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机械加工工艺论文 篇一
关键词：机械加工；工艺规划；制造技术；应用
在机械加工中，为了做出符合要求的成品或零部件，常常形成许多废料，不仅消耗了大量的资源与能量，还产生了噪声污染。所以，在可持续发展成为时代主题的现在，绿色制造势在必行。对于当前这个领域的现状以及国内外的绿色制造研究需求，文章介绍了面向机械加工工艺制造技术的研究问题，明确了绿色制造的应用前景和研究意义。
1 机械加工工艺规划制造技术概述
因为在企业加工生产零件的过程中，要符合低耗高产清洁安全的基本要求，所以生产的工艺过程必须遵守制造工艺学的制作方法与原理。并且要在实际生产中，结合具体的生产条件来确定生产的实际方案，在此过程中不能依靠经验主义盲目的进行判断。由此确定的工艺文件包含两种格式，工序卡片和工艺过程卡片。而工艺文件则是描述和规定零件、机械产品制造工艺过程的有关文件。在新产品投产前，机械加工工艺规程为其现场生产提供了依据。主要包含两个方面的内容：拟定各道工序和工艺路线的详细操作。给机械加工过程、新建改建以及扩建车间提供主要的技术文件。
2 绿色制造技术体系结构概述
绿色制造技术会影响到产品生产的整个生命周期，有时还可能会是多生命周期。产品的生命周期，包括选择材料、设计产品、加工制造、对产品的包装装配以及产品的使用和管理回收再制造等。绿色制造则要考虑这全部的生命周期，特别是要考虑环境和资源消耗的影响，也要兼顾效益与技术因素，使企业的经济效益与外在社会效益达到最优化。
绿色制造的关键在于“4R”，即在产品整个生命周期过程中怎么实现重用（Reuse）、减量化（Reduce）、再制造（Remanufacturing）以及再生循环（Recycle）。面向机械加工的制造体系主要包括三项具体内容，两大制造目标，还有两个层次过程的控制。旨在给人们提供机械加工与绿色制造的全面视图与模型，实现外在社会效益与经济效益的统一协调和优化，最大可能的降低资源消耗、优化配置，让资源利用率达到最高，对环境的影响降到最低。
3 绿色制造在机械加工制造体系的应用
绿色制造关系到机械加工制造体系的多个方面。大体可以分成三个部分，应用到的技术包括污染预防技术、面向环境设计技术等。这些技术的研究方面主要是基于产品的生命周期、产品技术以及生产过程技术。根据对面向机械加工工艺规划的研究，建立起以时间、成本、质量、资源、环境为参量的具有绿色制造特性的机械加工工艺体系。可把生产过程中的问题初步分化成三类：资源能耗类，即根据资源的使用，细化成能量消耗和原材料消耗的极小化问题；环境排放类，即废气废液废渣等各种废品极小化，以及电辐射、噪声排放的极小化问题；面向环境影响及资源整体决策类，即在实施过程中发生的决策性问题，例如，机床的选择、切削液的选择、夹具刀具的选择决策等。机械加工制造问题系统则是在上述问题的细化下形成的。
4 优化绿色制造工艺过程规划
优化参数，在过程规划中，工艺参数是其中的关键技术。要实现能源与物料的最低化，就必须对零件加工的工艺参数进行优化。通常来说，参数优化主要是针对制造工艺的采用过程，让加工过程可以更好的进行。在加工过程中，影响能量消耗、加工质量、环境污染的因素有很多，例如，刀具的种类，切削液的类型等等，优化参数则是选择最适的加工工具。优化制造工艺路线，工艺路线的确定，是制造工艺过程中最难最重要的环节，在提高产品质量、较少成本、节约资源方面都有重要作用。优化工艺路线，是在明确传统工艺方法的基础上，根据对环保、资源利用以及成本的充分分析，做出最有利实用的加工路线。优化节能型机床工件，对于当前已拥有的设备资源进行优化配置，利用不同型号规格机床的不同作用，优化机床与工件的组合方式，实现多机床多工件的同时加工，在安排调度过程中，注意考虑不同组合方式对环境以及资源消耗的影响，实现总体能量消耗的最低化。
