铣床加工范文

导语：如何才能写好一篇铣床加工，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：立式铣床铣工

1 概述

铣刀旋转是铣削加工的主运动，工件或铣刀做进给运动的切削加工方法。用旋转的多刃刀具来进行切削是铣削加工的主要特点，所以效率较高，加工范围广。铣削是加工平面的主要方法之一。在铣床上使用各种不同的铣刀可以加工平面(水平面、垂直面、斜面)、阶台、沟槽(直角沟槽和V形槽、T形槽、燕尾槽等特殊形状的沟槽)、特形面和切断材料等。同时，使用分度装置可加工需周向等分的花键、牙嵌轮、螺旋槽、齿式离合器等。此外，在铣床上还可以进行钻孔、铣孔、铰孔和镗孔等工作。

2 加工步骤

加工零件如图1所示：

加工步骤如下：

2.1 铣六面体

用平口钳装夹工件，立式铣床上用镶齿端铣刀（直径80mm）铣削六面体。量具：游标卡尺、深度游标卡尺、角尺、千分尺。选择铣削用量（主轴转速n=325r/min，进给速度=60mm/min，切削深度=1.5mm），平口钳固定钳口与铣床主轴轴线垂直安装。

①铣基准面A（面1）铣质量最差最不规则的大面作为基准面，少铣以铣平为止。

②（铣面2）以面1为基准靠向固定钳口，在活动钳口与工件间置圆棒装夹工件，少铣铣平为止。

③（铣面3）仍以面1为基准装夹工件，控制尺寸，保证平行度。

④（铣面4）面1靠向平行垫铁，面3靠向固定钳口装夹工件，控制尺寸，保证平行度。

⑤平口钳夹面1和面4用90°角尺校正工件面2与平口钳钳体导轨面垂直，少铣铣平为止。

⑥面1靠向固定钳口，面5靠向平口钳钳体导轨面装夹工件，控制尺寸，保证平行度。

⑦用挫刀打各棱边毛刺。

2.2 铣斜面

用平口钳装夹工件，立式铣床上用镶齿端铣刀（直径80mm）铣削斜面，量具：游标卡尺、万能角度尺，选择铣削用量（主轴转速n=32r/min，进给速度=60mm/min，切削深度=1.5mm）。

①读图、确定基准面。②加工步骤:平口钳固定钳口与铣床纵向工作台平行安装。③将工件转动45°用万能角度尺校正装夹工件。

2.3 铣台阶

用平口钳装夹工件，选用立铣刀（选择直柄20mm、18mm、16mm立铣刀），选择铣削用量（主轴转速N=250r/min，进给速度=60mm/min），量具：游标卡尺、深度游标卡尺、千分尺。

①读图、确定基准面。②加工步骤:校正固定钳口与纵向工作台平行。③铣双台阶、单台阶面至尺寸。④测量，卸下工件。

2.4 铣直角通槽

用平口钳装夹工件，卧式铣床上用三面刃铣刀（选择80mm×10mm×27mm的三面刃铣刀），选择铣削用量（主轴转速n=80r/min，进给速度=23mm/min），量具：游标卡尺、深度游标卡尺。

①读图、确定基准面。②加工步骤：校正固定钳口与铣床主轴轴线平行。③铣宽度10±0.1mm，深度5mm。④测量，卸下工件。

2.5 铣∨形槽

用平口钳装夹工件，立式铣床上用立铣刀（选择直柄20mm、18mm、16mm立铣刀），卧式铣床上用锯片铣刀铣窄槽（选择63mm×4mm×22mm的锯片铣刀），量具：游标卡尺、深度游标卡尺。

①读图、确定基准面。②铣窄槽，在卧式铣床上校正固定钳口与铣床主轴轴线平行。铣削前先用试铣法对中心，以保证其对称度要求。主轴转速=112R/min。按深度尺寸16mm手动进给铣窄槽至要求。③铣∨形槽，在立式铣床上校正固定钳口与纵向工作台平行。以前面斜面为基准校正铣削至图。④测量，卸下工件。

2.6 铣T形槽

用平口钳装夹工件，立式铣床上用立铣刀或键槽（选择直柄8mm立铣刀或键槽），卧式铣床上用三面刃铣刀铣直槽（选择63mm×8mm×22mm的三面刃铣刀）和16mmT形槽铣刀，量具：游标卡尺、深度游标卡尺，千分尺。

①读图、确定基准面。②加工步骤：安装、校正平口钳固定钳口与纵向工作台方向平行。③铣直槽，用立铣刀或键槽，保证宽度10±0.05mm，深度至图。④铣底槽，用T形槽铣刀铣底槽至图。

2.7 铣封闭式键槽及十字槽

用平口钳装夹工件，立式铣床上用键槽铣刀（选择直柄6mm键槽铣刀），量具：游标卡尺、深度游标卡尺，塞规。

①读图、确定基准面。②加工步骤：安装、校正平口钳固定钳口与纵向工作台方向平行。③铣封闭式键槽，用键槽铣刀，保证键宽度6H8、键长30＋0.1mm、深度至图。④测量，卸下工件。

2.8 孔加工

用平口钳装夹工件，立式铣床上用麻花钻和铰刀（选择麻花钻直径5mm，5.8mm，铰刀H7），量具：游标卡尺、深度游标卡尺，塞规，千分尺。

①读图、确定基准面。②加工步骤：安装、校正平口钳固定钳口与纵向工作台方向平行。③钻孔，装夹时，应使工件底面与钳身导轨面离开一定的距离，以防钻孔时损伤导轨面。④按孔径尺寸选好麻花钻，用钻夹头和弹簧夹安装于主轴锥孔中（先安装5mm麻花钻，再安装5.8mm麻花钻。调整主轴转速为650r/min，然后纵向、横向移动工作台，用靠刀法找中心，将纵向、横向移动工作台锁紧，即可开机，手动升降台进给钻第一个孔，然后移动孔距（20mm），钻第二个孔。更换10mm的键槽铣刀（由于键槽铣刀底齿通过中心，可以作轴向运动）加工至图。⑤铰孔，选择切削速度v≤10m/min，进给量f≤0.8mm/r，加工至图。

3 结束语

本文介绍了铣床加工复杂零件的一般步骤。当然，在具体实现过程中还需要掌握一些基本技术和方法。本文所介绍的操作步骤虽然看起来简单，但要真正掌握它，还需在实践中不断体会和提高。

参考文献：

[1]段春辉.铣床通用处理系统研制[D].成都:西南交通大学，2008.

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Abstract： Key is used in the mechanical connection of standard parts， the key choice is an important task， key in the mechanical design options include the type selection and size to select the two aspects， the key type should be based on the structural characteristics of the key connection， requirements and workconditions to select； key size press in line with standard specifications and strength required to take the set. Variety of key types of processing methods， the processing described in this article in the ordinary milling processing methods in a dedicated device or can be in the ordinary machine tools.

关键词： 封闭式键槽；分层铣削法；顺铣

Key words： closed keyway；layered milling；climb milling

中图分类号：TH131.4 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）27—0024—02

0 引言

键槽的作用一般用于回转体类零件的周向固定起传递扭矩和转矩。键槽的加工常在键槽铣床上加工，也可以在多用铣床加工。在键槽铣床上加工时，利用抱钳把工件卡紧后，再用键槽铣刀一薄层一薄层地铣削。直到符合要求为止。而在机械零件中键槽用途也非常广泛，齿轮各种变速机构中也都离不开它。

1 键槽分类及一般加工方法

安装键的槽叫键槽，键槽有：敞开式、半敞开式、封闭式。敞开和半敞开式用盘形槽铣刀加工，效率高。轴类零件的键槽有敞开式和闭式两种。对于封闭式键槽，单件生产一般在立式铣床上加工。当批量较大时，则常在键槽铣床上加工。在键槽铣床上加工时，利用平口钳把工件卡紧后，再用键槽铣刀一薄层、一薄层地铣削。直到符合要求为止。

1.1 铣封闭式键槽 用立铣刀铣半封闭槽，选用刀具直径应等于或小于槽宽，铣削时因受力，立铣刀刚性较差时易偏让，受力过大可能引起铣刀折断，分层铣削法铣至尺寸，在扩铣槽外升刀，不能来回吃刀在槽外升刀。在扩铣槽时应避免顺铣，避免啃伤工件。

