加工工藝范文
時間:2023-03-20 01:44:59
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篇1
【關鍵詞】數控加工工藝;普通加工工藝
Shallow analysis number control to process a craft and common process a craft
Wang Xian-ping
【Abstract】The logarithms control to process a craft and common processed the main contents of craft to carry on a synopsis analysis, and combine now the machine process actual circumstance elucidation number control to process a craft and common process a craft existence very big of differentiation, in the dissimilarity the profession the class of 《 the machine the manufacturing the technique 》 the teaching adoption dissimilarity of method, make the teaching have vivid and aim at sex more, thus exaltation teaching efficiency.
【Key words】The number control to process a craft;Common process a craft
1. 數控加工工藝與普通加工工藝的主要內容
現代機械制造要求產品品種多樣化,使多品種小批量生產的比重明顯增加。在傳統的機械制造中,單件小批量生產一般都采用普通加工工藝,采用通用機床加工,當產品改變時,機床與工藝裝備均需要作相應的調整和變換,而通用機床的自動化程度不高,基本由人工操作,難以提高生產率和保證加工質量。而采用數控加工技術手段,解決了機械制造中常規加工技術難以解決甚至無法解決的單件小批量,特別是復雜型面零件加工的自動化問題。
數控加工工藝是采用數控機床加工零件時所運用各種方法和技術手段的總和,應用于整個數控加工工藝過程。 數控加工工藝是伴隨著數控機床的產生、發展而逐步完善起來的一種應用技術,它是人們大量數控加工實踐的經驗總結。
1.1 數控加工中進行數控加工工藝設計的主要內容。
(1)選擇并確定進行數控加工的內容;
(2)對零件圖紙進行數控加工的工藝分析;
(3)零件圖形的數學處理及編程尺寸設定值的確定;
(4)數控加工工藝方案的制定;
(5)工步、進給路線的確定;
(6)選擇數控機床的類型;
(7)刀具、夾具、量具的選擇和設計;
(8)切削參數的確定;
(9)加工程序的編寫、校驗和修改;
(10)首件試加工與現場問題處理;
(11)數控加工工藝技術文件的定型與歸檔。
1.2 普通加工工藝設計的主要內容。
(1)分析零件圖和產品裝配圖;
(2)對零件圖和裝配圖進行工藝審查;
(3)由今生產綱領研究零件生產類型;
(4)確定毛坯;
(5)擬定工藝路線;
(6)確定各工序所用機床設備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等),對需要改裝或重新設計的專用工藝裝備要提出設計任務書;
(7)確定各工序的加工余量,計算工序尺寸及公差;
(8)確定各工序的技術要求及檢驗方法;
(9)確定各工序的切削用量和工時定額;
(10)編制工藝文件。
2. 數控加工工藝與普通加工工藝的差異
由于數控加工采用了計算機控制系統和數控機床,使得數控加工具有加工自動化程度高、精度高、質量穩定、生成效率高、周期短、設備使用費用高,可以與計算機通信,實現計算機輔助設計與制造一體化等特點。因此,數控加工對傳統的零件結構給以性衡量標準產生了很大的影響。通過上述兩種加工工藝設計的主要內容來看,數控加工工藝與普通加工工藝具有一定的差異。具體表現在:
2.1 數控加工工藝內容要求更加具體、詳細。
(1)普通加工工藝:許多具體工藝問題,如工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等,在很大程度上由操作人員根據實際經驗和習慣自行考慮和決定,一般無須工藝人員在設計工藝規程時進行過多的規定,零件的尺寸精度也可由試切保證。
(2)數控加工工藝:所有工藝問題必須事先設計和安排好,并編入加工程序中。數控工藝不僅包括詳細的切削加工步驟,還包括工夾具型號、規格、切削用量和其它特殊要求的內容,以及標有數控加工坐標位置的工序圖等。在自動編程中更需要確定詳細的各種工藝參數。
2.2 數控加工工藝要求更嚴密、精確。
(1)普通加工工藝:加工時可以根據加工過程中出現的問題比較自由地進行人為調整,加工過程比較靈活。
(2)數控加工工藝:自適應性較差,加工過程必須按照程序的順序進行,加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮,否則導致嚴重的后果。
比如:攻螺紋時,數控機床不知道孔中是否已擠滿切屑,是否需要退刀清理一下切屑再繼續加工,前一道工序尺寸是否合符要求,會不會撞刀。而普通機床加工可以多次“試切”來滿足零件的精度要求,數控加工過程則必須嚴格按規定尺寸進給,要求準確無誤。
因此,數控加工工藝設計要求更加嚴密、精確。
2.3 制定數控加工工藝必須進行零件圖形的數學處理和編程尺寸設定值的計算。編程尺寸并不是零件圖上設計的尺寸的簡單再現,在對零件圖進行數學處理和計算時,編程尺寸設定值要根據零件尺寸公差要求和零件的形狀幾何關系重新調整計算,才能確定合理的編程尺寸,特別是一些復雜零件的加工。
2.4 考慮進給速度對零件形狀精度的影響。制定數控加工工藝時,選擇切削用量要考慮進給速度對加工零件形狀精度的影響。在數控加工中,刀具的移動軌跡是由插補運算完成的。根據差補原理分析,在數控系統已定的條件下,進給速度越快,則插補精度越低,導致工件的輪廓形狀精度越差。尤其在高精度加工時這種影響非常明顯。
2.5 強調刀具選擇的重要性。復雜形面的加工編程通常采用自動編程方式,自動編程中必須先選定刀具再生成刀具中心運動軌跡,因此對于不具有刀具補償功能的數控機床來說,若刀具預先選擇不當,所編程序只能推倒重來。普通的數控機床,由于刀位數量的限制,一般只有4個刀位,在編程前選擇好刀具就尤為重要。在加工中,既要盡可能保證在一次裝夾中完成多個面的加工,又要保證在加工中不產生干涉。特別是在加工既有螺紋,又有多個圓弧和槽的情況下。在數控加工中,一般是一次安裝完成所有面的加工,對簡單零件其加工就很容易,而對于有螺紋加工的零件就變得復雜起來,因為刀架上只有四個刀位。如下圖所示的加工零件,如果不加工螺紋,思路就很簡單。四把刀具:一把粗加工刀具、一把精加工刀具、一把切槽刀具、一把切斷刀具。(注意:在數控加工中,一般不用端面加工刀具。)現在要加工螺紋,按照平常的分析,一共需要五把刀具:一把粗加工刀具、一把精加工刀具、一把切槽刀具、一把螺紋刀具、一把切斷刀具。而現在只用四個刀位,就只有合理選擇刀具,否則就不能加工。
2.6 數控加工工藝的特殊要求。
(1)由于數控機床比普通機床的剛度高,所配的刀具也較好,因此在同等情況下,數控機床切削用量比普通機床大,加工效率也較高。其加工效率是普通機床的2~5倍。
