPM等PLM软件产品。选择【加工】―【其它加工】―【铣螺纹加工】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、程序结束、宏程序名、起始高度、终止深度、螺距、循环等11的步骤，并根据所加工的螺纹填写好加工参数。

2.2解决加工精度外在因素的办法可通过调整工艺加工系统的受力，来对被加工零件精度进行把控，从而使整个系统的受力均衡。具体的做法主要有：（1）改造工艺系统本身相对薄弱的构件及部件进行改造，来提升工艺系统本身的刚度，提高系统对外部受力的抵抗性能，切实防止加工系统因受力而发生形变，导致加工误差。（2）可通过缩短整个工艺系统的载荷量，减少系统外力的大小，从根本上实现设备的变形预防。（3）机械加工工艺系统在运行中会产生导致系统发生形变的热应力、切削应力。因此，为减少热应力，一定要对热加工的零件进行退火处理，严格避免粗加工所产生的额外应力，确保工作零误差。

3结语

篇(2)

关键词：机械加工工艺；GE公司；钴基高温合金；难切削

中图分类号：TQ320.67+1 文献标识码：A

该零件外形均由曲面构成，壁厚为3.175mm，外圆型面上有八个大岛屿与一个小岛屿，在前端面有144处孔，径向孔有20处。在零件后端面有160处孔，径向孔有21处，并有21处花边。针对零件在加工中受到零件材料难加工，及零件型面复杂的制约，我们进行了大量的研制工作。本篇论文论述了高压涡轮机匣加工研制的整个过程。

本论文内容主要包含以下两个部分：

a.概述部分：介绍GE公司大型钴基高温合金机匣的结构特点和加工工艺难点；

b.工艺路线及机械加工：针对零件结构特点和加工难点论述零件加工工艺和机械加工过程。

1 零件及加工概述

1.1 零件结构

高压涡轮机匣为钴基高温合金环形静止零件，轮廓以曲面为主，最大外径尺寸φ1137mm，高116.497mm，型面壁厚3.619mm，型面上有八个大岛屿及一个小岛屿；零件分前后端面，前端面有114个通孔，径向孔有20处。在零件后端面有160处孔，径向孔有21处，并有21处花边。零件整体如图1

1.2 零件材料及特点

1.2.1钴基高温合金

高压涡轮机匣材质为RENE41，毛料为钴基高温合金模锻件，含有金属主要成分有镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛等合金元素。钴基高温合金具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀、和耐磨腐蚀性能。用于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的涡轮增压器。正是由于这种性能，该材料用于高压涡轮机匣。

1.2.2 加工特点

钴基高温合金材料由于成分的原因，材质硬难于切削，在加工时受切削力影响变形不大。零件的结构特点对工艺路线、刀具及加工的方法有所要求，在新件的研制阶段需要合理安排工艺路线及安排合理的加工方法。

1.3 工艺难点

该零件从设计图纸进行工艺分析，从工艺路线、加工、刀具三个方面对加工难点进行论述。

1.3.1 机械加工

零件的材料硬度大，型面复杂：

切削零件材料时，零件材料硬度大，型面加工长。在进行半精车时进行深槽加工，普通刀具难于加工该处。

铣加工表面：在进行粗铣削加工时，零件型面余量大，最大处达到19mm余量，加工时需用大量刀具。

2 加工工艺研究

2.1 工艺路线

通过以上的分析制定工艺路线，编制工艺规程，由于零件整体结构比较复杂，加工路线已先车加工零件外形，后进行粗铣加工去余量，然后进行热处理工序。再进行精铣加工零件的型面，后焊接，再进行零件的精车加工，后对零件进行铣花边及钻孔，最后对零件内部进行喷涂。

2.1.1 工艺路线制定

工艺路线：№0毛料—№5车后端面基准—№10粗车前端及型面—№15粗车后端及型面—№20粗铣外型面—№25去应力热处理—№30修后端面基准—№35半精车前端及型面—№40半精车后端及型面—№50精铣外型面—№55去毛刺—№60焊接连接座—№70修基准—№75精车前端—№80精车后端—№85钻前端面孔、径向孔并铣端面槽—№90钻后端面孔、径向孔并铣端面槽—№100攻螺纹—№105标印—№110清洗—J115中间检验—120荧光检查—125清洗—130集件—135装配—140清洗—145喷涂—150车涂层—155修喷涂表面—J160最终检验—165入库

2.1.2 工装和刀具选择

工装：主要根据GE公司提供的车床和铣床夹具结构图纸进行设计并制造，检测用约束测具为自主设计制造。

刀具的选择：钴基高温合金是一种难切削材料，刀具本身成分内含有钴成分，在加工中，刀具材料容易与零件材料产生亲和，刀具很容易磨损，故选用刀具时，应选用耐磨涂层，防止零件在加工时，刀具磨损，使得刀具有更高耐磨性，零件得到更好的表面质量且延长刀具寿长。