1.2 用立铣刀铣半通键槽 用立铣刀扩铣半通键槽，不能垂直进给铣通槽，应先钻孔，在用小于槽宽的立铣刀铣，然后用等于槽宽的铣刀铣至要求宽度或窜刀铣，扩铣时防止顺铣，随时紧固不用的方向。

铣封闭式键槽有四种方法：①用游标卡尺测量；②用贴纸法；③切痕法；④刀规法。

1.3 用三面刃铣敞开式键槽 用三面刃一般用来加工直角槽、阶台类零件，但有时我们也可以用来加工敞开时间槽，加工方法等同于直角槽、阶台类零件加工方法。不同在于侧面对刀时应注意不要将工件划伤，以免破坏工件便面质量，铣削方式也应该注意采用逆铣，同时加注冷却液。冷却应充分及时防止刀具受热损坏。

1.4 用键槽铣刀铣键槽 键槽铣刀可以加工各种类型的键槽，在选刀时要注意一定要试切防止刀具在制造过程中产生的误差使键槽铣大。在铣削时注意顺铣和逆铣的区别，顺铣时注意不要产生拉刀现象。在切削时为了防止打刀我们可以在机床纵向工作台和横向工作台上划线做标记。

2 加工步骤

2.1 读图分析：了解各部分尺寸精度要求及形位公差；

2.2 选择并检查设备：立铣（X51、X52、X5032）；

2.3 安装并校正虎钳、装夹工件；夹具有：虎钳、专用虎钳、V型钳、分度头等；

2.4 选刀：选相适应的键槽刀（要试刀）；

2.5 选择合理的切削用量（v、ap、f的确定）；

2.5.1 切削钢材时：主轴转速选择n=1000v/3.14D；其中：v为铣削速度，可从机械工业手册中查出；D为铣刀铣削回转直径。通过计算主轴转速n一般取500～600转每分钟。切削深度ap=0.05mm；走刀量为手动；

2.5.2 铣削铸件时：主轴转速选择n一般取300～400转每分钟之间；切削深度ap=0.1mm；走刀量为手动；

2.6 确定加工次数：粗、精加工；

2.7 开车对中心，在铣键槽的位置铣出一小平面。调整横向工作台使主轴旋转中心对准小平面的中心。

3 对中心方法

3.1 擦侧面调整铣刀位置；

3.2 按切痕调整铣刀位置；

3.3 利用百分表调整铣刀位置；

当然在实际生产中还有一些工人老师傅的经验方法，如：用小拇指感觉切痕法、工件侧面图粉笔、用大头针针调整中心法等等，这些方法都是要求操作者技术相当熟练才能够实现的。学生可根据自己掌握情况来练习。

记住刻度并作标记，控制键槽长度、位置、深度分层铣削；采用逆铣，严禁产生顺铣，注意刀具冷却；测量：用键槽卡板或塞规测量槽宽，长度用卡尺即可，中心对称度可放置于平台上打表测量两侧壁看表针摆动情况。

4 注意事项

纵向手柄不能摇错方向或摇过刻度记号；升降工作台对刀刻度先标好，而后深度也要划上标记（最好在工作台导轨上和刻度盘上同时标记）；随零件直径变化，需要重新对零件中心；刀具要夹紧防止掉刀使槽深超差；若用立式铣刀加工，由于铣刀中央无切削刃，因此必须预先在槽的一端钻一个落刀孔，才能用立式铣刀铣键槽。测量时一定要刀具停稳后方可测量；装夹时注意工件的装夹位置，以防止铣削过程中铣床走到极限；铣削深度调整至尺寸以后，不用再调，只需水平移动铣至槽宽要求即可；钢件一定要加冷却液，防止刀具磨损过快。

4.1 铣出的键槽槽尺寸不符和图样要求 铣刀刀刃的圆跳动和端面跳动太大，使键槽尺寸铣大；铣刀的尺寸选择不当；用立铣刀铣键槽时，产生让刀现象。来回数次吃刀切削工件，将槽宽尺寸铣大；测量尺寸时有错误，或将刻度盘数值摇错，使槽的尺寸铣错。

4.2 键槽的形状、位置精度不符合图样的要求，有以下几种情况 键槽两侧与工件中心不对称。主要是对刀时对偏，扩铣两侧时将操铣偏。测量尺寸时不正确，按测量的数值铣削，将槽铣偏；键槽侧面与工件侧面不平行，沟槽底面与工件底面不平行。原因是平口钳的固定钳口没有校正好；选择的垫铁不平行；装夹工件时工件没有校正好；键槽两侧出现凹面；原因是工作台零位不准，用三面刃铣刀铣削时，沟槽两侧出现凹面，两侧不平行。

5 结束语

键槽的种类多种多样这里只是就一些常见的类型键槽做以简单讲解，键槽的加工方法也各有不同。在普通机床上或是在数控机床上我们都可以加工，这里只是以普通铣床为例，以典型键槽加工方法为研究对象做以说明。实际加工中我们可以根据现有设备来具体任务具体分析采用灵活多样的加工方式。

参考文献：

[1]任志超.浅析模具制造中高速切削加工工艺[J].科技创新导报，2008，（30）.

[2]郭微，李学飞.高速切削加工的排屑[J].机电产品开发与创新，2011，（04）.

[3]安增祥.关于高速切削工艺的分析[J].科技创新导报，2010，（12）.

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关键词：组合机床数控铣床 加工工艺 编程

中图分类号：TG547文献标识码： A

一、组合机床概述

组合机床是一种自动化或半自动化的机床，它可以对一种或者一类零件进行多轴、多刀、多工位的加工。它是由大量的通用部件以及少量的专用部件组合而成。

通用部件按功能可分为动力部件、支承部件、输送部件、控制部件和辅助部件五类。动力部件是为组合机床提供主运动和进给运动的部件，主要有动力箱、切削头和动力滑台。支承部件是用以安装动力滑台、带有进给机构的切削头或夹具等的部件，有侧底座、中间底座、支架、可调支架、立柱和立柱底座等。输送部件是用以输送工件或主轴箱至加工工位的部件，主要有分度回转工作台、环形分度回转工作台、分度鼓轮和往复移动工作台等。控制部件是用以控制机床的自动工作循环的部件，有液压站、电气柜和操纵台等。辅助部件有装置、冷却装置和排屑装置等。

近年来，我国国民生产总值飞速增长，国家对机械类产品的需求也在不断的增大。如何降低生产成本，提高经济效益，研制出配置灵活、具有一定加工柔性并可满足同类型不同尺寸零件加工的高效机床己经成为了制造业的发展方向。为了缩短产品的生产周期、提高其生产效率，对于需要重复工序加工的大批量零件生产，组合机床的使用正在大范围的普及。

专用机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件己经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此专用机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。

专用机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、惚孔、铰孔、钟孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。

二、专用数控铣床的工作原理

1、以飞轮外圆圆弧加工工艺分析：

图1飞轮零件图

飞轮毛坯是铸铁件，本文设计的专用铣床就是用于如图1所示的飞轮44°圆弧面的加工。

2、技术要求:

①弧面半径为72mm，误差在0.2mm以内，粗糙度达到3.2;

②角度要求不高，允许一定的误差;

③大批量加工，每个工作日加工量达到700-800。

3、目前圆弧型面加工的方法可分为两类:

①在普通铣床上用回转工作台铣削。手动安装带有专用夹具的回转工作台，用手摇动工作台的蜗轮蜗杆手柄以控制进给，从而铣出圆弧面。此法劳动强度大，生产效率低，不适合大批量加工。

②用数控铣床铣削。随着数控机床的日益发展和普及，各种曲面的加工都能通过插补算法在直角坐标系里实现加工，且精度和可靠性大为提高。但数控铣床的成本较高，适合多种类小批量加工。

基于以上情况，使用专用铣床，既能实现数控，降低劳动强度，也适合大批量加工。

技术要求显示圆弧面加工余量为6mm，铣削可分粗铣和精铣，粗铣5mm，精铣1 mm。走刀路线如图2所示铣刀沿A-B-C-D方向逆铣。

图2进、退刀示意图

3、 圆弧成形算法分析

直角坐标系中的圆弧成形：

圆弧插补(circular interpolation，即给出两点间的插补数字信息，借此信息控制刀具与工件的相对涌动，使其按规定的圆弧加工出理想曲面的一种插补方式。