(2)數控機床的功能復合化程度越來越高,因此現代數控加工工藝的明顯特點是工序相對集中,表現為工序數目少,工序內容多,并且由于在數控機床上盡可能安排較復雜的工序,所以數控加工的工序內容比普通機床加工的工序內容復雜。
(3)由于數控機床加工的零件比較復雜,因此在確定裝夾方式和夾具設計時,要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。
2.7 數控加工程序的編寫、校驗與修改是數控加工工藝的一項特殊內容。
篇2
在鈑金加工作業過程中,選擇正確、科學的鈑金加工工藝能夠很好的保證產品加工質量,此外也可有效的規范和指導鈑金加工工作。所以這就要求我們在鈑金加工過程中,應對加工工藝進行有效的、深入的研究,確保所使用的鈑金加工工藝能夠滿足鈑金加工的需要。本文就結合鈑金加工的不同方式,對鈑金加工工藝進行簡單介紹與討論。
所謂電子機械鈑金加工主要是指對于一些電子設備中的鈑金件比如機柜、控制臺以及插件還有面板、導軌等器件的加工作業。這些器件作為電子、電氣模塊中的載體,對于電子設備的整體性能有著較大影響。因此這就要求我們應切實做好鈑金件加工工藝的研究和應用工作。
1.沖壓件加工工藝
在電子機械鈑金件加工過程中,沖壓加工通常是指依據某種壓力設備,利用專業模具對相應的板材進行加壓和拉力作業,確保板材塑性成型的加工活動。從某種程度上講,模具是鈑金加工作業過程中最為重要的一道“工序”,因此研究鈑金加工工藝的本質實際是如何研究模具的使用。
1.1模具走刀方向以及加工次序
在進行鈑金加工作業過程中,多選擇先小后大、先圓后方以及先里后外的加工次序。如果在作業過程中,沒有成型的專業模具,那么可將切邊作為最后一道工序。這樣就可以確保在鈑金件加工過程中,合理的安排模具排列順序,方便日后的安裝與使用。另外如果有成型的專業模具,像導向槽或者是橋形等,就須要“先切邊,后模具”的方式,以便板材在加工過程中所受到的阻力最小。
1.2選擇模具
在對鈑金件加工作業過程中,選擇合適模具十分重要。而選擇的內容包括上下模間隙、模具工位以及模具類型等。應該說,選擇合適的加工模具能夠很好的降低和縮短模具設置時間以及設備運行時間,并能有效提高板材利用效率,實現在提高生產效率的同時,降低相應的加工成本。
(1)選擇模具類型。有些設備上的鈑金件零件,可以利用專業模具實現一次沖載成形。比如某些設備上的φ10mm圈可以通過專業的φ10mm模具一次成形。但大部分零件都需要通過多次沖裁或者是步沖才能成形,這就會涉及到怎樣選擇加工方式或者加工模具。
(2)選擇模具上下模間隙。所謂模具上下模間隙是指模具上模直徑與下模直徑之間的實際差值。比如,上模直徑為10mm,而下模直徑為10.3mm,那么其間隙則為0.3mm。
在對模具上下模間隙進行選擇時,應依據板材實際材質以及厚度。如果選擇了不合理的間隙那么就會使得加工的鈑金件產生較多的毛刺,并極大縮短模具的實際使用壽命。
(3)選擇模具工位。這方面主要指兩方面內容:一是零件加工時具體工位選擇;另一種是選擇相應沖裁力。
在進行鈑金件加工作業時,就需要將模具所選擇的工位確定好,以減少作業人員的模具更換使用時間。另外如果在加工作業過程中,選擇了上沖程模具,那么禁止在該模具周圍放置任何沖裁模具,以免造成零件報廢或者模具損壞。
另外加工鈑金件所需要的沖裁力需要依據其切邊長度以及材料厚度還有材質進行最終確定,公式如下:
P=Atr/1000
在該項公式中,P表示沖裁力,而A表示切邊長度,t代表著材料厚度,而r代表著材料系數。
2.翻邊孔加工
在電子機械鈑金件加工過程中,翻邊孔加工是指沿著內孔周邊將鈑金件依據一定標準翻成側立凸緣的加工活動?,F階段常用的翻孔沖壓加工方式分為兩種類型:一種是無預孔翻空,而另一種是有預孔翻孔。
(1)有預孔的翻孔
事先先沖好預孔,然后再利用拋物線中的翻孔凸模進行翻孔,由于這類凸模具備一定的光滑圓弧過渡,所以翻孔質量相對較好。但對于存有預孔的翻邊孔,則先需沖孔,然后再進行翻孔。這樣不僅增加了一道工序,同時也會對生產效率造成一定影響,不符合當前的減員增效要求。
(2)無預孔的翻孔
這種翻孔加工通常包括穿刺翻孔形式以及沖孔翻孔形式。穿刺翻孔形式,其凸模端部大都選擇60度錐形結構,且相應的沖制翻邊孔邊緣不夠齊整,因此容易割傷手,無法滿足客戶的全部要求。
沖孔翻孔形式,其凸模選擇使用階梯形式,且后段翻孔、前段沖孔,可一性全部完成,不需要額外增加工序,不僅確保了沖制孔邊緣的齊整,同時也滿足了大部分客戶要求。
(3)變薄翻孔
鈑金件螺釘在進行連接時,為了確保連接牢固,要盡量使得螺釘孔翻孔的實際凸緣高度超過2mm,而當板料厚度相對較小,且常規性翻孔凸緣無法滿足既定要度要求時,只能使用變薄翻孔形式。
這里所說的變薄翻孔是指利用讓孔壁變薄來提高翻孔凸緣高度的一種新型翻孔方式,隨著其日益成熟,被廣泛的應用到鈑金件連接作業中的螺釘孔沖壓工序。綜合質量、效率以及安全等方面的原因,在對電子機械鈑金件螺釘連接作業中的翻邊孔應選擇使用沖孔翻孔的形式進行加工,最好是變薄翻孔。
3.彎曲件加工
在電子機械鈑金件加工過程中,所謂彎曲是指在作業過程中將板料依據某種形式完成一定形狀或者角度的加工活動,這種加工方式在電子機械鈑金件加工作業時經常用到。需要注意的是,在對鈑金件進行彎曲作業時,最好不要使用較高性能的彈性材料,盡可能的選擇使用擁有較高彈性模量、塑性較強以及屈服點較低的材料。與此同時,在加工作業過程中還應對折彎半徑以及折彎尺寸進行正確確定。
(1)選擇最小彎曲半徑
在進行彎曲加工過程中,彎曲半徑是非常重要的一項加工參數,如果彎曲半徑過大則很容易受回彈影響,不易確保彎曲件半徑;如果想對過小時,則很容使得鈑金件產生裂紋。因此,折彎機上所指的折彎通常是間隙折彎,而其彎曲內半徑則主要由下模開口寬度所決定。如果下模體開口寬度發生改變,那么其內彎曲角半徑也會隨之發生一定變化。彎曲內半徑同模具開口矩公式如下:
R=0.516M
其中,公式里的R代表著下模開口寬度時所能夠最終確定的實際彎曲內半徑,而M則是指下模體v形槽開口寬度。需要注意的是在進行間隙折彎作業時,對于超過12.7mm厚度的板料,其模具開口寬度大約是板料厚度的7倍左右。
篇3
機床制造業是國民經濟的支柱產業。中國機床工業經歷幾代人的拼搏,在國際上有了舉足輕重的產業地位。車床的制造也在這個過程中逐漸成熟。床身加工則是其中重要的一環?,F已成熟的床身加工路線有些需要重點注意的事項。通過這些操作可確保床身的的質量及產能。在數控設備普及的今天,通過改善設備及工具,可有效地降低人力,提高生產效率。這也是機床制造業未來的發展趨勢。
關鍵詞:
床身;車床床身;加工路線;加工工藝;床身加工趨勢
作者所在公司主要以生產萬能車床CW6163及數控車床CAK6163為主。在機床所有零件中,床身是車床最為關鍵的零件。床身承載著車床70-80%的重量,床身上安裝著機床的絕大部分組件,并且保證其相互之間的準確配合??傮w來說,床身的加工精度直接影響成品設備的切削精度。所以床身的加工過程及加工方法尤為重要。床身加工已有許久的歷史,伴隨著機加工不斷的進步,科技的發展,床身的加工工藝也早已定型。不論是老式的龍門銑、刨,還是新型數控龍門銑、刨的加工,都以走不出這經典的床身加工工藝。而這篇文章主要以CW6163床身為例介紹加工中的一些要點。
一、機加工工藝路線
1.劃線;劃中心線,以中心線為基準劃各刨線銑線2.龍門銑;按線找正,銑床身底面3.龍門刨;以底面為安裝基準,按線找正,刨各導軌面及結合面4.時效;人工時效或自然時效5.龍門銑;以平導軌為安裝基準,半精銑床身底面6.龍門刨;以底面為安裝基準,半精刨導軌面、各結合面及前后加工面7.熱處理;以底面為安裝基準,導軌表面高頻淬火8.導軌磨:以底面為安裝基準,粗磨各導軌面9.龍門銑;以導軌面為安裝基準,精銑床身底面10.龍門刨:以底面為安裝基準,精刨下滑面、壓板面11.搖臂鉆;以底面為基準,鉆床身各孔12.導軌磨:以底面為安裝基準,半精磨、精磨各導軌面