2.2 车加工

车加工共有9道工序：№5车后端面基准—№10粗车前端及型面—№15粗车后端及型面—№30修后端面基准—№35半精车前端及型面—№40半精车后端及型面—№70修基准—№75精车前端—№80精车后端

№5车后端面基准：本道工序车加工零件的内孔及外圆，用于下一道工序的找正及压紧；

№10粗车前端及型面：去除大部分余量为精加工单边留有3mm余量；

№15粗车后端及型面：去除大部分余量为精加工单边留有3mm余量；

№30修后端面基准：热处理后，进行修基准工序，为下道车加工做准备。

№35半精车前端及型面：在零件型面处加工到零件设计图尺寸，端面留有余量1mm余量。（在NO20工序应力释放后，型面加工到零件设计图尺寸）

№40半精车后端及型面：在零件型面处加工到零件设计图尺寸，端面留有余量1mm余量。（在NO20工序应力释放后，型面加工到零件设计图尺寸）

№70修基准：车零件的止口端面及外圆，用于零件的装夹找正。

№75精车前端：将零件端面尺寸加工到零件最终尺寸，并扎槽。

№80精车后端：将零件端面尺寸加工到零件最终尺寸，并扎槽。

2.3 铣加工

零件的精铣加工：

零件的精铣加工，在精铣加工时，注意合理的安排零件的加工路线，加工的先后顺序，加工时的走刀路线。具体精铣的加工路线如下：

第一步：加工零件型面，在加工零件型面时，采用切线进刀，在加工零件型面时，采用上下往复铣加工，保证零件的表面质量，零件的表面粗糙度，铣削零件的型面。

第二步：铣加工岛屿凸台表面，用Φ20刀具铣加工凸台表面，在零件表面方向进刀切削

第三步：加工岛屿大孔及岛子台阶。

第四步：清理大岛屿两侧，用Φ20R3进行清理岛屿两侧。

第五步：清理小岛屿，在小岛屿外层走两次，将零件铣型面的残余清除。

第六步：清理小岛屿下部，用R6球刀进行清根，清根时需注意刀具的磨损。

2.4 关键和难点

高压涡轮机匣加工的关键在于车加工的车槽及铣加工的工艺路线。

2.4.1 进行粗铣零件型面，注意走刀路线的刀路，在粗铣时，大量去除零件余量。

2.4.2 除零件余量后需要对零件进行热处理，将零件粗车及粗铣时的残余应力释放。

2.4.3 后进行车基准及半精车加工。在半精车时，先用R2.5球刀进行粗扎槽，在用R2球刀进行精车。在遇到特殊槽型时，选用非标刀片进行车加工零件的型面。

2.4.4 进行精铣加工时，注意零件的走刀路线，合理的安排刀路，加工出零件的型面。

3 加工工艺总结和推广

随着民用航空飞机的发展，类似钴基高温合金被越来越多的应用，钴基合金材料应用领域的越来越广泛，必将对制造业提出更高的要求，对特种合金加工工艺的研究也会更加深入。

此次对钴基高温合金类大型机匣件工艺方法的第一次探索尝试，发现了一些钴基高温合金的加工工艺方法，如合理安排零件工艺路线，选用合适刀具进行加工，安排合理的走刀路线；除此之外，也对刀具对零件加工中应用的重要性有所认识，这些方法和措施也会推广到其他GE公司的大型机匣合金类零件的研制中去，不断摸索创新。

参考文献

[1]金属切削手册[M].技术中心金属研究室.

[2]金属切削技术指南[M].山特维克可乐满.

[3]西门子编程教程[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.

关键词： 机械制造工艺；机械设计；注意事项；工艺措施

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

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）27-0043-02

1 机械制造工艺的基础知识

机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。其中，工艺规程是直接指导产品或零部件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它直接对企业的产品质量、效益、竞争能力起着重要的作用。关于机械制造工艺的具体内容简单介绍如下：

1.1 生产过程和工艺过程 在机械制造工艺中，生产过程是指在制造机械产品的时候，将原材料或半成品转变成为产品的所有过程总和，这一过程具体包括：生产技术准备工作；原材料及半成品的运输和保管；毛坯的制造；零件的各种加工、热处理及表面处理；部件和产品的装配、调试、检测及涂装和包装等，而工艺过程是指在生产过程中直接改变生产对象的尺寸、形状、性质及相对位置关系的过程，比如毛坯制造、机械加工、热处理、表面处理及装配等。其中，机械加工工艺过程是指用机械加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量，使其成为产品零件的过程，这一过程是由一个或若干个工序组成，而工序又可分为安装、工位、工步和走刀。[1]