在直角坐标系中运用较多的圆弧插补算法是逐点比较法，下面就逐点比较法圆弧插补算法为例分析圆弧拟合程度。

直角坐标系:

X轴:工作台径向进给

Y轴:工作台横向进给

Z轴:主轴进给

逐点比较法每进给一步需要四个节拍，即:

①偏差判别。判别偏差符号

②坐标进给。根据偏差情况图形靠拢，缩小偏差。

③新偏差计算。进给一步后差判别的依据。

确定加工点是在规定图形的外面还是里面。控制X坐标或y坐标进给一步，使加工点向规定计算加工点与规定图形的新偏差，作为下一步偏差判别的依据。

④终点判别。根据这一步进给结果，判定终点是否到达，如果未到终点，继续插补;如果终点己到就停止插补。逐点比较法的工作流程图如图3所示。

图3逐点比较法工作循环图

三、数控铣床常用指令的编程技巧

1、G92与G54-G59的应用：

G54-G59是调用加工前设定好的坐标系，而G92是在程序中设定的坐标系，用了G54-(G59就没有必要再使用G92否则G54-G59会被替换，应当避免

(1)一旦使用了G92设定坐标系，再使用G54-G59则不起任何作用除非断电重新启动系统，或接着用G92设定所需新的工件坐标系

(2)使用G92的程序结束后，若机床没有回到G92设定的起点，就再次启动此程序，机床当前所在位置就成为新的工件坐标原点，易发生事故所以，一定要慎用。

2、同一条程序段中，相同指令(相同地址符)或同一组指令，后出现的起作用

例如：G01G90Z10.OZ20.OF200 ;执行的是Z20.O,Z轴直接到达9达Z20.0，而小是Z 10.0

G10G00X50.0Y30.OF200;执行的是G00(虽有F值，但也不执行G01)，但不同组的指令代码.在同程序段中互换先后顺序执行效果相同

例如:G90G55G00X0Y0Z60.0;和G00G90G55X0Y0Z60.0:相同

四、控铣床编程的一般步骤

1、对零件进行图纸分析

在这我们以腔型的零件为例，首先要做的就是测绘来得出精确的零件图纸，以此得到的数据和图纸来设计出模具。在对任何一个腔型的零件进行加工前我们要做的就是对特点充分了解，来保证加工的可行性;然后就涉及到加工工具的选择，并对塑件模型进行设计，从而完成对一个零件的整体设计，完成加工前的准备。

2、零件加工路线的选择和工艺参数的确定

加工的路线也是指进给路线、切到点和换刀点等，而工艺参数则是对切削深度和速度以及进给速度、主轴转速的分析确定。这关系到一个零件加工成败。就像一个毛坯为100mm*50mm*40mm板材，要把它加工成规则的立方体，就要控制切削深度 。

3、数值计算

因为数控铣床绝大部分控制系统都有刀补的功能，所以只需要计算出相邻几何元素切点的坐标值，从而得出起点、终点的坐标值即可编写程序并输入数据完成该编程

根据我们先前己经计算出几何元素切点的坐标值和己经设计好的加工参数及其辅助动作，在根据数控铣床系统的规定的使用我们都得到的坐标指令代码与程序段的格式，然后逐段的编写出零件加工的程序命令，并且输入CNC装置的存储器当中，结束整个编程。

4、实例分析

⑴我们以腔型零件为例：

型腔类零件的特点，它主要是由一些凹槽、岛屿和平面组成的，所以我们一般选择手动编程，因为腔型的零件一般是没有曲面的。在这选择一个简单的模具塑料插座。我们在加工前要根据该零件的特点来设计，保证该零件的顺利完成。加工工具的选择。我们首先要对塑件进行一个详细的测绘，在测绘时我们要用到一个二维软件Au-toCAD，这样我们绘图很方便。当然我们还要用到其他的软件如Pro/E来定义刀具的路径，还要利用它来进行二维操作。塑件的测绘、造型和设计。测绘中的数据要准确并且要做好记录。并根据己准备好的草图利用软件Pro/E来进行二维造型，测绘的数据要与造型的数据一致:最后就是利用Master CAM软件来仿真加工，然后根据测试的数据完成编程。

⑵再以平面类零件的加工为例分析

数控铣床主要是对平面类零件的加工制造，而这种典型的加工制造基本上就是对各种盖板、凸轮以及整体结构件中的框、肋进行加工。对于一般不是很复杂的选择手动编程更方便些，第一步还是确定具体的加工路线，基本上是按照先主后次、先粗后精这个基本原则;然后是要安排好刀具的切入和切出加工路线，避免因交接处重复切削或法线方向切出而在工件表面上产生痕迹;接下来是对刀具的选择，这步尤其重要，因为不同的加工模式对刀具的要求不一样，所以在设计这种平面类零件是要分别选不重磨硬质合金端铣刀、立铣刀，且用试切法对刀，以完成此步骤;确定切削用量;最后一步是程序编制。

结束语：

综上，掌握数控铣床的编程技巧，能够更好地提高加工效率，保证加工质量，避免加工中出现不必要的错误，这需要我们在实践中不断总结经验，不断提高，从而使编程、加工能力进步加强，为数控加工事业的发展作贡献。

参考文献：

[1] 胡寿松.自动控制原理.北京:科学出版社，2003.

篇4

关键词：数控铣床 加工精度异常 故障诊断

一、前言

随着我国经济的飞速发展，数控机床作为新一代工作母机，在机械制造中已得到广泛的应用，精密加工技术的迅速发展和零件加工精度的不断提高，对数控机床的精度也提出了更高的要求。但在日常生产中常常会遇到数控机床加工精度异常的故障，影响产品的尺寸精度、光洁度和形位公差，由于故障隐蔽性强，诊断难度比较大，尤其对精密零件的加工生产造成了致命性的影响。

二、形成这类故障的原因主要有四个方面

1.系统参数发生变化或改动；

2.机床位置环异常；

3.电机运行状态异常，即电气及控制部分异常；

4.机械故障，如丝杠，轴承，联轴器等部件。另外加工程序的编制，刀具的选择及人为因素，也可能导致加工精度异常。

三、针对以上常见的故障，下面根据案例一一进行分析及研究

1.系统参数发生变化或改动导致加工精度异常

一台数控立式铣床，配置FANUC 0i-MC数控系统。在加工批零件时，发现当班加工出来的零件均比要求尺寸小（X轴方向超差-0.03，Y轴方向超差-0.05），而该班之前的零件尺寸均在公差范围内。检查程序、刀具均正常，检查各轴反向间隙，发现X轴间隙刚好为0.03MM，Y轴间隙为0.05MM。进一步了解情况得知，原来前一天技术人员进行常规设备维护时，误将反向间隙参数号1851的单位μm当成了10μm，结果将X轴间隙30μm设成了3μm，Y轴间隙50μm设成了5μm，导致误差的出现。

系统参数主要包括机床进给单位、零点偏置、反向间隙等等。例如SIEMENS、FANUC数控系统，其进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理，常常影响到零点偏置和间隙的变化，故障处理完毕应作适时地调整和修改；另一方面，由于机械磨损严重或连结松动也可能造成参数实测值的变化，需对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。

2.机械故障导致的加工精度异常

案例一：一台GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC 0i-MC数控系统。一次在铣削模具过程中，突然发现Z轴进给异常，造成至少0.3mm的切削误差量（Z向过切）。调查中了解到：故障是突然发生的。机床在点动、MDI操作方式下各轴运行正常，且回参考点正常；无任何报警提示，电气控制部分硬故障的可能性排除。分析认为，主要应对以下几方面逐一进行检查。