5 国内外绿色加工工艺规划技术的发展现状
从本质上来说，绿色加工工艺是一种决策问题，属于绿色制造的一部分。是以传统工艺为基础，结合了包括控制技术、材料应用技术、表面技术等多种新科技在内的现代工艺规划。环境影响与资源消耗是绿色工艺规划考虑的主要问题，通过对加工制造方案、规划设计过程进行优化选择，制定绿色环保的实施方案，并以此来提高原材料的利用率，降低能源与物料的消耗，减少废气污染物的产生。
其中，产品加工过程中的废物流和由其带来的环境问题受到了国际各方面的高度重视。在国外，由加利福尼亚大学在内的几所高校设立了有关此方面的研究课题，并制订了各研究阶段的目标。此课题着眼于机床系统，通过控制机床系统的各项参数，分析数据，量化输出参数，总结获得的实验结果。还研究了与此相关的机床加工切屑形态学、动力机理以及加工系统的废物流特性等。为了支持课题的研究，美国有关部门还设立了专门的部门以管理环境意识制造专题。
在国内，一些高校与科研机构也跟进形势，对绿色制造的工艺规划问题进行了初步的探索。例如，重庆大学在研究绿色制造工艺规划方法以及实用技术的课题中，通过对压力加工，铸造焊接，特种加工等工艺类型的大量实验与分析，初步建立起数据知识库的原型系统。近年来，随着大量有关论文杂志的发表或出版，研究体系也逐步完善。
6 结束语
在面向机械加工工艺规划制造技术的系统研究中，绿色制造工艺规划的优化设置起了决定性的作用，根据加工工艺具体要求，细化各个方面的问题，建立起面向机械加工丁艺规划制造研究的结构体系。综合设计问题、制造问题、资源问题、环境问题考虑绿色制造加工工艺。在资源利用、时间成本、质量的方面，对机械加工制造构建起评价体系，全面细致的对机械加工工艺进行评价。
参考文献
[1]刘中新。探究面向机械加工工艺规划制造技术研究[J].中国信息化，2012，10（24）：6-7.
机械加工工艺论文 篇二
关键词：连杆；机械加工；工艺分析
1.前言
连杆作为汽车、船舶等发动机中的主要传动机构，其作用是将活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。连杆在工作过程中会受到气体压力和惯性力的影响，使得连杆要具有较好的强度和刚度，其加工精度的高低对发动机的性能有着直接的影响，而加工工艺选择是否合理决定着加工精度的高低，除需要选用精密的加工设备外，还需要一些必备的夹具、测量工具及辅助工具等工艺设备，这样有助于改善连杆加工条件，提高生产效率。
2.连杆结构特点及材料选择
连杆是汽 车、船舶等发动机中的重要传动部件，其作用是将活塞承受的压力传给曲轴。通常，连杆由连杆体、连杆盖、连杆螺栓以及连杆轴瓦等零件组成，连杆小头、连杆大头以及杆身构成连杆体和连杆盖。杆身通常做成工字型或H型截面形状，这样有助于连杆在运行中承受急剧变化的动载荷。连，杆小头用于安装活塞销，连杆大头与曲轴连杆的轴颈相连，且为分开式，一部分与杆身联为一体，另一部分为连杆盖，两部分由连接螺栓固定为一体。
连杆既是传力件，又为运动件，在工作中会受到巨大的冲击力与惯性力的作用，因此，所选的连杆材料应具有较高的刚度、强度及抗疲劳性能，同时，在满足工作要求的前提下，连杆质量尽可能的轻，有助于减小惯性力。一般选用45钢、40Cr、40MnBH等调质钢。
3.连杆总成技术要求
连杆总成需要进行机械加工的表面主要为：连杆大小头孔及其表面，连杆体和连杆盖的结合面以及连杆的螺栓孔等，其主要技术要求如下所示。
3.1.连杆大小头孔的技术要求。连杆大头孔与轴瓦、曲轴，连杆小头孔与活塞销配合装配，大、小头孔的公差等级分别为IT6和IT8，圆柱度公差分别为0.012mm和0.0025mm。连杆大、小孔轴线在连杆轴线方向上的平行度要求小于等于0.04mm。大头孔端面对其中心轴线的垂直度要求为小于等于0.08mm，大、小头孔端面的公差等级分比为IT9和IT12。