1.2 工件装夹 工件在开始加工前，首先必须将工件摆放在机床或夹具上的正确位置，这一过程就称为定位，同时为了使定位好的工件在加工过程中保持正确位置，还需要将工件固定夹紧，这一过程称为夹紧，因此这两个过程合起来成为装夹。在一定程度上机械加工工艺中的工件装夹是否合理不仅会影响到工件的加工质量，而且也会直接影响产品的生产率、加工成本及安全稳定性能。一般而言，在机械制造工艺中经常使用的工件装夹方式主要有直接找正装夹、划线找正装夹、用夹具装夹等方式。

1.3 定位 在机械制造工艺中，为了保证工件的精度，必须做好工件的定位工作，工件常用的装夹定位方式有：直接找正、划线找正和用夹具装夹三种方式。定位的首要工作是要根据加工工件的情况选择好定位基准，机械制造工艺所说的基准其实是起到确定工件和加工工具之间位置关系作用的那些具体点、线或面，根据所起的作用和应用场合的不同，基准一般可分为设计基准和工艺基准，同时工艺基准按照不同的要求和标准，又分为工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。

1.4 加工精度 在机械制造工艺过程中，获得良好的加工精度至关重要，直接影响产品的优良特性，根据不同的要求，加工精度可以划分为尺寸精度、形状精度、位置精度和表面质量要求四大类。在实际机械加工过程中，为了获得良好的尺寸精度，一般采取的方法有：试切法、调整法、定尺寸刀具法、自动控制法等；与获得尺寸精度的方法不同，获得形状精度的方法主要有：轨迹法、成形法、展成法等。

2 机械设计过程中的注意事项

要想保证机械设计高效准确，就必须在进行设计过程中统筹考虑机械制造工艺的要求，机械设计的整个过程涉及很多方面的内容，在机械设计的研究和分析过程中，每个阶段都有自己的重点任务和注意事项，为确保设计取得良好的效果，就必须在整个过程中掌握系统、科学、合理的设计方法，根据工件的加工过程，需要注意以下两点：一是设计要贴合制造工艺实际。研究设计阶段主要负责设计零件的设计方案，是整个机械制造工艺的基础阶段，对后面的所有阶段起着举足轻重的作用，故而在这一阶段内，设计零件时要注意严格按照生产工艺要求来合理布置设计图纸，同时也应该注意加强与车间操作工的沟通，主动了解工件的具体生产制造过程，认真听取现场技术人员和工人对设计的意见和建议，并根据他们的建议及时对设计方案进行调整和修改。二是安装调试指导设计。机械设备的安装调试是整个机械制造工艺的最后阶段，这一阶段决定着设计方案的实际效果能否达到预期目的，在这个阶段必须严格按照技术要求进行安装及调试，根据具体情况及时处理现场发生的各种技术问题，这些具体的安装过程和内容对于前期的机械设计具有实际指导意义，这一过程的经验对于机械设计人员而言，可以帮助他们通过安装和调试工作获得设计的依据，从而可以提高他们的设计水平。对这些设备进行安装、调试、试生产等一系列过程之后，可以通过实际使用效果对产品的质量进行评价和分析，从而确定是否满足机械设备的使用要求。[2]

3 基于机械制造工艺的机械设计合理化措施

3.1 提高加工精度的工艺措施 在机械设计加工过程中，误差不可避免，而只有对产生不同误差的原因进行详细分析和研究，才能有针对性的采取相应预防措施以减少误差的出现，从而有效的提高对加工工件的精度。要想提高加工零件的几何精度可以考虑改进所使用的夹具，或者通过改进测量工具来提高精度，要想提升控制误差的水平，就需要对加工误差进行分析，必须弄清楚产生误差的原因，一般而言，由于系统应力、热变形、刀具磨损、内部应力等情况均会产生误差，根据对应的原因采取相应的解决措施，一般常用减小误差的方法有：误差补偿法、分化或均化原始误差法、转移原始误差法等。