（1）检查机床正运行的加工程序段，特别是加工深度设定、刀具长度补偿、加工坐标系（G54～G59）的调用等，检查后并无异常。

（2）在点动方式下，反复运动Z轴，经过视、触、听对其运动状态诊断，发现Z向运动声音并无异常。

（3）检查机床Z轴精度。用手脉发生器移动Z轴，（将手脉倍率定为1×100的挡位，即每变化一步，电机进给0.1mm），配合百分表观察Z轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动，手脉每变化一步，机床Z轴运动的实际距离d=d1=d2=d3…=0.1mm，说明电机运行良好，定位精度良好。但在反向运动时，发现明显间隙。将手轮设成1×10挡位，配合百分表反复测量得到Z轴的反向间隙为0.25MM，修改系统1851号参数进行Z轴反向间隙补偿，再用百分表测量Z轴反向间隙，间隙消除，故障初步排除。

（4）进行试加工验证。再加工后发现，Z轴误差依然存在，误差值约为0.2MM，由此判断Z轴连结机构存在机械故障。

（5）检查Z轴连结机构。经检查发现Z轴丝杆的紧固螺母有松动迹像，造成Z轴丝杆轴向窜动，以致误差的出现。调紧螺母，注意松紧程度，过松会有反向间隙，过紧会使丝杆受力过大，造成振动。再次修改系统1851号参数进行Z轴反向间隙补偿，以致间隙消除。试加工后，故障排除。

案例二：一台GSVM6540A立式加工中心，采用FANUC 0i-MC数控系统。在加工一长方形模坯时，发现Y轴方向宽度的精度异常，实测尺寸比要求小0.2-0.3MM，而且右端的实测值要比左端的小，但X轴方向的长度精度正常。分析步骤如下：

（1）首先检查零件的CAD造型及加工程序，均无发现错误。

（2）用百分表检查Y轴精度，发现Y轴定位精度良好。由可知误差是在有载荷的情况下才出现的。分析可知，故障原因有二：一是Z轴导轨线条松，二是X导轨线条松。根据零件实测值右端比左端小的特点初步认定故障是由X导轨右边的线条松动造成的。

（3）拆缷X轴右边防护罩，观察X导轨右边的线条，发现果然有松动的迹像。

（4）调紧导轨线条后试加工，精度正常，故障排除。

3.机床电气参数未优化电机运行异常

一台数控立式铣床，配置FANUC 0i-MC数控系统。在加工完一模具零件后，用量具测量发现X轴尺寸超差-0.05MM左右。检查发现X轴存在一定间隙，且电机启动时存在不稳定现象。用手触摸X轴电机时感觉电机抖动比较严重，启停时不太明显，JOG方式下较明显。

分析认为，故障原因有两点，一是机械反向间隙较大；二是X轴电机工作异常，电机抖动导致丢步。利用FANUC系统的参数功能，对电机进行调试。首先对存在的间隙进行了补偿；调整伺服增益参数及N脉冲抑制功能参数，X轴电机的抖动消除，机床加工精度恢复正常。

4.机床位置环异常或控制逻辑不妥导致加工精度异常

一台TH61140镗铣床加工中心，数控系统为FANUC 18i，全闭环控制方式。加工过程中，发现该机床Y轴精度异常，精度误差最小在0.006mm左右，最大误差可达到1.400mm。检查中，机床已经按照要求设置了G54工件坐标系。在MDI方式下，以G54坐标系运行一段程序即“G90 G54 Y80 F100；M30；”，待机床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为“-1046.605”，记录下该值。然后在手动方式下，将机床Y轴点动到其他任意位置，再次在MDI方式下执行上面的语句，待机床停止后，发现此时机床机械坐标数显值为“-1046.992”，同第一次执行后的数显示值相比相差了0.387mm。按照同样的方法，将Y轴点动到不同的位置，反复执行该语句，数显的示值不定。用百分表对Y轴进行检测，发现机械位置实际误差同数显显示出的误差基本一致，从而认为故障原因为Y轴重复定位误差过大。对Y轴的反向间隙及定位精度进行仔细检查，重新作补偿，均无效果。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题，但为什么产生如此大的误差，却未出现相应的报警信息呢？进一步检查发现，该轴为垂直方向的轴，当 Y轴松开时，主轴箱向下掉，造成了超差。

对机床的PLC逻辑控制程序做了修改，即在Y轴松开时，先把Y轴使能加载，再把Y轴松开；而在夹紧时，先把轴夹紧后，再把Y轴使能去掉。调整后机床故障得以解决。

四、总结

在繁重的生产任务下，设备故障在所难免。但作为机床的操作人员及管理者，应采取有效措施着重保护机床的精度。例如保护系统参数不被随意修改，经常检查机械各运动及连结机械，提高机床的定位精度，使机床处于最佳精度状态，从而保证零件的尺寸精度。

参考文献：

[1]王炳实，《机床电气控制（第三版）》，机械工业出版社，2004.

[2]北京发那科机电有限公司，《FANUC-Oi-MC操作说明书》，B-64124CM/01.

[3]北京发那科机电有限公司，《FANUC-Oi-MB维修说明书》，B-63835C/01.

[4]北京发那科机电有限公司，《FANUC-Oi-MB参数说明书》，B-63840CM/01.

篇5

关键词：数控铣床 间隙 质量 补偿

中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0090-02

The Effects of CNC Milling Machine Clearance on Machining Quality

Liang Yu

（Guangzhou Huangpu School，Guangzhou Guangdong，510730，China）

Abstract：the application of CNC milling machine lay the technical foundation for processing manufacturing boom.At the same time， it brings many kinds of convenient to the production，CNC milling machine has corresponding problems. Milling machine clearance will seriously affect the quality of the processing.This paper discusses the formation of CNC milling machine gap and its influence on machining quality.It discusses the method of adjustment and compensation of milling machine clearance.

Key Words：CNC milling machine；clearance；quality；the compensation

数控铣床以其效率高、柔性好、质量稳定、加工精度高等优点在加工制造业得到广泛应用和迅速发展。但在实际加工过程中，数控铣床间隙的出现严重影响了加工的质量的精准度。因此，有效的调节和补偿铣床间隙就成为提高加工质量的关键。

1 数控铣床间隙的形成

使用数控铣床铣削零件必须由两个传动系统来完成，一个是主传动系统，另一个是进给传动系统。主传动系统主要由主轴、主轴电机以及两者之间的传动部件组成，这一系统通过提供不同的主轴转速，来切除工件多余的材料。进给传动系统是由工作台、进给伺服电机和以及两者间的传动、联接或支承部件组成，这个系统在各个坐标轴的实现进给运动，从而控制工件的加工尺寸和形状。数控铣床进给系统的精度直接影响工件加工的精度，而这一系统的各个传动部件间隙的变化是影响进给传动精度的重要因素。因为进给传动多数是双向的，所以当传动方向发生改变后，传动件之间的间隙就会导致工件加工的误差，严重影响工件的品质和精度。而进给传动系统产生间隙的原因是多方面的，其中包括：进给传动中齿轮、丝杠副的副顺畅运动本身就要求运动副的部件有一定间隙；进给传动系统中各部件在安装时的误差导致间隙的出现；进给传动过程中各部件之间的磨损导致间隙的产生，如导轨副、丝杠副、齿轮副磨损产生的间隙。进给传动中各部件之间产生间隙是不可避免的，只有采取有效的方法将产生的间隙减小或消除才能保障加工的品质和精度。

2 数控铣床间隙对加工质量的影响

在生产加工过程中，数控铣床的各传动部件将会受到力的作用，所以铣床各部件之间原有的间隙对加工质量的影响就比较复杂。虽然一些数控铣床的系统里带有反向间隙补偿，但是单凭系统内的补偿是远远达不到要求的，间隙还是会对工件质量产生一定影响。

当数控铣床间隙在系统中得到有效补偿时，在某些情况下间隙对加工精度没有影响，而在某些情况下间隙则会影响加工精度。例如（图1）。

采用顺铣的方法铣削AB边时，由于丝杆对工件的作用力与刀具对工件的作用力相反，致使刀具的运动紧贴工件，这时，丝杆的间隙不会对加工精度产生影响。但是在刀具铣削CD、DA和BC边时，由于丝杆对工件的作用力与刀具对工件的作用力相同，刀具就会向外偏移，这时丝杆间隙就会对加工精度产生一定影响。

当采用逆铣的方式铣削AB边时，由于丝杆对工件的作用力与刀具对工件的作用力相同，刀具会向内偏移，此时间隙会对加工精度产生影响。当铣削CD、DA和BC边时，由于丝杆对工件的作用力与刀具对工件的作用力相反，因此刀具的运动紧贴工件，这时的间隙不会对加工精度产生影响。