3.2.螺栓孔的技术要求。连杆在工作中受到的动载荷会传送到连杆螺栓上，因此对螺栓孔及其端面提出更高的技术要求：连杆螺栓孔的公差等级为IT8，表面粗糙度Ra≤6.3μm。
3.3.连杆体和连杆盖结合面的技术要求。连杆受到的动载荷会导致连杆体与连杆盖的结合面发生倾斜，连杆轴颈与轴瓦产生磨损，保证连杆体与连杆盖结合面的平行度公差小于等于0.025mm。
4.连杆机械加工工艺特点
连杆因外形复杂、刚度差、易变形等特点难于进行定位和装夹，使得连杆零件在机械加工工艺中具备如下特点。
4.1.大批量的连杆零件，为缩短生产周期，需选用生产效率相对较高的机床进行加工。
4.2.连杆零件的工作面具有较高的尺寸精度、位置精度以及表面粗糙度要求，需选用高精度的数控机床进行加工和工装。
4.3.相同批次连杆零件的质量差要有严格的范围，必要时需进行称重、去重。
4.4.连杆零件机械加工工艺中应有探伤和去除飞边、毛刺工序。
5.东风6BTA型发动机连杆总成机械加工分析
5.1.连杆总成加工设备
结合连杆总成的外形特点以及精度要求，选用经济合理的加工设备。连杆总成大小孔要求很高的加工精度，半精镗、精镗加工时选用德国EX-CELL-O公司的镗床设备，选用转台式立式拉床加工连杆外部端面，选用T70金刚镗床粗加工连杆大小孔，切断面则选用双面卧式组合铣床加工。
5.2.连杆总成加工工艺特点
5.2.1.连杆体与连杆盖的厚度不同，有助于提高连杆加工的工艺性能。连杆端面的精磨可在螺栓孔加工之前进行。加工精度能确保螺栓孔及轴瓦对端面的位置精度的要求。
5.2.2.东风6BTA型发动机连杆小头端面的特殊楔形结构，提高了承压的面积，从而增大了活塞的强度和刚度。
5.3.连杆总成定位与夹紧
5.3.1.粗加工基准定位选用连杆的基准端面、连杆大、小头毛坯外圆进行定位，该定位有助于确保大、小头孔及连杆盖端面均匀的加工余量，从而确保了连杆总成位置、形状要求。
5.3.2.精加工基准定位选用连杆端面、小头顶面以及大、小头的侧面进行定位。连杆盖的定位选用盖的端面、螺栓的座面及侧面进行加工定位。该装夹定位可靠，变形小，从而保证了连杆的加工精度。
5.4.连杆总成加工工艺流程
连杆总成的机械加工工艺流程为：磨削模锻两端面切端盖镗小头孔拉小头孔拉连杆大头侧面、结合面拉螺栓底面拉连杆盖侧面粗镗杆身下半圆、上半圆探伤精磨杆身端面精镗螺栓孔去连杆盖毛刺粗镗大头孔半精镗、精镗大头孔清洗、编组管理称重检查包装、下箱。
6.连杆机械加工工艺设计中需注意的问题
6.1.合理安排连杆加工工序
连杆为细长杆件，刚度差，加工中易产生变形；连杆为模锻件，大、小头孔较大的加工余量，使得镗孔时会产生较大残余应力，因此，连杆机械加工时，应分开各主要表面的粗、精加工序。
6.2.合理进行定位
为满足对称度的要求，利用连杆杆身的对称面进行定位，双面铣削连杆可以抵消一部分切削力。为确保定位可靠，以大、小头孔端面，两孔侧面进行定位；采用小头孔进行定位有助于调整两空的中心距。
6.3.合理选择切削用量
粗加工无需保证较高的加工精度和表面粗糙度要求，应确保较高的切削用量和切削深度，尽可能提高金属的切除率。精加工要确保较高的加工精度和表面粗糙度要求，切削时需采用均匀的较小的加工余量，以保证加工的质量。
7.结论
连杆的机械加工除选用先进的加工设备外，其机械加工工艺的设计尤为重要，选择合理的加工工艺路线以及装夹定位夹具有效的保证了连杆的尺寸、形状以及位置精度的要求，提高了连杆的质量水平， 从而提高了产品的合格率。
参考文献：
[1] 冯日德。 6170柴油机连杆、机体加工中几个难点问题的工艺性研究。天津大学硕士学位论文。2003
[2] 张海军。连杆加工工艺设计。新技术新工艺。2009
[3] 王先逵。机械制造工艺学（第2版）机械工业出版社。2011.