二、加工要點分析
劃線:本工序作為床身機加工的第一序,要求操作者對床身有一定的了解。但是偶爾也會有按圖劃好的尺寸,在后續加工中也會出現不少問題。這是因為面對各個面都是毛坯面的第一序來說,需要考慮的因素太多。毛坯的鑄造與機加工不同,它的精度是按mm計算。而漲箱與錯箱的問題又時有發生。這是我們面對床身毛坯時需要做的工作就更多了。比如床身導軌與床身整體是否平行,床身刀校面加工量是否足夠,等等。劃線時多考慮加工面與毛坯面的關系可以有效地避免此類型的問題出現。時效:時效是為了釋放粗加工中床身產生的內應力,進而保證后續半精加工、精加工時達到要求的精度。在要求產量注重效率的大環境中,時效無非成了床身加工中提高效率和降低成本的絆腳石。但是時效工序的重要作用決定了其在床身加工中是不可缺少的。降低成本可以改人工時效為自然時效。提高效率可以提前庫存粗加工后的床身,利用庫存時間完成時效工序。銑底面:粗銑底面時由于是毛坯面在下,裝卡時需要注意按線找平,導軌面墊平后再卡緊。加工時也可刀校床腳側面,方便后續加工找正。
刨山形及平面導軌:床身導軌是床身最為重要的部分,導軌的精度決定著整臺設備的優良。對山形的刨削加工需要考慮山形之前相對位置尺寸,以及后序加工的留量。后續粗、精磨留量根據刨序可達精度及鑄件淬火變形程度確定,不可根據手冊一塵不變。若設備老化精度不準,鑄件淬火變形大,可根據情況適當增加磨削留量。熱處理:床身熱處理采用的是中頻淬火,導軌表面通過快速加熱,快速達到淬火溫度,又迅速冷卻,只增加導軌表面的硬度與耐磨度,心部組織不變。由于導軌處溫度迅速上升下降,導致銳角處容易碎裂,所以熱處理前序將導軌面銳角倒鈍避免造成損失。粗、精磨導軌:磨削為床身導軌加工最后工序,為床身尺寸、導軌公差最后保障。床身磨削時,裝卡的直線度尤為重要。除此之外砂輪寬度以大于所加工導軌面中最寬的為宜??准庸ぃ捍采砩系目追譃椴考押?、防護把合及安裝孔。部件把合孔分別把合床頭箱、進給箱、牙條、絲杠座及電機座。部件把合孔相對要求精度高,靠劃線鉆孔難以達到精度??勺龉ぱb保證精度,或數控鏜、數控龍門銑進行加工。其余各孔可劃線鉆孔或裝配配作。
三、加工改進及未來加工趨勢
床身加工經過這些年的演變,已有很多先進、效率的加工改進來替換原有的加工方法。大批量加工可采用如下方法。即節省時間、提高效率、保證質量又可降低成本,一舉多得。專用機床,大批量床身生產加工可采用專用機床,例如組合銑。此設備多銑頭驅動,可同時加工多個導軌工面,充分利用床身在設備上進給、裝卡次數,完成多面加工。大幅度提高加工效率。
并憑借刀具間的尺寸來確保各導軌間的尺寸。高精度數控設備,例如,高精度床身可采用數控龍門銑加工,此設備也可一次裝卡,加工多面,且加工精度高。在提高生產效率的同時也提高了產品質量。以銑帶磨,高精度數控龍門銑結合陶瓷涂層刀具,可以銑帶磨,即節省時間又可保證質量。
四、結語
篇4
關鍵詞:數控加工工藝;傳統機械加工工藝;對比
中圖分類號:TH162 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)08-0072-01
進入新世紀以來,我國的社會主義市場經濟不斷發展,對加工行業提出了更高的發展要求。市場競爭日趨激烈,我國的加工企業日趨增多,如何在激烈的市場競爭中保持有利地位,成為各大加工企業關注的重點問題。在此背景下,數控技術被應用在加工行業之中,并取得了較好收益。為了促進加工行業的優化升級,各大加工企業應該擴大數控加工技術的應用范圍。
1 數控機床加工工藝與傳統機床加工工藝的對比
1.1 結構性能分析
在傳統的機床加工中,工作人員要應用懸臂梁和尾座進行支撐。但是在數控機床加工中,工作人員只需采用固定循環技術,就能起到支撐的作用。在傳統的機床技工技術中,工作人員需要對孔位進行加工,加工方法包括刻刀方法、填補方法、修改方法等等。但是在數控機床加工中,工作人員只要采用不同形式的圓弧插補方法,就能實現對孔位的科學加工[1]。我國的科學技術不斷發展,數控機床加工工藝也處在不斷的優化改進之中。就孔位加工這一方面來看,硬切削成為一種新的數控方法,并被廣泛應用在機床加工之中。
與傳統的機床加工工藝相比,數控機床結構性能的加工工藝具有如下幾個優點式:第一,可以最大化地節省成本,提高施工的效率和水平。第二,可以提高加工企業的生產效益,獲取更多的利潤。第三,可以優化傳統的磨削方法,固定磨削的位置。第四,可以提高機床加工的質量,提升滾珠絲杠的精度。
1.2 程序指令分析
在傳統的機床加工中,工作人員需要采用人工手段對工作流程進行控制。但是采用數控機床加工工藝之后,可以把指令輸入到電子系統之中,通過循環加工的指令,就能實現機床的自動化加工。利用數控機床加工工藝,可以實現粗加工和細加工的有機融合,同時可以自動換刀,滿足機床的架構需要。在傳統的機床加工中,工作人員需要對各種工序進行細分。但是應用數控機床加工工藝之后,多道工序被整合成一道工序,包括對零件進行細加工、對車螺紋進行處理、制作倒角等等。
與傳統的機床加工工藝相比,數控機床程序指令的加工工藝具有如下幾個優點:第一,可以簡化工序步驟,集中進行機床建設。第二,可以優化工序內容,提高工作效率。第三,可以提高工作的精確度,提升工序的編制效果。
2 數控刀具與傳統刀具的對比分析
數控刀具以數控技術作為依托,是一種新型的刀具。數控刀具和傳統刀具有很大的差別:從材料上來看,傳統刀具一般為鋼制或是鐵制,而數控刀具是由金剛石、合金等材料制成的。從應用上來看,傳統刀具只能進行單線化運作,但是數控刀具卻能實現標準化運作,滿足自動換刀的需求。從維護上來看,傳統刀具需要進行定期維護,但數控刀具不需要進行打磨[2]。
與傳統刀具相比,數控刀具具有如下的幾個優點:第一,數控刀具的工作效率比傳統刀具高。第二,數控刀具的精度較好。第三,數控刀具的安全性能更加良好。第四,數控刀具更加專業。我國的經濟社會不斷發展,加工行業對刀具的需求日益擴大,傳統刀具已經不能滿足加工的需要。對刀具行業來說,促進自身的產業結構優化升級非常必要,擴大數控刀具的生產量勢在必行。
3 數控夾具與傳統夾具的對比分析
傳統夾具的加工方法非常簡單。具體而言,傳統夾具的加工方法可以概括為一人一刀一道工序。在對零件進行加工的過程中,需要把工作劃分為各個工序,然后在每個工序中采用專門的加工技術。應用傳統夾具的加工方法具有如下的幾個弊端:第一,工序量過大,會浪費大量的人力物力資源。第二,加工的效率非常低,準備工作的時間過長。第三生產的周期長,零件的一致性較差。
數控夾具采用了高速切削的方法,實現了全自動化的加工過程。數控夾具和傳統夾具相比具有如下的幾個優點:第一,數控夾具的力度相對較大,因此穩固性比較好。第二,數控夾具的柔性限度較高,彈性變化相應較大。第三,數控夾具的定位相對準確,可以保障加工質量。在應用數控夾具的過程中,工作人員需要應用數控裝置系統,對各種夾具進行檢測,然后把夾具的相關信息錄入到系統之中。在數控夾具的加工中心,也有一些通用的機床設備。但是與傳統夾具的使用策略不同,數控夾具不需要進行前期準備,只需要對裝置系統的各項參數進行分析,就能掌握成孔中心,然后采用刀具增加孔深[3]。
4 Y語
綜上所述,為了實現加工行業的發展,必須對數控加工工藝和傳統加工工藝進行對比分析,發揮數控加工方法的優勢。
參考文獻
[1]熊堯.面向重型數控機床的服役可靠性評估方法及增長技術研究[D].華中科技大學,2013.