在一些情况下，系统中对铣床的间隙的补偿在长时间使用后，增大的间隙没有在参数上得到调整，致使铣床间隙没有得到有效的补偿，这时铣床间隙对加工精度的影响比有补偿的情况更加严重。

铣床间隙对加工质量产生的影响主要是过切。加工中的过切严重影响了加工精度，甚至还会出现产品报废的情况。由于数控铣床存在间隙，在铣削零件内角时容易出现过切，当铣刀运动进行到内角时，刀与工件的接触面积比原来大，再加上间隙的存在，切削的力度也随之增大，刀过内角后，切削面减少，弹性变形恢复，产生过切。当加工拐角为直角的工件时，加工路线沿着横纵坐标，在其中一个坐标轴的指令完成的瞬间，另一坐标轴开始接受指令，在两个指令交替的过程中，间隙的存在会使指令出现滞后，在第二个指令开始时，刀还没有拐到制定位置，因此出现过切。数控铣床具有刀具半径补偿功能，但是不能在加工面的连接处运用这一功能，如果铣床存在间隙，刀具在进行径向切入时运动方向和力度就会发生改变，再加上工艺系统的弹性变形，就会出现工件的过切。

3 解决间隙的方法——有效调整机床间隙

3.1 对丝杆间隙的调节

在生产加工中，双螺母垫片是调节丝杆间隙的有效方式。例如在图2中，这一结构的基本组成是：左螺母、丝杆、螺钉、滚珠、垫片、右螺母。对这一结构进行间隙调整的原理就是：先选择恰当厚度的垫片，在用螺钉上紧左、右螺母，左、右螺母在轴向上产生的相对位移会使螺母上螺旋槽的导程错位于丝杆上螺旋槽的导程，这样螺母螺旋槽的各个侧面就会紧压在滚珠上，滚珠的其它侧面也会紧压在丝杆螺旋槽上，这样在加工传动时向任意方向旋转都不会产生间隙，在滚珠、螺母和丝杆之间施加的压力消除了间隙产生的可能。

采用这一方式调整丝杆间隙的优点是刚性好、结构简单、拆装方便，但是这一方式同样存在一些缺点。例如：垫片的选择要求较高，要调整不同程度的间隙就要选择不同厚度的垫片，如果对垫片的厚度无法精准的把握就会影响调适效果；另外左、右两个螺母的同轴度较难把握，两个螺母通过螺钉连接，在安装过程中两个螺母和丝杆三者之间可能产生夹角，滚珠在形成的楔形轨道中容易被卡死，过大的摩擦力导致更大程度的磨损；再有就是滚道磨损后不能自动消除间隙，需要借助人工的预紧力才能做到。鉴于双螺母垫片对丝杆间隙的调节的优缺点并存，在实际加工中还需要辅之以其它方式的调节方法，才能够取长补短，最大限度的到达精准。

3.2 对齿轮间隙的调节

对齿轮间隙的调节常用的主要有加垫片、双片薄齿轮错齿和偏心轴承三种方法。在轴承上加垫片是一种常见的方法，选择厚度适中的垫片，使两个齿合的齿轮中的一个沿轴向移动，消除齿轮间隙，垫片的厚度应该既能保证消除间隙，又能使齿轮灵活转动；双片薄齿轮错齿是在齿轮副装配时，使双片薄齿轮中的一片齿轮右侧与另一片齿轮的左侧分别紧贴在宽齿轮的两侧，并紧固两片齿轮，这样不管宽齿轮正转还是反转，都有相应的齿轮与之咬合传递动力，也消除了齿侧的间隙；偏心轴承对齿轮间隙的调节就是将齿轮副中的一个齿轮装在偏心套上，通过转动齿轮相对偏心套的转角来调节两个齿轮的中心距，从而消除齿侧间隙，提高加工精度。

4 对铣床间隙的补偿

通常数控铣床的都会有一个针对自身机床特点和需要的补偿功能，例如：刀具半径补偿、对刀点位置偏差补偿、机械反向间隙参数补偿、刀位半径补偿等自动补偿功能。在半闭环、开环系统中较为常见的机械反向间隙参数补偿法。其基本原理是通过铣床控制系统的系统参数设置来补偿实际测量的反向间隙误差值。先实际测量运动轴的间隙误差值，然后在控制面板上输入控制单元，这样在铣床走刀时先在预定的方向反向走刀，将间隙值提前走出，然后再走预设的数值，这样间隙误差就得到补偿。在此种方法的应用中，一个控制程序就能对所有程序中的反向走刀量进行控制，预先设定的几个间隙值可以对所有加工过程的间隙误差进行补偿，而且这种简单易行的方法对编写加工程序也没有影响。此种方法的弊端关键在于对实际间隙值的测量存在误差，输入的间隙参数往往是综合性的间隙误差。

5 结语

影响数控铣床加工质量的因素很多，其中铣床间隙是其中不可忽视的一个因素。数控铣床的进给系统传动效率高、摩擦阻力小、传动刚度高，但是在长期使用后，产生反向间隙是不可避免的。所以及时发现铣床的间隙，并对其采取有效的方式进行消除和补偿，才能够最大限度的保证加工精度、提高加工质量。

参考文献

[1] 张燕.滚珠丝杠预紧在装配的应用[J].机械工业标准化与质量，2008，12（4）：38-39.

[2] 申晓龙，张来希，胡佳英.加工长杆异型螺杆数控铣床的开发与应用[J].科技导报，2011（26）.

篇6

一、一体化教学

一体化教学是近年来职业教育改革的主要研究教学方法，旨在提高被学生的综合素质，他是以学生作为教学主体、以理论和实践结合、让学生在一个真实的工作情境中体会工作即学习，学习即工作的教学方法，其往往由一位教师或一组教师在共同制定教学内容、教学方法与进度内容的情况下实施教学，使学生能将所学的理论知识及时消化吸收。一体化教学要有一体化教材、一体化的师资、一体化的教学场地、一体化的课程教学标准，以工作任务为载体，以学生为中心，实施模块教学，其综合构成就是一体化教学体系。

二、一体化教学工作任务的开发

在一体化教学工作任务的开发中，有一个重要手段即可以聘请该行业的专业专家组成实践专家团，通过实践专家访谈会，共同制定出在完成一个数控加工人才所需要学习的课程内容，进而制定出课程标准。课程标准制定完成后，专业教师即可通过课程标准，根据本校实际情况完成工作任务的编写。任何教学内容的开发与编写都离不开课程标准，因此参照数控加工的课程标准及所编写工作任务的课程目标，制定出烟友缸的一体化教学工作任务，再以6步法即：资讯、决策、计划、实施、评价、反馈为编写思路，根据我校学生的实际情况，充分考虑到学生学习兴趣性及开发学生学习的积极性，以该工作任务的学习目标：1.能识读烟灰缸图纸。2.能对图纸进行分析，确定毛坯尺寸，并选择装夹方式。3.能确定加工参数及切削量。4.能详细列出加工工、量具清单。5.能正确编写加工程序，且程序符合数控加工工艺。6.在加工过程中，能严格按照操作规程操作机床，按工步切削工件；根据切削状态调整切削用量，保证正常切削；适时检测，保证精度。7.能按车间现场管理规定，正确放置工、量具及零件。8.能按车间规定，整理现场，保养机床。9.能主动获取有效信息，展示工作成果，并对学习与工作进行总结。10.能主动分析零件相关误差，反思学习与工作过程，找出问题所在。11.能正确按照学习与工作的过程，设计烟灰缸。12.能发挥团队协作能力，完成我行我素。共分为5个教学活动完成：

教学活动一：工作任务及烟灰缸的工艺分析；

教学活动二：程序准备；

教学活动三：烟灰缸的加工；

教学活动四：任务展示与评价；

教学活动五：我行我素。

最终，以一体化教学产品具有价值的原则，该产品具备实用性价值。

三、教学任务实施

1.一体化硬件建设

在教学过程中硬件建设是十分重要的，决定了教学载体的制作及教学的效果，所以要加强一体化的硬件建设。建立专业的一体化教学教室，是集教室、实训、考试于一体，在各个专业教室都能够进行多媒体教学，使专业教室具有多媒体教学、因特网、实物展示、演练实训、考证强化训练等多功能，营造出学生学习即工作、工作即学习的具有良好职业氛围的环境。教师在专业教室上课才能起引导作用，使学生在在一个特定的环境场景下学习，这样在学习过程中，才能让学生体验到外部工厂的真实加工环境。