[4] 李虹。493Q型柴油机连杆总成机械加工工艺。汽车工艺与材料。2001
[5] 王青云。连杆零件机械加工工艺及专用夹具设计。湖南农机。2012
机械加工论文 篇三
虽然信息技术已经在我国制造业当中逐渐的普及，但依然还存在一些不足之处，并成为机械加工制造业发展的瓶颈，这既是技术问题，也是管理问题。具体来看，目前设计部门的CAX系统并不是针对集体而发明的，使用效率较低，无法真正发挥其最大效用。再者就是管理手段较为落后，无法做到与实际情况紧密联系，脱离实际的管理技术往往会达到事倍功半的效果，结果得不偿失。由于机械加工的产品大都是通过各项零部件的生产来实现的，所以很难进行集中统一管理。要想解决这个问题，必须要从两个方面来着手。一方面，企业管理决策者要在当前环境之下设置一套最直接、最密切、最科学的制造执行系统，特别强调要加强管理和制造这两个方面之间的联系程度。另一方面，有关管理部门要认真研究国际制定的相关标准，对企业实际运行的情况进行安全检测和评估。在制造执行系统的建立和应用方面，我国的发展起步较晚，拥有的相关经验较少，所以必须要借鉴美国的发展运行体系。值得特别注意的是，我们在吸收先进发展经验的同时，更重要的是要坚持始终与我国国情相结合的原则，从而制定出一套符合我国企业发展的制造执行系统，这样才能够达到预期的目标，有力地推动机械加工企业的发展。在我国，特别要对机械加工的车间层这一部分加以重视。车间层是整个加工过程的核心，同时也是最容易出现问题的环节，在改革的过程当中一定要将其和离散制造业有机地结合在一起，这就要求我们要改变以往手工收集和整理数据的方式，启用更加先进快捷的信息技术手段，进一步提高数据的可靠性，加快整个车间生产运作的进度，提高质量安全水平。
2机械加工车间制造过程信息系统设计及实现
科学技术的发展使制造业信息化技术达到广泛使用，通过对离散制造企业的机械加工车间的需求分析，对车间制造过程信息系统进行了总体设计，开发适合离散制造企业机械加工车间的对生产经营活动起重要作用的制造过程信息系统，为制造企业信息化的深入应用提供了手段。2.1总体结构设计及实现。从车间制造过程总体结构设计的概念来看，它是整个加工过程当中最庞大和复杂的信息系统，是面向整个制造流程的设计系统，涉及的范围极其广泛，是多个环节与多个部门融合的产物。首先，为了更好地满足整个生产过程的运行，我们必须要将其模块化，这样可以在极大程度上提高整个运行过程的效率和业务水平。其次，要保证各个加工环节之间的紧密联系，循序渐进地进行，通过这种方式可以很好地避免出现一些不必要的问题。最后，一个企业的建立包含着生产、财务、销售、采购以及技术管理等各个部分，要想保证各个部分的顺利进行，ERPⅡ扮演了非常重要的角色，发挥了不可估量的影响，是一种非常现代化的管理思想和方法。基础的数据管理是指有关管理人员要收集和整理相关的基础数据，这属于初级阶段。接下来便是生产计划管理，它最主要的任务就是集中于生产车间，针对车间生产过程当中所存在的各种问题要及时上报并制定出相对应的解决方案，而这又与企业预先制定的工艺流程存在着密切的联系。接下来又到了整个流程当中最重要的阶段——控制管理，换句话讲它就是要针对车间的生产情况进行安全检测以及实时监督，使得各个部门的产品加工处理效率有所提高。有关管理部门了解到整个生产车间的基本情况之后，就要加强对组织等各个方面的协调控制，对整个企业的系统建设进行合理科学的规划，在此基础之上才能够充分利用和管理信息系统。在最后的管理环节，企业要根据之前所阐述的问题明确今后发展的目标，选择更加合理的方案，提高车间的总体结构设计水平。2.2信息模型设计及实现。这里给大家介绍的信息模型主要分为概念和逻辑这两个方面。具体而言，概念方面的设计其实是为逻辑设计垫好基础，它需要在新的发展环境之下融合全新的信息理念，而逻辑设计则属于概念设计的后续发展，两者有机结合，通过精益生产的方式来使得整个管理体系更加顺畅的进行下去。
3结语
信息系统这一项新型技术的应用和普及为机械制造加工企业的发展提供了新的历史机遇，企业可以通过这项技术来不断开拓自身的市场，树立良好的形象，打破时空的局限性，更重要的是这还会在很大意义上促使企业机制和结构发生重大的变革。
参考文献：
[1]张京帅，任亚军，曹勇。浅谈机械加工车间现场工具配送方法及其实现[J].黑龙江科技信息，2016，(02):88.
