才革 张金霞 李嘉

摘要 随着工业化和信息化的不断发展，数控技术得到广泛的应用，出现了许多先进制造装备，特别是在零件制造领域，越来越多的企业倾向于利用现代化数控加工设备来加工各种零件。如何利用数控加工技术提升零件制造水平，成为广大零件生产企业迫切要解决的问题。本文以孔类零件的加工为例，结合孔状零件的特点，从零件制造技术出发，综合运用数控加工技术，使零件制造工艺得到优化，加工周期缩短，零件的结构设计更加的合理。

关键词 零件制造；数控；加工

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0095-02

0引言

孔类零件具有加工结构灵活多样、重量轻、易于加工制造等特点，在装备制造领域得到了普遍应用，尤其是在电子通信设备和重型设备中，我们都可以发现孔类零件的存在。电子设备中的座体、汽车中的发动机、变速器以及机床的座体等很多部件都是孔类零件。由于孔类零件的这些特点，使得数控加工技术很快的应用到零件的加工中。近年来，许多科研机构、高校、企业大多都购买了数控加工中心，在设备层面上，确保企业的发展和产品的升级换代。

在装备制造领域所指的孔类零件，一般是在零件上有一系列的孔，这些孔的相对位置都有一定的要求，我们把这系类孔的综合称之为孔类零件。高精度孔类零件是指对孔的精度和位置都有较高要求的零件，一般来说，孔的精度要达到6级以上，位置误差要小于0.5mm。孔类零件按照其孔的相对位置可以分为交叉孔零件、平行孔零件和同轴孔零件等。

由于高精度孔类零件对孔的精度和相对位置都有较高的要求，因此在孔类零件的加工过程中，要精确控制零件的加工精度和加工工艺路线。为了使数控加工中心发挥其最大作用，在零件的加工过程中，对刀具、夹具和切削量的选择都有较高的要求。

本文结合孔状零件的特点，从零件制造技术出发，综合运用数控加工技术，对数控加工中心加工高精度孔类零件的相关技术进行了分析和总结，以为相关人员提供技术参考。

1 合理进行工艺设计

工艺设计人员首先要对零件的结构形状进行充分的了解，根据零件的尺寸和技术要求进行全面细致的分析和整理，之后再对零件进行加工工艺设计，设计完成后要进行复查，复查无误后方可入库归档。

工艺过程的安排，要根据零件表面和孔系的要求合理安排设备。对于加工精度要求不高的部分，可由普通机床来完成，对于加工精度要求较高的部分，可由数控机床来完成，这样可以提高机床设备的利用率，避免资源的浪费。

在满足零件加工精度的前提下，合理确定机床刀具在加工过程中的运动方向和轨迹是工艺路线设计的主要内容。在工艺路线制定的时候，要充分考虑各种因素对运动方向和轨迹的影响，使影响降到最低。例如在对零件进行铣削加工时，会产生顺向铣削和逆向铣削，这样就会对零件表面质量产生影响。在设计工艺路线时，应尽可能缩短零件的加工路线，减少刀具的空转时间。

在零件加工过程中，孔系的加工精度关系到整个零件的加工质量。根据孔系加工精度要求的不同，可以采用不同的方法进行加工，这一过程应综合考虑生产规模及生产条件。在实际加工中，要避免零件加工过程中进给的停顿，否则会对铣削力造成影响，影响零件加工精度。

2 确定零件的安装方法和合理选择夹具

零件安装方面，数控加工中心与普通机床存在较大区别，主要表现在夹具的选择和安装要求方面。在夹具的选择上，数控加工中心要求尽可能使用通用的夹具，这样可以便于程序对刀头的控制，而普通机床对夹具就没有这方面的要求。由于数控加工中心加工零件由程序控制，这就要求所用夹具要一次安装完成，对于那些无法一次完成加工的零件，为保证加工要求，可以采用专用的夹具。

夹具的选取、应用以及设计方面，要考虑如下基本准则：

1）在夹具的选择上，尽量选取标准化、通用化的夹具，如可调整夹具、组合夹具等，一般情况下，要尽量避免使用专用的夹具。高精度孔类零件加工时，如不能一次装夹完成，需使用专用夹具来完成整个加工过程。这就对专用夹具的设计精度提出了更高的要求，因为其精度会直接影响加工零件的尺度精度，故应高度重视专业夹具的设计工作。在夹具加工过程中，对于定位方法、热处理材料选择与安排必须进行严格控制。加工完成后的夹具，要测试夹具的制造精度是否合格，如合格再进行批量生产；

2）薄壁零件应合理选择夹紧位置和夹紧方法。薄壁零件在加工过程中容易发生夹紧变形，零件加工质量会受到影响。对于这样的部分，应放置于支持肋骨或底部位置，对其做应力分析，通过力学分析软件分析零件的应力，看是否满足设计要求；

3）夹紧零件要遵循快速、方便的原则，夹紧过程中尽量使用气动液压装置，以减少数控机床的停机时间；

4）零件的待加工部位要露于外部，这样可以避免装夹的工件对刀具的移动和切削加工产生影响。工件装夹时，设计人员和工作人员要在现场，确认夹紧方案是否正确。在这一过程中，要尽可能保证夹紧是安全、方便、可靠的，并确认操作者了解设计人员的意图。

3合理选择零件坐标系，确定刀具对刀点和换刀点

所谓对刀点是指刀具相对零件运动的起始点，零件加工过程中对刀点的选择至关重要。在确定对刀点的时候，首先应该明确机床坐标系与零件坐标系的对应关系。我们可以选择内坐标和外坐标中的某一点作为对刀点，内外坐标是相对零件本身来说的，内坐标是指零件坐标系，外坐标是指零件以外的坐标系，无论选取哪种方法来确定对刀点，该对刀点必须与零件的定位基准有尺寸上的关系。

对零件加工精度要求不高时，对机床的对刀精度要求自然也就不高，这时把零件上或机床夹具上的某一面作为对刀面，在对刀面上选取某一点来作为对刀点。对刀点应选择在方便进行对刀的地方，选用相对坐标的数控机床时，对刀点可以选在零件的孔的中心上；选用绝对坐标的数控机床时，对刀点可以选在机床坐标系的原点上，也可以选在零件的孔的中心上。加工高精度零件的时候，对刀点就必须选在零件的设计基准或工艺基准上。对于高精度孔系类零件，则要求选用孔的中心作为对刀点。

另外，对于繁杂零件的加工，在加工过程中往往需要进行换刀操作，这时还需要设置换刀点。换刀点的选择不同于对刀点，为防止换刀时碰伤零件，换刀点应选在零件的外部。

本文是对笔者在实际工作中的一点体会和经验的总结，在综合分析相关技术的基础上对数控加工中心在零件加工中的应用进行了深入细致的研究，由于本人水平和能力有限，肯定存在一些缺点和不足，对于文中出现的缺点和不足，欢迎广大学者批评指正。

参考文献

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[2]张曙.面向全球环境的制造技术机电一体化，2001(1).