比如在数控铣床和加工中心的理论与实践一体化教学中，我们根据专业特点，围绕我们的任务载体-烟灰缸典型产品的设计制造过程，把教学与生产制造结合起来，营造一种教学工厂式的教学氛围，师生双方通过边教、边学、边做来完成整个教学过程，实现“一体化”的教学模式。

2.教学过程实施

以烟灰缸加工为例教师通过讲解，根据教学活动安排让学生知道本工作任务的学习目标以及要求。学生再以部门或者小组为单位制定、完成该任务学习计划。根据学生制定的工作计划（可以小组型形式展出），由老师监督和控制过程，开始任务的实施。这个过程也就是活动一的内容且要在规定时间内完成，在此活动中可以安排企业与员工签订协议的场景，以角色扮演为主增强学生其它能力发展。接着由小组组长分工，进行程序准备并小组展示，对关键程序或者操作技能进行模拟仿真操作，教师进行改正，再讲解操作的规范和要领。教师在随后的各个活动中，抽查相同的环节，防止出现太大的偏差。随后对学生进行巡回检查和个别指导，对共性的问题集中部分学生进行演示和讲解，对做得好的学生给予鼓励，最后对学生完成的项目进行实践结果分析。检查和评价，引导学生对照能力目标进行自评。教师对学生工作态度、工作责任心以及完成整个工作任务过程中的技能掌握程度、小组团队合作等进行全面的点评，肯定好的方面，指出不足，传授改进的方法。最后引导学生归纳和总结，明确实训报告的要求，完成整个工作任务报告。总结任务实施过程中出现的问题，讨论、并解决问题。

一体化教学适合于实践性较强的数控专业教学，它充分发挥学生的主观能动性，提高了教学质量，在培养学生综合能力方面发挥了积极作用。随着社会对数控人才需求的新形势、新要求，我们应努力提高本专业的教学水平和质量，培养出高素质的综合型应用人才。

参考文献：

[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京：清华大学出版社，2009.

[2]李木杰.技工院校一体化课程体系构建与实施[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2012.

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关键词：升降台；加工工艺；高速切削；切削力

目前，国内许多企业数控机床的加工仍然使用传统方法加工，由于传统加工工艺是针对当时的设备、刀具状况制定的，一直沿用了几十年，存在质量差、效率低的问题，远远不能适应激烈的市场竞争。各铣床生产厂家为了抢占市场，纷纷投入人力、物力，寻求新方法新工艺提高卧式铣床升降台的加工效率和加工质量。本研究将高速切削加工技术引入卧式铣床升降台的加工过程中，并根据高速切削加工的特点对卧式铣床升降台加工工艺进行了改进。

1 卧式铣床升降台的结构特征

卧式铣床包括床身、横梁、升降台、滑鞍、工作台、底座六大部件，其中滑鞍执行X向进给，工作台执行Y向进给，而升降台执行Z向进给，即升降进给，是连接床身、滑鞍、底座的关键零件。卧式铣床升降台的材质为灰口铸铁(HT200)，属于较复杂的箱体零件，壁厚不均，刚性不足。

图1 卧式铣床结构图

2 使用传统方法加工存在的弊端

卧式铣床升降台的传统加工工艺是上个世纪八十年代制定的，受到当时设备、刀具等条件的限制，在普通铣床和镗床上加工，存在的问题如下：工件壁厚不均，刚性不足。为了减少每道工序的切削量，传统加工工艺分粗加工、半精加工、精加工，工序长，效率低；设备主轴转速低，加工出的工件表面粗糙度差；设备落后，定位及重复定位精度差，不易保证加工质量；装卸工件的辅助时间太长；刀具磨损不易监控，容易造成废品；换刀由人工完成，劳动强度大；旧工装刚性差，易产生振动。

3 高速切削的定义及优点

3.1 高速切削加工的定义

高速切削加工技术中的“高速”是一个相对概念。对于不同的加工方法和工件材料，高速切削加工时应用的切削速度并不相同。一般认为高于(5～l0)倍的普通切削速度的切削加工定义为高速切削加工。高速切削在实际生产中切削铝合金的速度范围为1500～5500m／min，铜材为lO00m／min以上，铸铁为500m／min～1500m／min，钢为300～800m／min，切削进给速度已高达4m／min～40m／min。对于不同的加工方法采用不同的切削速度，其中，车削为700～7000m／min，铣削为300～6000m／min，钻削为200～11OOm／min，磨削为9000～21600m／min。

3.2 高速切削加工的优点

随切削速度提高，采用较小的切削深度和厚度，刀具的每刃切削量极小，所以切削力随之减小，切削力平均可减小30％以上，有利于加工薄壁零件和脆性材料。随切削速度提高，单位时间内的金属切除率增加，加工效率提高。高速切削加工时，切屑很高的速度排出，带走了90％以上的切削热，传给工件的热量很少，减少了工件的内应力和热变形，提高加工精度。转速的提高，使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，减小了振动，大大降低了加工表面粗糙度。由于采用新型高硬度材料，高速切削可加工硬度HRC(45～65)的淬硬钢铁件，取代磨削加工 。

4 解决方法及措施

针对传统工艺存在的问题，将高速切削加工技术引入新工艺中，对卧式铣床升降台平面和孔系的加工作了如下改进：由普通设备上加工改在高速加工中心加工；采用高速切削加工，切削力减少，可以将半精加工、精加工合并，减少工序，提高效率。有机械手自动换刀，减轻了劳动强度；主轴转速大大提高，加工出的工件表面粗糙度低；设备定位及重复定位精度高，保证加工质量；工况监测系统可监测刀具磨损情况及刀具断裂情况；因为高速加工中心有两个工作台，保证工件连续加工，缩短了辅助时间；工装系统做了如下改进：A增加辅助支撑：毛坯铸造时，在薄壁位置增加加强竖肋(2～3个)；B增大夹紧力，在原工装系统上增加夹紧位置1个，并在所有夹紧位置适当增加夹紧力；C增加定位面面积，使用面积较大的定位块取代定位销。

5 结束语

高速切削加工技术在卧式铣床升降台的加工中，起到了重要的作用，大大提高了加工质量和效率，使单件卧式铣床升降台的生产周期从以往的300小时，缩短到现在的150小时左右，生产能力成倍增长，使卧式铣床生产企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。随着汽车、火车的提速，世界经济的发展被推向了新的。随着高速切削加工技术的进一步完善，高速切削在机床行业乃至其它行业将会发挥越来越大的作用。

参考文献：

[1] 艾兴．高速切削加工技术[M]，国防工业出版社，2008

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关键词：机床 主轴 加工工艺 过程 工序

中图分类号：TG511 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0084-01

在机械加工过程中常常进行轴类零件的加工，本文主要介绍了机床主轴的加工工艺路线的制定。制定一套合理完整的加工工艺过程，首先需要进行图纸分析，确定切削表面，然后进行表面粗糙度分析，确定每个加工表面的加工精度，以确定切削加工方法。最后根据加工零件的毛坯、热处理要求、批量生产大小以及加工条件来合理安排其他加工工序。

1 主轴毛坯选择

毛坯的选择要根据制造零件的用途以及生产类型来确定。主轴零件要求材料具有良好的机械强度、韧性和耐磨性。这些性质是通过热处理方法实现的。因此要求材料具有良好的淬火硬度，同时保持材料内在的韧性。低碳合金钢的韧性优于中碳钢，故常用于重载、高速的工作环境中。氮化钢具有淬火变形小的特点，因此精密主轴常使用此种材料作为毛坯件。

毛坯主要包括两类形式：棒料和锻件。棒料主要用于单件小批量生产零件，外圆尺寸变化不大或光轴零件也常使用棒料毛坯。由于锻造过程中的金属纤维化提高了材料的机械性能，因此提高了材料的抗拉、抗弯及抗扭强度，所以多数主轴毛坯采用锻件。