篇5
關鍵詞:細長軸;深孔鉆;珩磨
中圖分類號:TG51 文獻標識碼:A
引言
零件S-261907(詳見圖1)屬于細長軸類零件,主要其連接作用,長度為3078mm,其內孔粗糙度要求為Ra1.6μm,同時零件的技術條件要求也極其嚴格。該零件雖然結構相對簡單,但是由于零件過長,加之材料為INCONEL718(高溫合金),為難切削材料,而且,零件的毛料為實心棒料,在鉆孔后,去除余量較多,容易引起局部變形,因此對零件的變形控制為本零件的加工難點。另外,零件太長,在鉆孔時,零件的同軸度也難以保證。
1分析零件圖及加工難點
加工技術難點:
根據零件圖的特點,在加工過程中主要遇到以下難點:
a細長軸的加工工藝;
b保證零件的尺寸和技術要求。
2確定工藝路線
根據零件圖確定細長軸的工藝路線如下:
0 毛料圖表J5毛料檢查10車一端外圓基準20車加工找正帶25車坡口30鉆孔35修找正帶40擴孔45修找正帶50擴孔55粗珩內孔60半精車外圓65精珩內孔70精車外圓J75最終檢驗
3零件的研制加工
3.1車加工找正帶與找正
車加工找正帶時一夾一頂,中間不使用任何支撐,這樣做的風險就是由于零件過長,中間有可能出現“塌腰”的現象。但是通過實踐,并沒有出現零件“塌腰”的現象。找正帶車加工完成后,在機床上對三處找正帶打表檢查,其跳動都在0.02mm以內,滿足了在深孔鉆鏜床上加工的要求。
3.2鉆孔
在鉆孔之前發現零件的直徑小于深孔鉆鏜床的四爪卡盤內孔的直徑,因為在鉆孔時軸向力很大,若零件的軸向沒有約束僅靠卡盤夾緊,加工中零件有可能移動,為此,制作一個夾緊套,來避免此現象的發生。
根據刀具手冊的參數,開始鉆孔,初步將參數設定為轉速112r/min,進給20mm/min。由于工件材料為INCO718,韌性和強度都很大,同時機床的功率也不是高,所以,在加工過程中出現了很大的噪聲,而且還出現了悶車的現象。這時對加工參數進行調整,先是提高了轉速,將轉速調至160r/min,將進給調至14mm/mim。因為轉速過高,出現了“磨刀”的現象,刀具后角磨損嚴重,刀片的壽命急劇縮短。繼續調整加工參數,轉速調至112r/min,進給調至10mm/min,這時,切削過程基本流暢。
雖然找到了合適的切削參數,但是,刀片磨損仍然很嚴重,基本上每切削300mm就需要換一次刀片,這樣增加了刀具成本。分析原因,個人認為機床性能與刀片的性能沒有吻合,即機床達不到刀片規定的切削速度,刀具在使用非額定的切削參數切削時,其磨損遠大于額定的參數切削。
3.3鉆孔總結
在鉆孔的過程中,由于刀片在孔內,無法觀察其磨損情況,但可以通過切屑的質量可以判斷刀片的磨損情況,加工過程中用手感覺刀桿的震動情況,通常情況下,若刀桿的震動情況加大,切屑也翹起了花邊,就應該及時更換刀片,否則有可能損傷刀體。
3.4擴孔
將零件裝夾到深孔鉆的過程中,零件中間部分跳動達到 0.8mm,分析原因:零件在鉆孔時去除余量較大,產生了極大的應力,零件從深孔鉆卸下之后,零件開始釋放應力,導致了零件的變形。為此,在擴孔之前又重新車加工了找正帶,保證在上深孔鉆之前3處找正帶同心,在車加工找正帶過程中上刀量不能過大,否則會頂彎零件。重新將找正帶車到跳動不大于0.02mm后,進行擴孔。在擴孔過程中,機床經常出現刺耳的聲音,同時,刀體上的導向塊磨損很快,嚴重的時候導向塊會磨碎,只能調換方向或安裝新的導向塊。雖然能進行擴孔工作,但是極大的增加了加工成本。
導向塊磨損的原因主要是刀片車出的孔徑小于導向塊的直徑,導向塊與零件形成過渡配合。因為在一面刀刃磨損后,刀片的尺寸就已經減小,在將該面刀刃旋轉到與刀體接觸的時候,雖然在裝夾的時候,刀片的位子在正常位子,但是當切削時,切削力會把刀體擠向刀體的圓心方向,由于與刀體接觸的刃面已經磨損,所以,刀片發生了讓刀現象,鉆出來的孔就會較實際設定的直徑小,導向塊會與零件的內壁發生嚴重的摩擦,行程工件系統機械的震動和噪聲。
在第一次擴孔后,對零件的壁厚差進行了檢查,已經下降到了0.3mm,可以說反復擴孔將會減少壁厚差。但是在第二次擴孔之前,同樣需要重新車加工找正帶,這次修正,同時要修正坡口,因為第二次擴孔時,將從與鉆孔方向相同的的一端進行加工。在第二次擴孔時,將內孔加工到了75.9mm,這與零件的內孔的最終尺寸還有0.3mm的余量。
3.5珩磨
珩磨細長軸,在黎明公司是第一次,該設備是進口的設備,此前也沒有珩磨的經驗,只在安裝調試設備時廠家對我們進行了培訓,加工零件的時候我們只能根據廠家提供的參數進行,珩磨頭轉速為230r/min,進給10~15mm/min,負載10%~12%,,由于珩磨機的工作行程為2米,所以,我們從兩端對長軸進行了珩磨,在珩磨過程中需要掉頭進行二次裝夾。珩磨頭、珩磨桿和機床之間是由兩個萬向節進行連接,珩磨頭在零件的內孔內會沿著內孔的方向行進,只要將零件夾緊后固定即可,不用進行找正。珩磨去除的余量小,且屬于精加工設備,而且精車外圓后零件可能變形,所以第一次珩磨的時候只去掉了0.15mm的余量。
在精車外圓后,再將內孔珩磨到圖紙要求的尺寸。當要求去除的余量較大的時候,可以換粗糙的油石進行加工。珩磨后的表面遠遠的高于圖紙表面的質量要求,最終表面質量達到了Ra0.04μm。
此項工作,填補了黎明公司珩磨長軸零件的空白,為今后珩磨加工提供了寶貴的經驗。
結論
細長軸的加工是機械加工的難點,細長孔的加工更是難上加難,在加工過程中,如何控制零件變形是需要克服的主要難題。在加工該零件的過程中我們借助了一些專用設備,如數控深孔鉆鏜床、珩磨機等,尤其是珩磨機,在我公司是第一次珩磨深孔,填補了黎明公司的空白。深孔鉆方面,尤其是深孔鉆的刀具調整,減少了加工成本,也提高了加工效率,在工裝方面,我們自制了一些夾緊套和錐度套,來滿足加工需要??偟膩碚f,在細長軸的加工過程中我們積累了一些經驗,在今后的工作中還需繼續完善和提到,為軸類零件的加工提供有力保障。
參考文獻
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關鍵詞:濃縮雞骨湯:熬煮時間:料液比:原料粒度:蛋白質含量
中圖分類號:TS251.94 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2016)09-2330-05
在中國悠長的烹飪文化歷史中,湯是餐桌上一道必不可少的菜肴。因鮮骨中含有蛋白質、脂肪、骨膠原、軟骨素以及維生素A、B1、B2等營養元素。常被作為煲湯原料:鮮骨中的蛋白質含量可與鮮肉媲美,而且骨蛋白是可溶性蛋白質。生物價高,是優質的蛋白源。
雞骨架是雞肉類產品的副產物,因其原料豐富,價格便宜,容易獲取,富含營養,在食品加工中有很大的應用前景。雞骨湯屬于白骨湯,用雞骨熬出的濃縮骨湯,色澤均勻、味道鮮美、黏稠度適合,不僅可以作為菜肴直接食用,也可作為高級調味湯料應用于餐飲業。現在雖然有味精和雞精等許多增鮮調味劑的出現與使用,但其鮮昧與骨湯存在差異,不能替代骨湯在調味方面的地位。
現在骨湯制作基本以家庭為主,工業化生產的骨湯很少,隨著人們生活節奏的加快,很多人沒有時間在家制作骨湯,因此工業化生產方便骨湯成為發展的必然。骨湯類產品的潛在市場廣闊,目前對其理論的研究鮮見報道。本試驗以雞骨架為原料,分別對熬煮時間、料液比和原料粒度3個因素進行單因素試驗。在此基礎上,以蛋白質含量為響應值,結合感官評價,采用響應面中的Box-Behnken中心組合設計優化濃縮雞骨湯加工工藝,以期獲得最佳的工藝參數。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
新鮮雞骨架:購于綿陽市青義青科市場。
考馬斯亮藍G-250、無水乙醇(90%)、磷酸(85%)均為分析純。
蛋白質標準溶液:用牛血清白蛋白配成含蛋白質1000μg/mL的標準溶液。
1.2 主要儀器