机械加工论文 篇四
1.1加工精度与加工误差
加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸、形状和位置)与理想几何参数的符合程度。实际加工不可能做得与理想零件完全一致，总会有大小不同的偏差，零件加工后的实际几何参数对理想几何参数的偏离程度，称为加工误差。
1.2原始误差
由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统(简称工艺系统)会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
工艺系统的原始误差主要有工艺系统的几何误差、定位误差、工艺系统的受力变形引起的加工误差、工艺系统的受热变形引起的加工误差、工件内应力重新分布引起的变形以及原理误差、调整误差、测量误差等。
1.3研究机械加工精度的方法
研究机械加工精度的方法分析计算法和统计分析法。
2工艺系统集合误差
2.1机床的几何误差
加工中刀具相对于工件的成形运动一般都是通过机床完成的，因此，工件的加工精度在很大程度上取决于机床的精度。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主轴回转误差、导轨误差和传动链误差。机床的磨损将使机床工作精度下降。
2.1.1主轴回转误差
机床主轴是装夹工件或刀具的基准，并将运动和动力传给工件或刀具，主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。它可分解为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差、主轴绕度等。但它们对主轴径向回转精度的影响大小随加工方式的不同而不同。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。不同的加工方法，主轴回转误差所引起的的加工误差也不同。在车床上加工外圆和内孔时，主轴径向回转误差可以引起工件的圆度和圆柱度误差，但对加工工件端面则无直接影响。主轴轴向回转误差对加工外圆和内孔的影响不大，但对所加工端面的垂直度及平面度则有较大的影响。在车螺纹时，主轴向回转误差可使被加工螺纹的导程产生周期性误差。
适当提高主轴及箱体的制造精度，选用高精度的轴承，提高主轴部件的装配精度，对高速主轴部件进行平衡，对滚动轴承进行预紧等，均可提高机床主轴的回转精度。
2.1.2导轨误差
导轨是机床上确定各机床部件相对位置关系的基准，也是机床运动的基准。车床导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度；在垂直面内的直线度；前后导轨的平行度(扭曲)。
除了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装质量，也使造成导轨误差的重要因素。导轨磨损是机床精度下降的主要原因之一。
2.1.3传动链误差
传动链误差是指传动链始末两端传动元件间相对运动的误差。一般用传动链末端元件的转角误差来衡量。
2.2刀具的几何误差
任何刀具在切削过程中，都不可避免地要产生磨损，并由此引起工件尺寸和形状地改变。正确地选用刀具材料和选用新型耐磨地刀具材料，合理地选用刀具几何参数和切削用量，正确地刃磨刀具，正确地采用冷却液等，均可有效地减少刀具地尺寸磨损。必要时还可采用补偿装置对刀具尺寸磨损进行自动补偿。
3定位误差
3.1基准不重合误差
在零件图上用来确定某一表面尺寸、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、位置所依据的基准称为工序基准。一般情况下，工序基准应与设计基准重合。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准(或测量基准)，如果所选用的定位基准(或测量基准)与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。基准不重合误差等于定位基准相对于设计基准在工序尺寸方向上的最大变动量。
3.2定位副制造不准确误差