2 主轴材料热处理

合理选择加工材料且合理安排热处理工序对于保障主轴力学性能极其切削加工性能具有重要作用。一般机床的主轴用45钢。机床主轴热处理工序主要包括：（1）毛坯热处理，机床主轴毛坯热处理主要目的是消除毛坯的锻造应力，使材料的金相组织更加均匀，利于之后的切削加工工序。（2）预备热处理，在进行粗加工和精加工之前，需要进行材料的调质热处理，以便获得均匀细密的回火索氏体组织，提高力学性能。（3）最终热处理，在半精加工之后，精加工之前常加入最终热处理步骤，精度要求较高的主轴，在淬火回火后还要进行定性处理，定性处理的目的是消除加工的内应力，提高主轴的尺寸稳定性，使它能长期保持精度。定性处理是在精加工之后进行的，如低温人工时效或水冷处理。

3 加工工序划分

3.1 粗加工阶段

粗加工阶段包括毛坯处理、粗加工等步骤。毛坯的处理包括毛坯备料、毛坯锻造和正火三个工序。粗加工包括铣端面、钻中心孔及粗加工外圆等工序。粗加工阶段的主要目的是用最大的切削用量切除毛坯大部分的切削余量，将毛坯加工到接近工件的最终形状和尺寸，留下少量的加工余量。

3.2 半精加工阶段

半精加工阶段包括半精加工前热处理和半精加工两方面。半精加工前热处理是对主轴进行调质处理，使其达到220～240 HBS。半精加工包括车定位锥孔、半精车外圆端面及钻深孔等工序。半精加工阶段的主要目的是为精加工阶段做基面准备，为了满足后面的淬火要求，需将半精加工表面的切削余量至少为2 mm。对于精度要求不高的端面可以在这个阶段加工到图样规定的要求。

3.3 精加工阶段

精加工阶段包括精加工前热处理、精加工前的准备加工和精加工等步骤。精加工前热处理主要是进行局部高频淬火处理。然后进行粗磨定位锥面、粗磨外圆、铣键槽和花键槽等工序。最后进行精加工，粗磨外圆、外锥面以及内锥孔，保证重要表面的加工精度。这一阶段的主要目的是将各个表面加工到图纸所规定的加工要求。因此粗加工、半精加工以及精加工均是以热处理作为加工阶段划分的边界。

4 加工顺序需注意事项

在进行轴类零件加工时，前一工序需为后一工序准备好定位基准。粗加工和精加工工序的定位基准选择以后，加工的顺序也就大致确定了。在机械加工工序过程中加入必要的热处理工序，使得机床主轴加工工艺路线可基本确定为：毛坯制造—正火—车端面钻中心孔—粗车处理—调质处理—半精加工表面淬火处理—粗、精磨外圆锥面—磨锥孔。在进行加工工序确定时，需注意以下几个问题。

第一，进行外圆加工顺序的安排时，应先加工大直径外圆，再加工小直径外圆，以免降低主轴刚度。

第二，基准最好统一，加工过程最好统一选择顶尖作为定位基准，避免使用锥堵，因此将深孔加工工序安排在最后，另一方面由于深孔加工为粗加工工序，需要将大量金属切除，容易造成主轴变形，因此深孔加工最好在粗车外圆之后进行。

第三，花键槽和键槽最好安排在精车之后，粗磨之前。如果在精车之前加工键槽，就会使得车削加工不连续，易于损坏刀具。另一方面键槽的表面精度很难控制，为了避免在加工过程中主轴主要表面受到损坏，因此将键槽加工工序放在主要表面加工之前进行。

第四，由于主轴的螺纹与主轴轴颈有同轴度要求，且半精加工阶段易产生应力及热处理变形等影响，另一方面为了避免在加工螺纹过程中损伤已经精加工的主要表面，因此将螺纹加工放在淬火处理之后的精加工阶段进行。

第五，由于机床主轴的加工要求很高，因此在加工过程中需要进行多次检验工序。各个检验工序需设置在各个加工阶段的前后以及重要加工工序的前后进行，精确度要求较高的零件可以安排探伤工序。

5 结论

主轴是机床的核心部件，其加工质量的好坏直接影响着机床的工作效果及工作效率，因此在加工过程中需要根据机床的工作条件和工艺要求，制定合理有效的加工工艺和热处理方案。近几年来数控加工飞速发展，在机床主轴的加工过程中可以借助数控加工等设备，利用数控生产能够有效提高生产效率及零件加工精度，在机械工装方面可以自制加紧套和锥度套等，以进一步满足加工要求。因此在以后的加工过程中，需要不断总结机械加工经验，对于上述的加工要点和经验要充分吸收并探索出新的有利于生产的技巧，为轴类零件的加工提供有力保障。

参考文献

[1] 赵红莲.浅析细长轴加工工艺[J].北京电力高等专科学校学报，2012（3）：142.

[2] 生，何东敏，魏晓丽.细长轴加工工艺研究[J].中国新技术新产品，2012（7）：153.

[3] 石洪民.机床主轴加工工艺过程分析[J].科技资讯，2008（4）：66.

[4] 李勇.车床主轴加工的工艺过程[J].科技向导，2012（15）：56.

篇9

关键词：车床床体孔；工艺优化

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0093-02

1 概 述

普通车床，平床身数控车床适合从事中小批量、工艺性简单的工件的生产制造。近年来虽然高端数控车床的需求量不断增加，但是其对企业的资金需求和人员配置都有较高的要求，而普通车床、平床身数控车床凭借自身优良的性价比，维护成本低，从业人员多的特点，仍然占据着车床市场的绝对份额，在今后一段时期内仍将是市场的主力。因此产品质量过硬、价格合理、产能充足是每一个大型车床生产企业都要面对的问题。

车床床体孔加工自动线是以自动化和智能化加工工艺原则为中心，通过工艺创新，进行的一次工艺流程转换。该工艺通过改变原有的批量生产零件工序分散的加工方式，采用工序集中原则，在一次吊装后完成所有孔系的精确自动化加工。床体孔加工自动线在不仅可以提高产品的质量，同时生产节拍、加工制造的柔性、劳动生产率、制造成本等机械加工重要指标均有大幅提升。

2 工序内容简述

以某企业生产的CDE6140A-10101A/1500床体孔加工在各工位流转为例：

人工上料 液压夹紧 滚道线输送至第一个工位 钻铰床身前后面各孔（除进给箱安装面、后丝杠瓦架面孔） 输送至翻转机构 床身翻转90 ° 输送至第二工位 钻锪铰床身上下面各孔 翻转装置 翻转90 ° 输送至第三工位 钻锪铰进给箱安装面、后丝杠瓦架安装面各孔 人工卸下至存放区，床身孔加工自动线各工序简图，如图1所示。

3 工艺性分析对比

在车床床身孔加工过程中，原先是按劳动组织划分成若干个大序，在多个工位人工操作普通设备进行加工，实现数控化流水线作业以后，实现在一个工位通过滚道线传输，在多个工步对床体全部孔系实现高效、精确的数控化孔加工流水作业方式，使床体孔加工的精度与一致性得到了极大的提升。

床体孔加工改变了传统的较大工件的孔加工方式，提高了生产效率，并且在提高员工的劳动生产率的同时降低了劳动强度，工艺改变前后对比分析如下。

3.1 输送方式改变

床体采用滚道线连续输送方式，将床体输送至不同加工工位，改变了以往床体在不同工序、工位间周转需要多次吊装的情况，节约了大量的生产时间，床体便于集中存放，可节约出大量工序间周转临时存放空间，极大地减少了在工件周转过程中已加工表面划伤的可能性。

3.2 加工模式改变

加工模式的改变：床体属于较大工件（重约2～3 t），传统孔加工方式采用划线-摇臂钻钻孔、钻模钻孔（床头箱安装面孔）和配钻（普通车床齿条面孔）等方式，床体加工线实现了床体孔数控化加工，采用数控高效设备，使用双卧头，在床体传输到加工工位时对床体两侧孔系同时进行加工，通过一次装夹完成全部孔系的加工，极大的提高了对床体孔的加工效率。