3.2 提高加工表面质量的工艺措施 机械加工表面质量是指零件经过机械加工后的表面微观不平度，也被称为粗糙度，加工表面质量直接影响产品零件的物理、化学和机械性能，甚至直接影响到产品的性能、可靠性、寿命。为了提高零件的加工表面质量，通常采取以下措施：一是注重刀具的选择。为了提高加工表面质量，加工刀具应根据加工件的属性尽量选择使用刀尖圆弧半径较大、副偏角较小或合适的修光刃或宽刃精刨刀、精车刀，也就是说选用与工件材料适应性好的刀具，从而减小了工件的表面粗糙度；二是选择适当的切削条件。要想获得良好的工件表面质量，根据材料不同采取不同切削速度可以有效抑制积屑瘤的产生，另外，减小进给量，采用高效切削液等措施也是通常采取的有效方法；三是减少表面层变形强化。要减少表面层变形，可以采取多种方法，而在使用刀具进行加工工件时，则要注意合理控制后刀面的磨损宽度和切削用量，通常会采用较高的切削速度和较小的进给量再辅以有效的切削液，便可取得良好的效果。[4]

3.3 提高设计标准化的工艺措施 在机械设计过程中，标准化是当前机械行业的一个重要发展趋势，通过设置一个共同的标准，让机械零件的尺寸规格、性能、结构得到有效的统一，这样不仅可以有效提高产品质量，还可以有效降低生产成本，所以在机械设计的层面上就要充分考虑提高产品零件标准化水平，只有这样，才能提升产品的设计水平，增强机械产品在市场中的竞争力。

3.4 加强绿色制造的工艺措施 在机械设计中引入绿色制造的理念可以有效提升机械设计的成功率，进而基于绿色制造理念的机械制造工艺与传统的制造工艺便会产生一些区别，与传统的制造工艺相比，基于绿色制造的工艺更注重对环境的保护，并在此基础上确保经济效益达到最大。基于绿色制造的工艺措施应该充分考虑产品的绿色开发，减少在生产使用过程中产品对周围环境的污染，要保证这一目标要求，首先要做到在机械建模的时候就要确保绿色设计，采用系统化的设计方法，选择绿色环保的材料作为原材料，另外为了提高原材料的利用率，确保原材料在具备良好环境适用性的基础上还要能充分满足生产工艺的要求，充分考虑产品的回收和循环使用。

参考文献：

[1]刘改云.浅谈机械设备设计研发中的若干问题[EB/OL].中国论文下载中心.

[2]赵岩，丁延松.影响机械加工表面质量的因素及改进措施[J].技术与市场，2010（5）.

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关键词：高速铣;对称分层铣;加强筋 

中图分类号：TG5191     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）36-0071-01 

薄壁零件以质量轻、节约材料、结构紧凑等优点，已广泛应用于航空航天工业。但该类刚度较低，易变形，加工精度难以保证，直接影响到产品的加工质量。 

1  引起薄壁件变形的因素分析 

引起薄壁件变形的因素，如图1所示。 

对影响薄壁件加工精度的因素有所了解后，我们通过对工艺参数进行合理设置，对工艺路线进行合理安排刀具参数、走刀路径与方式等方面进行考虑及优化，控制影响变形的可控因素，从而减小零件变形。 

2  装夹方式的合理选择 

对于薄壁件而言，零件的装夹是一个非常重要的问题。在选择定位基准进行装夹时，通常选用面积较大、精度较高的面，装夹点应尽可能对称。常用装夹方式有：虎钳、压板、三爪卡盘。对于铣加工来说，通常时采用虎钳在工件两端施加作用力而夹紧，但对于薄板类来说容易造成装夹变形，如图2所示，压板装夹如图3所示。 

而压板装夹不仅可以解决受夹紧力装夹变形的问题，而且四周铣削后，切断前，零件与毛坯之间有0.1～0.2 mm的粘接，所以内应力的产生不会造成零件有较大变形。现在对于精度特别高的零件采用真空吸盘直接吸附零件，不需要额外的外力夹紧工件，从而能有效的减小零件变形。 

3  数控铣削方式的合理选择 

零件加工中，在其它条件不变，加工时间的长短取决走刀轨迹的长短。因此合理选择走刀轨迹对提高加工效率有很大影响。对于腔体类零件一般走刀轨迹有行切法和环切法两种，如图4所示。 

与行切法相比，零件受对称切削力，应力释放均匀，可一定程度上提高零件的加工精度。同时，当零件上有对称腔体时，不宜一个腔体加工完再加工另一个腔体，采用分层对称环切可有效控制产品的质量。 

精加工时，一般内腔已经进行了粗加工，这时再加工腔体外壁时，尤其由于薄而长的零件。应采用单边顺铣的方式，切削厚度比逆铣时大，切屑短而厚，且变形小，零件受单边切削力，切削纹理一致，切削震动小，比双向铣削行切法加工对零件加工精度控制得好，如图5所示。 

当进行端面铣削、台阶等刀具必须由外侧进刀时，垂直式进刀方式对零件的有一定的撞击，而圆弧式进刀，零件在铣削时受力变化缓慢，零件与刀具的受力变小，从而能有效控制表面质量。 