G20-PHOH型電磁爐[上海奔騰企業(集團)有限公司];HH-4型數顯恒溫水浴鍋(常州奧華儀器有限公司):DHG-9202-3A型電熱恒溫干燥箱(上海三發科學儀器有限公司):UV1000型紫外-可見光分光光度計(上海天美科學儀器有限公司):SZ-1型快速混勻器(常州普天儀器制造有限公司)。
1.3 試驗方法
1.3.1 濃縮雞骨湯熬煮工藝流程 新鮮雞骨架預處理常壓熬煮湯渣分離濃縮產品。
1.3.2 操作要點
1)雞骨架預處理:將購買的雞骨架進行去頭、去內臟、去皮、去除多余的肉質和油。用流動水浸泡10min,去除血水。經過清洗后。切成所需大小。用沸水煮3~5min,除去肉腥、懸浮物及血水,為防止流失營養物質,撈出雞骨架并將其迅速置于冷水中,注意沸水煮制時間不宜過長。
2)常壓熬煮:取一定大小的雞骨架0.25kg放入不銹鋼鍋中。按一定比例加水,沸騰后在100℃熬煮一定時間(原料粒度、熬煮時間及料液比參數根據下面試驗確定)。
3)湯渣分離與濃縮:雞骨架經加水常壓熬煮后,濾去雞骨渣后進行濃縮,達到原體積1/2后即為雞骨濃縮湯。
1.3.3 濃縮雞骨湯熬煮工藝條件的單因素試驗
1)時間:稱取原料粒度4-5cm的雞骨架0.250kg于不銹鋼鍋中,以1:4的比例(g:mL,下同)加入冷水。在100℃條件下熬煮3h,并在熬制過程中不斷補充水。以保持水分總量不變。自沸騰開始,每隔30min取一次樣進行感官評價和湯中蛋白質含量的測定。
2)料液比:取5份原料粒度4-5cm的雞骨架各0.250kg于5個同樣的鍋中,分別加入1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6的冷水,在100℃條件下,沸騰后熬煮2h,在熬制過程中不斷補充水,以保持水分總量不變,結束后取樣進行感官評價和湯中蛋白質含量的測定,
3)原料粒度:分別取原料粒度為小于1、2-3、4-5、6~7、大于8cm的雞骨架各0.25kg于5個同樣的鍋中。加入1:3的冷水。在100℃條件下,沸騰后熬煮2h,在熬制過程中不斷補充水。以保持水分總量不變,結束后取樣進行感官評價及湯中蛋白質含量的測定。
1.3.4 響應面優化工藝參數試驗 根據Box-Behnken中心組合設計原理在單因素試驗的基礎上,采用3因素3水平的響應面分析方法,以熬煮時間、料液比、原料粒度為考察因素,以蛋白質含量為響應值進行試驗,試驗因素和水平見表1。
1.3.5 測定方法
1)蛋白質含量測定:采用考馬斯亮藍法。
2)感官評價方法:采用100分制。感官評定小組由固定的5人組成,按照濃縮骨湯感官評價標準(表2)進行評定。首先將樣品置于鼻子正下前方約5cm處。深吸一口氣,仔細鑒別樣品釋放的氣味。反復3~5次。再飲一小口樣品。仔細咀嚼。使之充滿口腔,緩慢吞咽,鑒別樣品的滋味、黏稠度、耐嚼性、滑爽度等,反復3-5次。最后將樣品置于光線明亮處,仔細觀察樣品的光澤、顏色及紋理。再根據感官評定標準,對樣品的色澤、香味、口感和接受度進行評定打分,最后計算5人的評分平均值,其平均值為樣品的感官評價得分。
2 結果與分析
2.1 單因素試驗結果
2.1.1 熬煮時間對雞骨湯中蛋白質含量和感官品質的影響 如圖1所示,隨著時間的增加,湯中蛋白質含量不斷增加。在120min之前增加幅度較大,在120min之后。增加趨勢變緩,特別是150min后。說明骨中蛋白質浸出主要在雞骨湯熬煮前120min,120min后骨中蛋白質向骨湯中轉移速率變緩。劉小蕾研究表明在熬制和酶解對豬骨湯品質的影響中,當熬煮時間達到一定值,湯中蛋白質含量增加極為緩慢,與本研究結果相似。
從圖2可知,隨著時間的增加,感官評分也在增加,熬煮時間越長其色澤越趨于乳白色,口感越香醇,香味越好,相應的接受度也越高。在150、180min時,感官評分相差不大且較高。結合圖1和圖2,120、150、180min3個水平可作為響應面設計熬煮時間因素的研究水平。
2.1.2 料液比對雞骨湯中蛋白質含量和感官品質的影響 如圖3所示,隨著料液比比例增大,蛋白質的溶出量先增加后減小。在料液比為1:2時,蛋白質含量最高。骨湯制作過程的實質是原料中呈味物質通過介質水在適當的加熱和浸漬溶出的過程,料液比過大和過小都不利于原料中營養元素和風味物質的浸出。劉小蕾在研究豬骨湯骨水比時,湯中蛋白質隨骨水比例的減小先增加后減少,其變化接近拋物線變化趨勢,與本試驗結果相似。
如圖4所示,感官評分也是隨著料液比的增加,先增加后減少。在料液比為1:3時,湯的感官評價分值最高。料液比過小,湯色澤灰暗,氣味協調性差;料液比過大,湯濃度變稀,整體的風味變淡。結合感官評價和蛋白質含量測定的結果,選擇1:2、1:3、1:4這3個水平作為響應面設計料液比因素的研究水平。
2.1.3 原料粒度對雞骨湯中蛋白質含量和感官品質的影響 結果如圖5和圖6,隨著原料粒度的增大,蛋白質含量和感官評分都是先增大后降低,當原料粒度在4-5cm時蛋白質含量最大,在2-3cm時,感官評分最高。原料粒度較大時。比表面積小。與水接觸面積小,不利于雞骨中可溶性蛋白質的溶出,湯的濃度稀,風味淡,感官品質不好:但原料粒度較小時,有其他雜質溶出,使溶液飽和,也不利于可溶性蛋白質的溶出,且湯體系中有很多懸浮物質,影響雞骨湯的感官品質。結合感官評價和蛋白質含量測定結果。響應面分析時原料粒度選擇2-3、4-5、6-7cm3個水平。
2.2 Box-Behnken試驗結果
2.2.1 模型的建立 在單因素試驗的基礎上,根據確定的熬煮時間、料液比和原料粒度范圍進行Box-Behnken試驗,結果見表3。利用Design exped8.0.5b統計軟件對表3試驗數據進行回歸擬合,得到熬煮時間、料液比和原料粒度3個因素的二次多項回歸模型為Y=0.607+9.05833×10-3X1-0,074437X2-0.094937X3+3.08333×10-4X1X2+8.3333×10-6X1X3-6.625×10-3X2X3-2.83333×10-5X12+7.5×10-4X22-9.375×10-3X32。
對該模型進行方差分析,結果如表4所示,該模型極顯著(P0.800O)。R2Adj=0.9950,說明該模型能與實際較好地擬合。因變量與所考察自變量之間的線性關系顯著。故可用此模型對濃縮雞骨湯熬煮工藝結果進行分析和預測。
從表4可知,所有一次項X1(熬煮時間)、X2(料液比)和X3(原料粒度)對蛋白質含量的影響都極顯著(P熬煮時間>原料粒度:在所有二次項中只有X22對蛋白質含量的影響不顯著,X12、X32對其影響極顯著。交互作用中,X1X2與X1X3的影響極顯著,X2X3的影響不顯著。
2.2.2 因素間交互作用分析 由表4可知,X1X2、X1X3對蛋白質含量的影響極顯著,因此熬煮時間與料液比,熬煮時間與原料粒度兩組因素存在明顯的交互作用,對兩組因素做響應面分析,考察因素間的具體交互規律。
圖7為固定原料粒度為4~5cm時,熬煮時間和料液比對湯中蛋白質含量影響的交互情況。從圖7中可以看出,料液比固定不變時,響應值隨著熬煮時間的增加而增加,當響應值達到一定水平時。增加趨勢緩慢。當熬煮時間固定不變時,響應值隨料液比的增加而減小。料液比對熬煮時間的影響主要在于水量多則會增加骨湯沸騰和達到浸出相對平衡的時間,熬煮時間越長蛋白質溶出量越多。
圖8為固定料液比在1:4時熬煮時間和原料粒度對蛋白質含量影響的交互情況,從圖8中可以看出,原料粒度固定不變時,響應值隨著熬煮時間的增加而增加,當響應值達到一定水平時,增加趨勢緩慢。當熬煮時間固定不變時,響應值隨原料粒度的增加先增加后減小,因此原料粒度存在臨界值。當熬煮時間為120min時,臨界原料粒度為3.70cm:當熬煮時間為150min時,臨界原料粒度為3.72cm:當熬煮時間為180min時。臨界原料粒度為3.73cm。說明在不同的熬煮時間下,原料粒度都存在臨界值使蛋白質含量有最值,且隨著熬煮時間的增加,蛋白質的最值在增大。不同熬煮時間下原料粒度對蛋白質含量影響的臨界值如表5所示。