3.3 翻转装置改变

对不同面的加工，以往需要用天吊对床体进行翻转，吊装到指定位置，完成加工后再次进行吊装翻转送回存放区域。床体孔加工自动线设计采用自动翻转装置，床体在滚道线输送至翻转装置内，液压系统将床体锁紧在翻转装置内，对床体进行90 °翻转后放回滚道线，向下一工位传输，通过下一工位两侧的卧头进行进行与上一工位垂直面的孔系加工。

3.4 加工精度改变

加工精度得到质的提升，以往受划线、摇臂钻、摆放方式、钻模情况等多种因素影响，孔的位置度尤其是两侧面孔系受影响较大，采用床体孔加工数控线加工，以床体底面为主定位面，液压夹具夹紧，两侧数控卧头进行加工，床体前面进给箱安装面，丝杠瓦架面销孔精度±0.02。

3.5 加工模式改变

加快生产节拍，降低员工劳动强度。加工方面，由于加工模式的改变，取消了划线工序，孔加工时床体不必在工序间多次周转和在同一工序中的翻转。原加工方式加工床体两侧面孔需要要床体向一侧平放、垫平后再进行孔加工作业，对另一侧面孔加工则需再次对床体进行两侧90 °翻转在进行加工，完成加工后再次翻转90 °吊往临时存放区，待下序使用，采用床体自动线加工后，只需一次吊装，通过数控程序自行完成加工，生产节拍提升60%以上，相同产量人员配置仅为原来的20%，同时劳动强度大幅降低。同时由于孔位置精度的提高，在一定程度上提高了装配线的装配效率。

4 新工艺优点

在数控技术不断发展进步的基础上，床体孔加工自动线通过工艺流程的重新规划，主要实现了以下目标：

①提高了加工位置精度，在提高产品品质的同时为装配线节约调整时间。

②提高了加工柔性，减少胎具投入，取消了钻模的使用，夹具的加工制造和保管成本；

由于用户的需求，对床体孔位置进行一定调整，钻模无法使用，要对工序进行调整，通过数控化加工可以有效解决，不仅节约了生产准备时间，同时避免了大批量生产产品在工序临时调整过程中可能衍生的其他问题。

③提高了产品零部件的一致性，符合批量产品零部件的互换性原则。以往有些位置度要求较高的孔需要配钻（如：普通车床齿条孔），采用数控化加工后，提高了零部件的互换性，在设备维修尤其是售后服务方面表现尤为凸出，提高服务效率，提高用户的好感度。

④提高了员工的劳动生产率，床体孔加工自动线的应用，可以取消划线工序，淘汰一批低效设备，单位产能的人员配置可降低80%以上。

⑤制造模式向数控化，智能化迈进的有益探索，由于低效设备的淘汰，为加工车间数控化规划提供了必要的空间。

5 结 语

床体孔加工自动线加工与传统工艺相比，是一次制造模式的转变，对大批量生产的零件采用工序集中原则，通过数控化连续加工模式，不仅显著提高了加工效率、降低了生产制造成本，而且也提高了零件的加工精度，使零件的互换性更强，实现了数控化柔性生产制造。但文章所阐述的方法针对性强，因而后续工作将与相关企业联合研究，进一步完善了加工中心工艺优化的相关理论。

参考文献：

[1] 王启平.机械制造工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.

[2] 卢秉恒，赵万华，洪军.机械制造基础[M].北京：机械工业出版社，2007.

篇10

关键词：细长；车削工艺；变形；加工质量；预防措施

He Weifeng

（ChangZhou Hydraulic Complete Equpment CO.，LTD）

1零件概述

1.1通常把L/D大于20就定位于细长活塞杆，此项目的比值大于90。为典型的细长活塞杆，此类零件在加工中切削力、重力、顶尖顶紧力和热变形的作用下，横向的细长活塞杆很容易产生弯曲、椭圆等现象。要提高细长活塞杆的加工精度，就需要控制加工工艺，合理选择刀具、切削参数和必要的辅助工装等。

1-1零件图纸

2加工难点分析：

2.1细长轴变形控制

（1）毛坯直线度校直，活塞杆虽然回火后进行了校直处理，由于工件过长、应力的释放、中途吊装转运和自身重量的因素，活塞杆会产生一定的变形，到车床上校调中直线度会产生30-40mm左右弧形，本次采用氧气加乙炔对凸起的部位进行高温烘火，利用800多度的高温软化局部组织，靠活塞杆本身的自重或者重物锤压的方法对局部校直，在整枝校直期间采用了滚轮旋转法，5付滚轮摆放在调整好的垫铁上，在校调时，通过对凸起部位的烘火加旋转活塞杆来控制直线度，把毛坯20米的活塞杆直线度控制在10mm以内。

（2）车床上直线度的找正（排挡的车削），因为粗车时活塞杆的自重和旋转时的离心力等现象，所以不可能用常规的一夹一顶的方案，只能用中心架支撑，所以对排挡的要求较高，由于此活塞杆过长，需3个中心架支撑。本次采用自制的调整器工装方案处理（见图2-1），调整器的外圆架在车床的中心架上，通过调整器上6只M24的螺栓来调节活塞杆的中心，选用YT15-90°焊接偏车刀车削排挡位置。

图2-1

（3）车削细长工件车削采用一夹一顶的形式，中间配中心架或者跟刀架车削，在通常的车削时是会产生热量致使工件轴向伸长（热变形），随着加工时的温度的升高，工件直径胀大，待工件冷却后则形成圆柱度和直线尺寸的误差，用顶尖车削时，热变形将使工件伸长，导致工件弯曲变形，加工后将产生圆柱度误差。由于45钢：在20――100°C时，线膨胀系数为：11.59×10^-8（C^-1），加工时可能会出现的伸长δ=热膨胀系数×总长度*×温度变化；δ=11.59×10^-8（C^-1）×19980×100≈24mm。为了防止出现以上可能出现的现象，本次采用反向车削法，左端四爪卡盘卡爪上垫小铜块，减小加紧时的接触面积，避免夹紧时产生弯曲力距，配合中心架和跟刀架同时使用，增大切削液的浓度和流量，降低切削速度，切削量控制在3mm以内；尾座顶尖选用弹性顶尖，在活塞杆切削产生热膨胀时顶尖自动后退，可避免热膨胀引起的弯曲变形。

2.2刀具的影响

（1）粗车时车刀后刀面α角度不易过大，控制在小于3°，副后刀面夹角α1小于5°，刀尖需修磨R2的圆角。因为粗车时活塞杆切削量较大，旋转时的离心力，所以，粗车时会产生断续切削，产生振动，刀具容易崩碎，所以对刀具的角度的选择尤为重要。本次选择的角度α

（2）精车、半精车时选择前角为6°，主偏角95°，副偏角5°，刀刃角5°的镀钛硬质合金机夹车刀，采用以上刀具，可以减小切屑被切下时的弹性变形和切屑流出时与前刀面的摩擦阻力，减小切削力和切削热；提高切削刃强度和抗冲击能力，在车削时刀尖高度高于工件中心0.5mm，有利于正常的车削加工，可有效防止振动等现象

（3）切削参数的选择

①转速n的选择，粗车时硬质合金车刀Vc选择60m/min，转速n为83r/min；

精车和半精车时选择镀钛硬质合金机夹车刀Vc选择90m/min，转速n为130r/min。

②背吃刀量（ap）=（dw-dm）/2，粗车（235-225）/2=5mm；半精车（225-222）/2=1.5mm；精车（222-220.6）/2=0.7mm，留磨量0.6mm。

③进给量（F）粗车：F=n*f=83*0.2= 16.6mm/min；

半精车和精车F=n*f=130*0.1= 13mm/min。

3结束语

细长活塞杆车削加工在液压启闭机行业是较为常见的一种加工方式。由于细、长刚性差，车削时产生的离心力、热变形等因素，很难保证加工质量。通过采用合理的加工工艺，合适的工装，选择适当的刀具和切削参数，可以保证活塞杆的加工质量。通过本次对迪斯尼超长油缸的加工，认识到加工超长活塞杆中承在的问题，本次得到了处理，为以后加工更大更长的超大型液压启闭机做准备。

参考文献：

[1]刘凤棣.机械加工技术问题处理集锦.机械工业出版社.1995.