4  合理选择工艺路线 

某航天零件翼板，如图所示，属于高精度薄壁零件，材料为2A12-H112，分析该零件的特点，并通过合理制定工艺流程，有效地控制了零件的变形。 

4.1  零件的结构特点 

某机用薄壁零件，如图6所示。 

该零件的结构特点如下： 

①零件主要尺寸为狭长通槽，其余为约尺寸。狭长部分尺寸为184 mmX50 mmX30 mm（不含凸台部分）。 

②零件形状多变、壁薄。加工要素有凸台、圆弧及加强筋，该件狭长部位的厚度为1 mm。 

③精度较高，加工难度大。虽然该翼板各个面、尺寸公差为5～6级，由于狭长部位壁厚仅为1 mm，金属去除率大（约为90%），且随着加工的进展，无法用虎钳装夹，需多次倒压板才能完成整体加工，因此这类零件的加工工序的合理安排就成为保证零件加工质量的关键因素之一。 

4.2  工艺方案的设计 

薄壁零件的加工，一般按粗加工、热处理、半精加工、精加工的顺序安排工序。对于变形较大的零件，加工顺序具体如下：粗铣内外形及筋高→热处理→精铣外形及各凸台→精铣内腔→去除加强筋→零件校正。 

①虎钳装夹毛坯，Ф20白金钢立铣刀粗加工外形、Ф10加长立铣刀粗加工内腔，狭长通槽两端封闭加工，内腔中间留有 2 mm加强筋，分两小腔。单边各留余量1 mm，如图7所示。 

②采用低温退火，用来去除机加产生的应力，进一步稳定材料内部组织和尺寸精度要求较高的部位。 

③精加工分为三个工步： 

首先，Ф10和Ф8立铣刀，倒压板、铣削外形各台阶、缺口加工至尺寸。然后，采用半精加工和精加工方式进行数控铣。一次装夹先用Ф16硬质合金立铣刀铣削圆弧。深腔部位，先Ф10硬质合金刀进行内腔的粗加工，粗加工采用分层对称铣削的方式。精加工Ф6硬质合金加长立铣刀，数控铣采用对称分层对称铣削两小凹腔，同时采用高速铣和螺旋下刀的方式。零件腔体的中间位置下刀，然后一次走刀由中间向四周侧壁延伸，下切步距为3、侧向布局为3，结合使用这两种办法，让应力均匀释放可有效减小切削应力不均匀和零件刚性不足造成的切削震动和应力不均匀造成零件变形。 

最后，转立铣用垫块虎钳装夹工件，用Ф6加长立铣刀铣削加强筋，同时将封闭腔体两侧铣通。 

5  结  语 

通过分析引起薄壁件变形的原因，结合本单位生产薄壁件的加工方法，研究了控制薄壁件的变形的一些措施，最后结合实例，完成了薄壁零件的加工工艺的设计，很好地控制了零件的加工精度，为类似薄壁件的加工积累了经验。 

参考文献：   本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务，欢迎光临dYlw.nET

[1] 王继群.薄壁类零件数控加工工艺改进分析研究[J].北京工业职业技   术学院学报，2013，（3）. 

[2] 赵如福.金属机械加工工艺人员手册（第3版）[M].上海：上海科学技术出   版社，1990. 

[3] 王兴逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2008. 

[4] 杨慧娟.加工不锈钢的外圆车刀[J].机械工人（冷加工），2004，（12）. 

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关键词：虚拟仪器，动态切削力，测量，应用

 

引言

切削力是切削过程中的一个最基本的作用和现象，它不仅是描述切削过程的基本参数，而且也是设计和使用机床、夹具、刀具，制定工艺规程以及评定切削加工性不可缺少的数据。动态切削力的变化规律是研究切削机理和机床动刚度的重要依据。硕士论文，应用。在现代制造工程中(包括柔性制造系统、计算机集成制造系统，无人化工厂等)，切削力是状态监测的重要参数。在机械加工领域的基础和应用研究中，常常需要能够对切削力进行测试的装置，即各种类型的测力系统.它不但是进行相关试验研究的重要工具，而且已逐步发展成为切削加工工艺系统的一个组成环节。

虚拟仪器(VI: Virtual Instrument)的概念由美国国家仪器公司(NI: National Instrument)于20世纪80年代末期提出。虚拟仪器是计算机、测量和微电子等技术高速发展的产物，由计算机应用软件和仪器硬件组成。通过软件将计算机硬件资源与仪器硬件有机地融合为一体，从而把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现对数据的显示、存储以及分析处理。