2.2.3 濃縮雞骨湯最佳熬煮工藝優化和驗證試驗對上述回歸方程求解,優化后的最佳工藝參數為熬煮時間171.38min,料液比1:2。原料粒度4-5cm。此條件下模型預測濃縮雞骨湯中蛋白質含量為1.4713mg/mL。為試驗操作方便,選擇優化后條件為熬煮時間170min。料液比1:2,原料粒度4-5cm。在此條件下進行驗證試驗并作平行組3個。濃縮雞骨湯中蛋白質含量分別為1.4706、1.4695、1.4688mg/mL,平均值為1.4696mg/mL,與預測值誤差較小。因此,采用響應面法分析優化得到的濃縮雞骨湯熬煮工藝參數是可靠的。
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1機械加工工藝的內涵
機械加工工藝的定義:將加工工藝的流程作為基本條件,以對生產的主體進行位置、形狀等的改變為手段,達到成品制作的目的。對于工藝流程的界定是工藝實際操作的過程,構成這個過程的因素有相關人員的素質和能力、產品數量等。(1)機械加工工藝的流程是非常繁瑣、復雜的,其中包括的內容非常多樣,包括工藝材料的收取和保養、毛坯的制作、零件的處理等等。機械加工工藝的過程在整個機械加工過程中占有相當重要的地位。(2)在開始機械加工工藝過程之前要做好很多方面的工作:明確零件加工的流程;對相關工序的尺寸進行精確的測量;對各個工序需要做的準備進行確定。(3)機械加工工藝路線制定。機械加工工藝路線制定過程中,應做好以下幾項工作:第一,做好路線制定前的準備工作。即相關工作人員要在機械加工前確定正確的零件加工工藝路線;第二,進行機械加工前還需要對各工序進行工序尺寸的測量,以保證機械加工的精確度。第三,相關工作人員需要在機械加工之前確定各工序需要的加工設備。在制定工藝路線過程中還要遵循以下幾點原則:第一,優先加工基準面,在加工過程中,為了保證平面和孔的位置精度,則需要先對平面進行加工,然后再對孔進行加工;第二,加工過程中有精粗加工之別,所以需要分開進行加工,同時還應該合理地選擇機械加工設備和熱處理工序的時間等。
2對機械加工精度產生影響的因素
(1)機械加工工藝是機械加工質量和精度的重要保障,要提高機械加工的質量和加工的精度就必須從機械加工工藝入手展開研究。構成機械加工的內容包括加工工具、機床等,這些因素都關乎著機械加工的實際工作過程,只要一個因素出現問題,那么,機械加工工藝就會受到影響,不能發揮出最大的作用,機械加工的效率也將得不到保證,從而對機械加工的精度造成嚴重的影響。幾何誤差在機械加工工藝的實際操作中是極其重要的影響因素,它是影響機械加工精度的最重要的因素。那么,工具的磨損、機床問題等都會造成幾何誤差的產生,并且隨著時間的推移幾何誤差會逐漸增大,對機械加工精度的影響也將越來越大。(2)工件受力變形在實際的機械加工的過程中也是非常常見的現象,這對機械加工精度的影響也是非常大的。造成工件變形的因素包括了工件自身的重力、加緊機床的力度、傳動力等等,這些重力的施加對于工件來說都是非常難以承受的,就在一定程度上改變了工件和機床、工件和刀具之間的位置關系,造成精度降低,進一步導致了機械加工精度的誤差,從而對機械加工工藝和加工質量產生影響。(3)傳統的機械加工工藝已經不能達到人們對機械加工精度的要求,但是在部分機械加工上,還是運用了傳統機械加工工藝,使得機械加工精度得不到保證,從而導致加工質量差、成本投入大等等方面的問題,在更大程度上影響了機械加工的質量和效率,同時,加工的收益也大大減少。(4)機械加工工藝還受到一個重要因素的影響,那就是工藝系統的熱變形。在機械加工的過程中,對其進行熱處理是非常重要的一個步驟,這是因為由于熱力的影響會造成工藝系統的熱變形,對工具的幾何關系等造成一定的破壞。而且,熱變形造成的誤差在機械加工工藝的總誤差中占有相當大的比例,所以,對熱力進行良好的處理和控制能在很大程度上避免機械工藝加工的過程出現誤差。熱變形會進一步對機械加工精度產生影響,從三個方面表現出來,分別是工件熱變形對機械加工精度的影響、機床熱變形對加工精度的影響、刀具熱變形對加工精度的影響。工件熱變形對于長度突出、精度要求高的零件產生的影響最大。要減輕工件熱變形對于零件的影響,需要加強切削液的應用,對零件表面的升溫狀況進行改善,將工件熱處理對于零件的影響降到最小。要保證機械加工工藝的質量、提高機械加工的精度,可以通過不同的方法和途徑來展開,比如將誤差值降到最小、加強對誤差補償的應用等等。
3通過機械加工工藝提高加工精度的手段
機械加工工藝作為機械加工精度的重要影響因素,其中的每一個環節都與機械加工精度形成影響因素的關系,所以提高機械加工精度也離不開機械加工工藝的提高,提高機械加工工藝就意味著機械加工精度得到了提高,兩者形成正相關關系,并且提高機械加工精度的關鍵在于機械加工工藝的提高,所以運用機械加工工藝可以實現機械加工精度的提高,具體的措施如下。(1)在機械加工精度的提升過程中,加工工藝的地位是不容忽視的,機械加工工藝是提高機械加工精度的重要條件和前提,對于機械加工的整個過程來說也是相當重要的。為了提高加工精度,就必須要強化對于機械加工工藝的認知,將其作為進行精度提高的重要基礎,對機械加工的水平進行全面的提高和完善,同時,機械加工工藝的發展要和時展的要求相結合,時展一個很重要的要求就是創新,所以,必須要對機械加工工藝進行一定程度的創新。實現對機械加工工藝的創新需要引進先進的工藝技術和加工設備,全方位的對機械加工工藝進行提升,從而實現加工精度的提高。(2)誤差的出現對于機械加工工藝來說有著不小的影響,所以,要積極開展實際的機械加工過程中存在誤差的研究和分析,造成誤差的原因要從三個方面來說,分別是工具、機床和工件,要將這三個方面出現的誤差進行全方位的把控,從而更好的解決誤差,提高機械加工工藝的質量和加工的精度。要在實際機械加工的過程中采取一定的措施,實現機械加工補償技術的應用。機械加工過程中用到的機床也分為不同的類型,數控機床可以通過相關的數字化操作來對其進行磨損矯正。一般的機床可以通過相關專業人員來進行設置補償。同時,還要對加工設備定期養護,保證其工作效率。(3)在實際的機械加工過程中,機床占有很大的地位,實現機床工作效率的提升也是很重要的工作內容。傳統的機床已經不能實現人們在生產加工中的要求,所以,要引進先進的數控機床,這與機械加工的發展目標是相一致的,包括數字化、信息化和智能化。數控機床對于加工精度的提升是非常有幫助的。優化加工工藝,可以引進柔性制造系統等。這些手段可以很好地提高機械加工工藝的質量和加工精度,實現利益最大化。
4結語
目前,機械加工還是存在著一定的問題,影響加工工藝和精度的因素也是多種多樣的,比如工件的變形、熱變形、機床的磨損等等,都會使機械加工工藝的質量和精度得不到保證。所以,要不斷研究和探索提高機械加工工藝和精度的手段和方法,比如,對相關的工作人員進行培訓,加強對于機械加工工藝和加工精度的認知,提高自身的素質和能力;減少誤差的出現,將其控制在合理的范圍內;引進先進的數控機床,實現數字化、信息化和智能化的發展。
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關鍵詞:機械加工;工藝;零件加工精度;影響
在對零件進行加工的過程中,機械加工工藝對零件加工精度產生很重要的影響,這些影響一般都是以直接的方式施加到零件加工環節中。機械加工工藝是一個系統工程,在這個工程中,存在著很多的部件,在這些部件的共同協環節中,構成了對機械進行加工的這一龐大系統。只有深入查找病因,并對其進行深入分析,才能保證零件在加工過程中的精度。
1.有關機械加工工藝的介紹