工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件来确定的。夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，它们得实际尺寸(或位置)都允许在分别规定得公差范围内变动。同时，工件上的定位基准面也会有制造误差。工件定位面与夹具定位元件共同构成定位副，由于定位副制造得不准确和定位副间的配合间隙引起的工件最大位置变动量，称为定位副制造不准确误差。
4工艺系统受力变形引起的误差
4.1工件刚度
工艺系统中如果工件刚度相对于机床、刀具、夹具来说比较低，在切削力的作用下，工件由于刚度不足而引起的变形对加工精度的影响就比较大，其最大变形量可按材料力学有关公式估算。
4.2刀具刚度
外圆车刀在加工表面法线(y)方向上的刚度很大，其变形可以忽略不计。镗直径较小的内孔，刀杆刚度很差，刀杆受力变形对孔加工精度就有很大影响。刀杆变形也可以按材料力学有关公式估算。
4.3机床部件刚度
机床部件由许多零件组成，机床部件刚度迄今尚无合适的简易计算方法，目前主要还是用实验方法来测定机床部件刚度。变形与载荷不成线性关系，加载曲线和卸载曲线不重合，卸载曲线滞后于加载曲线。两曲线线间所包容的面积就是载加载和卸载循环中所损耗的能量，它消耗于摩擦力所作的功和接触变形功；第一次卸载后，变形恢复不到第一次加载的起点，这说明有残余变形存在，经多次加载卸载后，加载曲线起点才和卸载曲线终点重合，残余变形才逐渐减小到零；机床部件的实际刚度远比我们按实体估算的要小。
5工艺系统受热变形引起的误差
工艺系统热变形对加工精度的影响比较大，特别是在精密加工和大件加工中，由热变形所引起的加工误差有时可占工件总误差的40%～70%。机床、刀具和工件受到各种热源的作用，温度会逐渐升高，同时它们也通过各种传热方式向周围的物质和空间散发热量。当单位时间传入的热量与其散出的热量相等时，工艺系统就达到了热平衡状态。
6结论：提高加工精度的途径
减小原始误差；转移原始误差；均分原始误差；均化原始误差；误差补偿
机械加工论文 篇五
论文摘要：对机械加工生产线在节拍时间、柔性化进展、加工精度、综合自动化程度、可靠性和利用率等方面的进步和发展进行了阐述。并对其未来发展趋势进行了分析、展望。
从二十世纪20年代开始，随着汽车、滚动轴承、小型电动机和缝纫机等工业发展，机械加工制造中开始出现自动线，最早出现的是组合机床自动线。机械加工制造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等的综合自动线。
采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量；产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。
一、机械加工生产线的发展状况
在汽车、拖拉机、内燃机和压缩机等许多工业生产领域，组合机床生产线仍是大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产加工的关键装备，也是不可替代的主要加工设备。现针对组合机床生产线来说明一下国内机械加工生产线的发展情况。
现代组合机床生产线作为机电一体化产品，它是控制、驱动、测量、监控、刀具和机械组件等技术的综合反映。我国传统的组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制，近年来随着数控技术、电子技术、计算机技术等的发展，组合机床的机械结构和控制系统也发生了翻天覆地的变化。
1.节拍时间进一步缩短。早期的生产线要实现短的节拍，往往要采用并列的双工位或设置双线的办法。现在主要是通过缩短基本时间和辅助时间来实现的。缩短基本时间的主要途径是采用新的刀具材料和新颖刀具，以通过提高切削速度和进给速度来缩短基本时间。缩短辅助时间主要是缩短包括工件输送、加工模块快速引进以及加工模块由快进转换为工进后至刀具切入工件所花的时间。目前，随行夹具高速输送装置常用的有电液比例阀控制的或摆线驱动的输送装置。
2.柔性化进展迅速。数控组合机床的出现，不仅完全改变了过去那种由继电器电路组成的组合机床的控制系统，而且也使组合机床机械结构乃至通用部件标准发生了或正在发生着巨大的变化。传统意义上的组合机床刚性自动线和生产线，也具有了一定的柔性。由数控加工模块组成的柔性组合机床和柔性自动线，可通过应用和改变数控程序来实现自动换刀、自动更换多轴箱和改变加工行程、工作循环、切削参数以及加工位置等，以适应变型品种的加工。