本文主要研究利用虚拟仪器实现测力仪数据采集与处理，与虚拟仪器技术相结合，开发出可以测量X,Y, Z三个方向的力。硕士论文，应用。

1 硬件组成

由虚拟仪器构建的测力系统与传统电子仪器一样，其功能由图1所示的三大模块成:信号采集与控制、信号分析与处理、信号显示与输出。

图1 虚拟仪器构建的测力系统功能结构图

利用虚拟仪器实现测力仪数据采集与处理，它主要由以下几部分组成：测力仪、应变仪、数据采集卡、计算机和系统软件（如图2）。

图2 测力仪数据采集与处理系的功能图

基于数据采集的虚拟仪器系统，通过A/D变换将模拟、数字信号采集入计算机进行分析处理显示等，并可通过A/D变换实现反馈控制。根据需要还可加入信号调理和实时DSP等硬件模块。利用仪器实现虚拟仪器系统，VXI总线为新型计算机查卡式仪器提供了标准。硕士论文，应用。计算机完成对采集到的数据进行显示、存储、打印、分析和处理等功能，提供给用户一个简洁直观的动态切削力测量过程。

2 软件组成

软件结构由三部分组成：I/O接口软件、仪器驱动程序和测力系统环境。硕士论文，应用。

I/O接口软件存在于仪器与仪器驱动程序之间，是一个完成对仪器内部寄存器单元进行直接存取数据并为仪器与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件层，是实现开放的、统一的虚拟仪器系统的基础和核心。

仪器驱动程序：主要是用于完成仪器硬件的通信及控制功能。硕士论文，应用。当设备驱动后，由软件进行数据的分析整理而实现测量功能，并求去测量结果。硕士论文，应用。

测力系统环境：基于语言平台，如C、Visual C＋＋、VB等；基于图形化工程环境平台，如LabVIEW等。

测力开始时先必须对测力仪加载以标定（以X方向加载力为例）。作为一个非理想的多向测力系统，当在X方向加载力时，Y方向、Z方向也会有不同程度的干扰输出，本试验所得数据如表1：

表1 X方向加载时数据表

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关键词：钻头；折断；震动；冲击；扭矩

前言

在钻削过程中，钻头折断的原因非常多，在陈宏钧同志主编的《实用机械加工工艺手册》（第3版）中已有很详细的14种情况介绍。笔者在工作中又发现并总结了一些“新的钻头折断的原因及解决办法”，现介绍如下。

1 另类钻头折断的原因分析与解决方法

1.1 钻头切削刃与被钻孔的末端斜面重合或近似重合而导致钻头折断。

原因：当钻头切削刃角度与被钻孔的末端斜面角度重合或近似时，如图1。钻头切削刃与工件孔末端斜面角度关系中：a.重合关系图所示，在钻孔即将结束的时候，钻头在机床主轴正常进给推力的作用下，会因工艺系统中主轴、钻头及工件的钻削过程中的受制弹性释放而突然“扎出”工件孔的末端，而此时被钻孔的末端还未完全被钻头钻削成整圆，钻头突然“扎出”工件孔的末端必然导致钻头被“卡死”或折断的现象。当钻头尾部与主轴联结松动时，此时亦会发生钻头大幅度扎出工件孔末端的情况，此时其（或配合钻套）扁尾部分完全脱离主轴锥孔的扁尾，钻头在“周向”处于自由状态了，这种情况还能保住钻头不被折断，而只是被“卡死”；当钻头按照工艺系统的各类弹性反弹量的组合而微量扎出工件，且其（或配合钻套）扁尾部分未完全脱离主轴锥孔的扁尾时，钻头将会被折断，直径大的钻头也许会使主轴停止转动或工件转动。

解决方法：根据上述分析，在钻孔即将结束时，可以更换切削刃角度已大幅度被刃磨改形的钻头对工件进行钻削，如图1钻头切削刃与工件孔终端斜面角度关系中b.交叉关系图所示，钻头钻出工件过程中，随工件孔径向被钻削余量的逐渐减少其所受到的轴向阻力也是逐渐减小的，实现了平稳钻削的要求，克服了由于突然急剧减小钻削过程中钻头轴向阻力而导致钻头瞬间扎出工件孔末端的情况，这种钻削方法完全杜绝了此类钻削过程中折断钻头的现象。

注意：在钻孔即将结束时，最好由机动进给改为手动慢速进给；在钻头切削刃处于断性钻削时，用铜锤反向敲击钻头露出部分，以防止钻头由于震动松脱出主轴锥孔进而扎出工件孔末端并导致钻头折断的现象。