機械加工工藝是指在加工工藝流程的環節中,通過一定的方式來改變生產對象的尺寸、幾何形狀、性質和現對位置等,促使生產對象實現向成品或半成品過度的目的。其中實施中的機械加工工藝可具體分為工藝流程和工藝規程這兩個方面。工藝規程主要是將工藝流程中的有關內容寫成文件,方便查閱和借鑒。而工藝流程實質上就是機械加工工藝的具體實施過程。例如對設備的條件狀況、人工素質狀況以及產品數量等一些加工環節涉及到的信息進行確定。
2.零件加工工藝分析
對零件加工工藝進行分析內容可以從零件加工的環節著手,按照熱處理、車削、插內花鍵、滾齒、熱處理、萬能磨、齒輪磨、這七道零件加工的環節來對其進行有關加工工藝方面的分析,以此來提高人們對零件加工工藝這一技術的認識。
2.1.熱處理。此處熱處理工序也成為初步熱處理,主要是通過正火開即那個材質的穩定性進行提高,降低其在后續工作中發生變形的幾率。
2.2.車削。車削工序主要是校正加緊左端,光平右端面,鉆孔至?25mm;掉頭,四爪頭上活,校正外圓和端面跳動≤0.02mm并夾牢。
2.3.插內花鍵。加緊左端,校正右端面和端面跳動≤0.02mm,作標記的方向要與高點位置相一致,然后夾牢,最后在插入內花鍵直到符合圖紙的要求為止。
2.4.滾齒。這道工序主要是校正和裝夾工序同上,滾齒留磨量,去毛刺。
2.5.熱處理。在加工環節中,將滲碳、淬火工藝達到圖紙要求,同時,在該工序中,為保證個零件的表面間的相互位置精度,均勻后序加工余量,家少反映誤差,宜采用統一校正基準和校正裝夾。
2.6.萬能磨。這道工序要求四爪夾頭上活,夾住右端,校正左端外圓和端面跳動≤0.02mm;此工序的高點位置與工序2.車削中所作的標記方向一致并且要夾牢。
2.7.齒輪磨。要求在1:4000芯軸上活,裝緊,校正齒位,把齒輪磨到和圖紙上的要求即可送檢入庫。
3.機械加工工藝對零件加工精度的影響方面
3.1.機械加工工藝中,熱變形對零件加工精度影響
這一環節對零件加工的精度影響相對與其他幾個方面,程度更為嚴重。因為在這一施工環節中,操作人員對零件的操作性較小,僅僅是在加工前,將一些設備、工具和夾具等盡可能地按照要求來擺正,但在加熱定型環節中,作出相應的技術調整存在著很大的困難。因為是對零件進行高溫定型,所以在此環節中,還存在著工件受熱變形、刀具受熱變形和機床受熱變形等情況,這些情況都會對零件加工的精度產生一定影響。
3.2.機械加工工藝中,幾何變形對零件加工精度影響
機床、夾具、工具和工件四個部分共同構成了機械加工工藝這一系統,每一個環節的操作失誤都會導致機械加工工藝系統問題的出現。機床軸向的擺動和主軸的徑向都會對零部件的加工精度產生影響,因為在加工環節中,不同類型的零件對加工的要求是存在著一定的差異性,若是在加工環節中,機床的位置不對,夾具的角度出現偏差,對工件和工件的操作失誤等情況,都會使所加工的零件發生幾何變形。因此,在零件加工過程中要特別注意幾何變形對零件精度的影響。
3.3.機械加工工藝中,受力變形對零件加工精度影響
零件在加工過程中,要承受著各方面施加過來的作用力,特別是在切削環節中,加工的零件必須要承受重力、切削力和夾緊力的作用。在這些力的作用下,零件發生了一些變化,零件的形狀、尺寸、大小好相互之間位置與設計圖紙中的標準存在差異,即零件因承受過大作用力而導致加工出的形狀與設計要求之間出現一定的差異。為解決零件的受力變形問題,提高零件加工的精確度,操作人員必須對這一方面進行詳細的研究并制定相應的解決對策。
結語:
機械加工工藝對零件的加工工作屬于一項細致工作,對工作的精度要求極為嚴格。機械加工工藝的成熟度決定著其零件加工的精度情況,為保證零件精度,必須對機械加工工藝進行完善和提高??梢詫⒁恍┈F代化的先進技術與傳統的機械加工工藝相結合,借助現代技術的強大優勢,提高機械加工工藝,提高零件加工的精度。
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【關鍵詞】機械加工,工藝,加工精度,影響
我們知道隨著社會的發展通信發展越來越受到人們的關注,為了能夠讓通信信息的傳輸交換實現基本不受空間甚至距離的條件約束,從容的進行陜速、精準的發展與應用,加強通信系統的機械加工制造,特別是其中影響最大的加工精度問題,就顯得尤為重要。
一、機械加工工藝及加工精度相關研究
在機械加工工作中,常常會有很多客觀性因素影響加工的成果,為通信高速準確的傳輸帶來一些直接或者間接的影響,從而影響通信的高速度發展,為此,針對通信技術加工方面的機械加工工藝的核心性內容:加工精度的研究尤為重要,不僅因為它能夠準確在根本上就將能夠實現信息高速交換傳輸的相關機械零部件使用率進行精準把控,降低低效率,增加整體機械零部件的質量更因為加工精度越高加工成就會相應越低返工率也會越低。所以,為了取得通信工作的飛速發展,排除可能影響加工精度的各種因素,對工件規格、外部形態、安置部位等三大方面的研究成為我們手頭機械加工精度至關重要的研究內容。
二、機械加工工藝對加工精度的影響
機械加工工藝對加工精度的影響是多方面的,本文主要介紹一下幾點:
2.1 加工前評估影響
我們知道機械加工工藝涉及到的工序繁瑣,而且每道工序都可能對加工精度帶來或多或少的影響,但是由于工序的繁瑣,忽略了細微的因素影響,比如機械加工過程中溫度壓力偏高或者根本超出所用儀器的承受力的情況沒做好預測,致使加工精度受到影響。
2.2 加工過程中誤差影響
所有的操作都是會出現或多或少的誤差,這是不可避免的,畢竟機械加工存在很多機械直接操作,即便用了再精密的機械,甚至對易磨損等零部件及時更換,人為還是無法進行機械部件誤差影響,因為機械加工工藝包含了方方面面,不僅涵蓋工藝初始的機械定位,還有實際加工過程中遇到的突然變化的受熱、突然加大甚至超出機械相應承受限度的受力而產生的輕微走形,甚至還有實際采用加工方法的基準線實際偏差定位符與預期不符等原理誤差,以及由于機械磨損要進行機械加工進行工序調整產生的些許誤差,這些都是不可避免的。
2.3 機械工作損耗問題
機械加工使用的切削工具出現的沒預料到的磨損,這都會對加工精度造成影響。
2.4 機械加工工藝超出預測產生的形態形體變化影響
機械加工前我們會對機械所用的設備進行質量挑選與認定,但是由于機械加工工藝主要是機械直接操作,人為進行把關控制,對于突發的驟熱瞬間受力等晴況引起的機械形變影響基本無法控制與預測。
2.4.1 受力
由于機械加工用到的各部件:工件、導軌等都有一定的受熱受力限值,特別是導軌方向上,水平方向是影響最大,垂直方向影響最小而導軌一旦發生扭曲對加工精度的影響是很嚴重的,雖然為了達到預期的切削等工序其質量要求一般都比較高,但是由于使用的機床在制造上存在偏差,甚至安裝失誤以及異常磨損這嚴重影響了加工精度。
2.4.2 受溫度變化
我們知道機械在工作時會進行摩擦接觸,這就會產生熱量,甚至由于環境散熱不高或者部件抗熱性能低,造成機械加工中的相關工作部件變形,根據研究顯示這種受熱異常引起的加工精度影響占到了總體影響的40%以上,在機械工件受熱后產生的影響主要表現在精加工方面,特別是通信常使用到的長度長,精度需求度高的零件如絲杠,由于其受熱變形量大在進行銑刨磨時會出現局部凸起,進行切削處理待溫度將下來后就出現凹槽;在機械加工的刀具上也產生嚴重影響,主要表現在連續進行切削作業的工作頻率逐漸變緩慢得現象上;不僅如此對機床也是有在受熱后進行形變的影響,這主要是因為機床內部結構復雜,對機床進行授熱的各部位熱源不同,這就會產生受熱不均,使機床不同部位產生相應不同的變化,引起機床的整體形態,從而影響加工精度。
2.5 技術工藝影響