1.2 安装钻头时，其扁尾未与钻套或主轴内锥孔扁尾按照钻削受力的反向贴实，引起钻头在钻削过程中由于震动松脱陡然转动产生冲击而造成钻头扁尾折断。

原因：钻头在钻削过程中，通常其旋转扭矩的支撑是靠其尾部锥柄与钻套或主轴锥孔的镶实而产生的自锁作用来实现的，但随着钻削的振动，其自锁的效果将会逐渐失效，当自锁力矩无法实现控制钻头钻削扭矩的时候，钻头会发生突然的冲击式转动，其扁尾与主轴或钻套内锥孔的扁尾发生周向冲击，严重者导致钻头扁尾扭曲或折断。

解决方法：将钻头往主轴或钻套锥孔中安装时，预先使其扁尾与主轴或钻套锥孔的扁尾按照钻削过程中制动钻头受到的扭矩的旋向将钻头扁尾与主轴或钻套内锥孔扁尾靠实，然后冲击装入钻头，达到刚性制动钻头旋转的效果，从根本上防止钻削过程中钻头尾部的冲击式转动，彻底消除其扁尾与钻套或主轴锥孔扁尾因为未靠实发生的钻头扁尾在钻削过程中松脱后的反向冲击旋转而造成的碰撞隐患，从源头上防止钻头扁尾由于冲击碰撞而折断的现象。

注意：安装钻头时用手试着装入钻套或主轴锥孔，并适当转动，使钻头扁尾与主轴或钻套锥孔扁尾确实靠实后夯实，如图2钻头扁尾与主轴锥孔扁尾配合所示。如果钻头扁尾有高点和飞边，必须修磨干净，以达到实实在在的刚性联结效果，彻底杜绝钻削过程中钻头的冲击式转动。

1.3 当钻削较深的孔时，钻头直柄进入钻削的工件孔中，有时会发生钻头折断的现象。

原因：在钻削较深的工件孔时，通常采用的钻头较长，在起始钻削时，钻头有时发生偏摆，使所钻孔在初始时就发生了与钻头轴心线不重合的隐患，随着钻削的不断深入，钻头直柄部分将会逐渐进入到所钻的孔中，如果钻头与所钻孔的摆动间隙小于主轴由于弹性变形和装配间隙可以“让步”的摆动量时，钻头将会因犯蹩而折断，否则，工件会随钻头的旋转而产生偏摆式的高频抖动或转动。

解决方法：预钻中心孔；将钻头直柄部分磨小些，特别是那些旧钻头，其钻削部分的直径已经磨损得很严重了，钻孔直径很有可能小于其直柄部分，这种情况更容易导致钻头的折断；可以在允许的情况下将钻头切削刃适当磨的“偏心”点儿，使所钻的孔径偏大些，进一步防止钻头直柄部分由于“受挤”而造成折断的现象。

注意：刃磨钻头直柄部分时要均匀的磨，以磨去其直径的3～5%为宜，钻削过程中要做好退钻、倒屑的事项，倒屑时，按照钻孔过程中实际观察到的铁屑“满钻”的钻孔深度进行，可少钻而不可多钻，坚决杜绝铁屑挤钻现象的发生，同时，做好切削液的使用，防止烧钻的现象。

1.4 钻削组合的钢板类工件时，钻头折断

原因：在钻削组合的钢板类工件时，由于其组合面之间存在间隙，钻削过程中，先钻的工件孔的铁屑会挤入在组合的夹层间隙中，从而导致对钻削过程中的钻头产生巨大的轴向抗力和诱导式滑移现象，再加上钢板的反弹和震动，很容易使钻头折断切削刃部分。

解决方法：在每层工件孔即将钻透时，采用“钻-停-钻-停……”的手动进给方式，缓解工件对钻头的反弹力，同时，“停”的过程可使前期钻下的铁屑由于受到钻头切削刃的旋转而躲开，进一步减小钻削阻力，实现钻削此类工件时确保从源头上消除折断钻头的隐患。

注意：掌握好钻削过程中“听声音、试阻力”的感觉，切实做到手动进给量的科学控制，能完全防止由于钻削此类工件而发生的折断钻头的现象。在钢板反弹现象铰严重的时候，可以将钻头的主切削刃与副切削刃的交界处磨出钻削过渡刃来，以延缓钻头钻出工件的过程，实现进一步缓解钻削反弹力的现象，彻底消除钻削夹层工件折断钻头的隐患。

2 结束语

这几种折断钻头的现象往往会被同行业人士忽略，应该予以重视。文章进一步完善和充实了机械加工工艺过程中钻头折断的原因分析和解决方法，值得大家推广、借鉴。

参考文献

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[关键词]多面刃车刀 缩短基本时间 提高效率 主体论文

中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0074-01

一、概论

经济效益是企业生存的根本，而劳动生产率是衡量企业经济效益的重要考核指标之一，如何提高劳动生产率，是我们不断研究的课题。根据我们日常所加工产品的实际特点，去总结，去分析，优化加工工艺，努力提高劳动生产率，来实现企业经济效益的最大化。