根據研究顯示機械加工制造工件的加工精度最主要影響源是機械加工使用的機床的精度。而由于機床在進行機械加工的時候會經過軸回轉、熱處理等工序,操作人員操控時沒有把握好火候甚至沒有發現機械加工工件出現的異常摩擦都會對加工精度造成很大不利的影響。還有,由于機械操作人員的疏忽或者技術不到位沒有將裝置完全按照圖紙安裝造成對加工精度的影響;甚至在機械加工進行數控工作,或者位置調整等進行的不科學不到位操作,都是機械加工時遇到的技術工藝不善的影響問題。
三、解決機械加工工藝對加工精度的影響方法
3.1 減小誤差的技術方法
我們知道機械加工主要進行直接操作的是機器,所以很多誤差是避免不了的,但是為了提高加工精度,我們可以采取將誤差抵消的技巧,這主要就要進行機械加工的操作人員密切注意機床等摩擦性大的零部件的磨損檢查與實時更換,以及主要受壓受溫度影響零部件的工作環境情況監測,以及分析衡量好剛度適中,且抗溫抗壓性能較好的材料進行機械加工的配備;甚至在相應減少不了的原始誤差基礎上人為制造一種可以抵消原有誤差的預期新誤差或者將原有誤差轉移到不敏感不重要的地方,從而提高加工精度。
3.2 工具選用技巧
為了提高加工精度可以進行零部件針對性改善,比如機械加工中的刀具,我們可以對其進行外形匹配與耐磨性質量選擇后再進行冷卻液涂抹等小技巧,減緩摩擦影響并且注意在調整法加工時,要在發現機械加工的刀具陷入急劇磨損前重新進行刀具的磨刀工作;甚至通過實驗測量機床相關工作部件韌性剛度,從而減緩變形幾率。
3.3 在操作時注意使用的技術手段
(1)切試法:這主要是針對機械加工成品的規格與外部形態進行精度測量的。
(2)調整法:這是進行機械加工的基準線調試與位置精度調整的;主要對定程機構進行誤差測量。
(3)誤差精度轉移:這主要針對軸回轉工序,加強軸部件制造精度同時對滾動作業的軸承進行預緊甚至采用死頂尖支撐來轉移精度,使誤差不影響到工件上面。
(4)誤差補償:這不僅表現在制造新誤差替補機械加工中固有不良誤差,也表現在縮短傳動工序使用鏈長短,降低轉速,并進行頻譜分析對傳功工序產生的誤差進行補償。
(5)加開口套皮墊:這主要是針對機械加工工藝中夾緊裝置的改善,具體可以對于那些薄壁變形套夾進行加開口套的方法,而對于薄壁工件磨削嚴重的進行加橡皮墊改良。
(6)變形轉移補償:針對重力影響我們可以采取重量轉移變形補償的方法。
(7)熱補償對稱結構:對機床的受熱不均我們可以進行對稱設計和主軸熱補償結構,甚至人工局部加熱等處理。
(8)統計分析:對于機械加工的數據控制可以采用統計分析來進行相應抽樣測定處理,從而做好加工前各部分零部件情況預測與加工后數據精度分析。
3.4 人為因素排除
在進行計量時選用專用計量器具(如單值量具:量塊;多值量具:直卷尺等);做好工具情況分析選擇抗溫抗壓合適的工件材料;嚴格按照規范的機械加工工藝進行操作。
由于,機械加工工藝復雜,所受影響因素不定,所以,在進行改善機械加工工藝對加工精度影響的時候就要根據實際情況,具體情況具體分析,甚至靈活多變的用多種有效方法相結合進行機械加工工藝對加工精度的改善。
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1.1工藝系統的幾何精度對加工精度的影響工藝系統主要包括機床、工件、刀具和夾具等。工藝系統的幾何精度會影響到零件的加工精度。首先是機床的影響,由于機床自身制造時會存在誤差,加工出來的零件的形狀以及位置精度便會不足。然后是刀具的影響,因為刀具加工時直接與工件接觸,時間長了,刀具的磨損便會十分嚴重。還有是夾具的影響,在零件加工過程中,需要將零件進行固定后才能進行加工,這時就需要使用夾具。夾具的誤差主要有以下幾個方面:一是夾具本身的制造誤差,二是使用過程當中產生的定位誤差和安裝誤差,三是長期使用后的磨損誤差。刀具出廠時由于制造工藝的問題自身也可能存在一定的誤差,但是這種誤差可以通過機床的調整而進行調節。因此對于加工零件來說沒有直接的影響。在整個系統當中,為了將零件進行有效的固定,使其保持和刀具之間一定的位置,這就需要使用夾具,夾具的誤差主要包括出廠時的制造誤差以及在使用過程中產生定位誤差以及安裝位置不準確造成的誤差。
1.2工藝系統的熱變形對加工精度的影響
1.2.1工件熱變形對精度的影響一般來說工件熱變形在精加工中影響比較嚴重,特別是長度長、而精度要求高的零件。為減少這些誤差可以采取的措施:在切削時使用充分的切削液減少表面升溫。也可采取誤差補償法:在裝夾工件時使工件表面產生微量的夾緊變形,以此來減少切削時工件單面受熱而拱起的誤差,或降低切削用量以減少切削熱和摩擦熱,也可以采用粗加工后停機以待熱量散發后再進行精加工。2.2.2刀具熱變形對加工精度的影響主要由切削熱引起的。連續切削時,刀具的熱變形在切削初始階段增加很快,隨后變得較緩慢,經過不長時間后便趨于平衡狀態。為減少熱變形應合理選擇切削用量和刀具的幾何參數,并給予充分的冷卻。
1.2.3機床熱變形對精度的影響機床在工作過程中,受到內外熱源的影響,各部分溫度將逐漸升高。由于各部件的熱源不同,分布不均勻,以及機床結構的復雜性,因此各部件的溫升不同,而且同一部件不同位置發生變化,破壞了機床原有的幾何精度而造成加工誤差。對機床熱變形我們可以從以下幾個方面進行解決:一是減少產熱,從此角度出發可以隔離熱源或者改善熱源降低產熱;二是增加散熱,從此角度出發,可以采取合適的冷卻方法,充分吸收加工過程中散發的熱量;三是控制環境溫度恒定,或者使機床加速達到熱平衡的狀態,從而減少機床熱變形對加工精度的影響。
1.3工藝系統的受力變形對加工精度的影響工藝系統在進行高強度的加工過程中會受到各種力的作用,在長期的受力狀態下,工藝系統會發生輕微的變形。工藝系統的刀具等部件的相對位置是在設備靜止的情況進行調整的,而隨著工藝系統受力變形,這就會導致刀具等部件的相對位置發生變化,使得切削過程當中刀具的運動軌跡也出現相應的改變,從而導致加工精度下降。針對這種原因引起的加工誤差,可以通過降低整個系統的受力來完成。早實際的操作過程當中可以采取以下幾種方式:第一,增強整個工藝系統的剛度,從而有效地提升對外力作用的抵抗。第二,降低工藝系統的載荷,從而防止出現變形。
2機械加工工藝對加工精度的應用辦法
2.1解決加工精度內在因素的辦法可采取一定的補償技術來對,設備出廠本身所帶的誤差、使用中的因磨損產生的誤差進行控制,來確保構件誤差在實踐中,能達到其可接受的范圍之內。正常來看,在高精度的機床設備系統中,其會配置有相應的誤差補償控制構件,使用單位以及工作人員能夠根據加工需求對其做一定的矯正。可采用:(1)一些專業的矯正軟件,來專門用作機床各構件磨損的技術矯正,一般的普通機床而言,其磨損校正只有通過參考校正尺數據、手動操作設置補償螺母來實現系統及構件的誤差補償;(2)在實際的生產實踐中,可輸入相應的補償數據,再由軟件自行運行,便可實現參數的修改;(3)采用軟件編程,例如:CAD、CAPP、CAM、DNC、EDM、PDM、MES、MPM等PLM軟件產品。選擇【加工】―【其它加工】―【銑螺紋加工】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、程序結束、宏程序名、起始高度、終止深度、螺距、循環等11的步驟,并根據所加工的螺紋填寫好加工參數。
2.2解決加工精度外在因素的辦法可通過調整工藝加工系統的受力,來對被加工零件精度進行把控,從而使整個系統的受力均衡。具體的做法主要有:(1)改造工藝系統本身相對薄弱的構件及部件進行改造,來提升工藝系統本身的剛度,提高系統對外部受力的抵抗性能,切實防止加工系統因受力而發生形變,導致加工誤差。(2)可通過縮短整個工藝系統的載荷量,減少系統外力的大小,從根本上實現設備的變形預防。(3)機械加工工藝系統在運行中會產生導致系統發生形變的熱應力、切削應力。因此,為減少熱應力,一定要對熱加工的零件進行退火處理,嚴格避免粗加工所產生的額外應力,確保工作零誤差。
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