1.使用背景

临选厂做为亚洲第一大炼焦型选煤厂，自动化程度高，生产工艺先进，年入洗量1400万吨，共有6条生产线，设备复杂较多，设备的动力部分与执行部分大都采用联轴器，用尼龙保险销进行连接。尼龙保险销起到连接传动扭矩和过载时切断的保护作用，属易损件，消耗量较大。因而加工尼龙保险销成为车工每月必做的任务之一。特选定尼龙保险销的加工为课题，通过改进刀具（即多面刃车刀），来提高加工速度，提高工效，并受到很好效果。

2.尼龙销的加工特点

我厂使用的尼龙销大致分为带台式和无台式两种。

尼龙（PA）即聚酰胺塑料，为白色或淡黄色的热塑性塑料，具有良好的耐磨性和耐蚀性，加工工艺良好。尼龙销尺寸精度要求不高，与联轴器连接孔为间隙配合，一般比孔小0.2-0.5mm，易加工。基本加工时间远少于辅助时间，我们从减少辅助时间入手，通过减少回转刀架次数和减少调整进刀尺寸的时间；减少测量的时间等几方面着想，采用多面刃车刀进行切削，大大缩短了辅助时间，提高了效率。

二、多面刃车刀的优点

我们把多面刃车刀进行切削与普通车刀进行切削进行比较。图1为普通车刀的加工方法。图2为多面刃车刀的加工方法。

普通车刀加工一个完整的尼龙保险销，需要三把刀（外圆刀.45°刀.切断刀）；需转动刀架三次。且机床长期使用，刀架底部定位孔磨损，定位不准确，给工件尺寸带来误差，则每个工件都需测量并调整进刀尺寸，辅助时间较长。

多面刃车刀集三刀为一体，不需换刀即可加工一个完整的尼龙保险销，省去回转刀架，定位准确。因尼龙材质较软，刀具磨损较小，在一个刻度值加工数十个后复查一下尺寸，工件尺寸仍能保证。减少调整进刀尺寸的时间和测量的次数。实践证明，通过应用改进后的刀具，大大缩短时间，提高了生产效率。

三、面刃车刀的选材

多面刃车刀选用20×20×150mm高速钢条块磨制而成。实验证明，高速钢具有较高的强度，韧性，切削切削耐磨性和红硬性，易磨制出结构较复杂的刀具，并刃口锋利。

四、多面刃车刀的刃磨

选用20×20×150mm高速钢条块，用氧化铝砂轮片，粗磨选60#砂轮片，精磨选120#砂轮片。

1.粗磨主后面向右侧磨致刀宽5mm，同时磨出各后面。

2.粗磨刀长32mm，同时磨出45°主后角。

3.磨出1，2前角，保证角度。

4.精磨各主，副后面和过渡刃。

五、多面刃车刀的安装要求

1.刀杆伸出不易过长，不要超出刀杆厚度的1.5倍。

2.刀尖要对准工件中心。

3.刀体要与工件轴线垂直。

六、多面刃车刀切削用量的选用

1.切削速度Vc；选450-910r/min。

2.进给量f；选0.28-0.36mm/r。

3.吃刀深度ap；在10mm以内。

在能保证经济精度的情况下，尽可能选择较大的切削用量，以提高劳动效率。

七、多面刃车刀加工实例的展示

如图加工￠25X85mm带台阶尼龙销。选择￠30 mm尼龙棒料，伸出长度100mm，切削速度910r/min，进给量 0.36mm/r ，吃刀深度5mm。

加工步骤；

1.用刀尖横向进给车端面，并调整大拖板刻度致零位。

2.试车法车外径为￠25小0.3mm，并调整中拖板刻度致零位。

3.纵向进给85mm。

4.45°刀倒角。

5.将大拖板刻度移致90mm处切断。

6.复查尺寸合格后，在原刻度值上重复加工即可。

八、多面刃车刀的使用效果

使用多面刃车刀加工尼龙保险销，由于省去了回转刀架，定位准确。又减少调整进刀尺寸的时间和减少测量的时间，大大的提高了加工效率。现这种多面刃刀具，在我们临选厂车工班以普遍推广使用，经试用效率比以前提高3倍。并在临选厂科技大会上获得技术改进三等奖。

结论

提高劳动效率的途径措施很多，缩减基本时间，缩减辅助时间和缩减调整时间。本文从具体实例加工中，采用多面刃车刀缩减辅助和调整时间，来提高劳动效率。起到抛砖引玉，类似参考，共同努力来机械加工的劳动效率。

参考文献