单坐标加工模块由数控滑台和主轴部件（或多轴箱，包括可换多轴箱）组成。双坐标加工模块由数控十字滑台和主轴部件组成，例如数控双坐标铣削模块。
多轴加工模块是又一种重要模块，主要用于加工箱体和盘类工件的柔性组合机床和柔性自动线。这类模块有多种不同的结构形式，但基本上可分为自动换箱式多轴加工模块、转塔式多轴加工模块和回转工作台式多轴加工模块。自动换箱式模块由于可在专门设置的多轴箱库中储存较多的多轴箱，故可用来加工较多不同品种的工件。而转塔式和回转工作台式多轴加工模块，由于在转塔头和回转工作台上允许装的多轴箱数量有限，所以这种加工模块只能实现有限品种的加工。
除上述各种CNC加工模块外，机器人和伺服驱动的夹具也是柔性组合机床和柔性自动线的重要部件。特别在柔性自动线上，目前已较普遍地采用龙门式空架机器人进行工件的自动上下料，用于工件的转位或翻转。为搬运不同的工件，可在自动线旁设置手爪库，以实现手爪的自动更换。夹具配备伺服驱动装置，以适应工件族内不同工件的自动夹紧。
3.加工精度日益提高。为了满足用户对工件加工精度的高要求，除了进一步提高主轴部件、镗杆、夹具（包括镗模）的精度，采用新的专用刀具，优化切削工艺过程，采用刀具尺寸测量控制系统和控制机床及工件的热变形等一系列措施外，目前，空心工具锥柄（HSK）和过程统计质量控制（SPC）的应用已成为自动线提高和监控加工精度的新的重要技术手段。空心工具锥柄是一种采用径向（锥面）和轴向（端面）双向定位的新颖工具，其优点是具有较高的抗弯刚度、扭转刚度和很高的重复精度。SPC是基于工序能力的用于监控工件加工质量的一种方法。目前，在自动线上这种质量保证系统愈来愈多地被用来对整个生产过程中的加工质量进行连续监控。
4.可靠性和利用率不断改善和提高。为提高加工过程的可靠性、利用率和工件的加工质量，采用过程监控，对其各组成设备的功能、加工过程和工件加工质量进行监控，以便快速识别故障、快速进行故障诊断和早期预报加工偏差，使操作人员和维修人员能及时地进行干预，以缩短设备调试周期、减少设备停机时间和避免加工质量偏差。
故障诊断技术中的基于知识的故障诊断技术，可对自动线运行中产生的所有故障进行诊断（而不是局限于诊断最常出现的故障），确定故障部位及其原因，这为迅速排除故障赢得了时间，从而显著地缩短自动线的调试时间和停机时间。
当前，自动线的控制技术已由集中控制方式转向分散控制方式。根据对这种新的控制模式的研究表明，采用分散控制系统要比采用集中控制系统可节省费用。这主要是由于分散控制系统可减少电缆敷设费用（采用总线系统）、减少电气保养维修费（由于提高了透明度）、省去控制柜台架（分散控制系统的控制柜直接设置在自动线的加工工位上）和无需设置集中冷却装置等。此外，这种分散控制系统由于总体配置简单，有利于加快自动线的投入运行，并由于一目了然的结构配置，在产生故障时很容易确定故障的部位。最后，分散控制系统的模块化和标准化也有利于降低成本和提高透明度。
二、机械加工生产线的发展趋势
随着市场竞争的加剧和对产品需求的提高，高精度、高生产率、柔性化、多品种、短周期、数控组合机床及其自动线正在冲击着传统的组合机床生产线，因此，组合机床生产线的发展思路必须是以提高组合机床加工精度、组合机床柔性、组合机床工作可靠性和组合机床技术的成套性为主攻方向。
机械加工工艺论文 篇六
如图1所示，课题要完成从选材至加工出成品的全过程，内容包括测绘零件，CAD画零件图，产品造型设计，生成凹、凸模，数控加工，产品检验，完成技师论文的编写等。
一、数控铣/加工中心预备技师课题内容
1.课题来源
预备技师课题的来源一般有：具有一定技术含量的企业产品、历年全国数控技能竞赛试题、国家题库、企业攻关课题、企业的技术改造课题、根据培养知识点设计的课题等。
本课题源自一灯具生产企业，产品为外贸定单，销往日本。该产品是企业与我校合作开发的新产品。在实施本课题前，已完成了该模具图纸的设计，本课题主要完成模具型芯和型腔的选材与加工。
2.能力目标
通过本套课题的学习，掌握利用数控设备加工具有实际价值产品的能力，以及培养学员应具有良好的团队意识和工作习惯。
3.课题开发
根据能力目标，将金属材料及热处理、CAD、数控造型软件的使用、自动编程知识、机械加工知识等涉及的技术融合在一起，形成完整的知识结构，强化各知识点的有机结合，形成较强的职业能力。
4.教学实践
（1）教学形式――导师制。
（2）学习形式――2人/组，任务驱动式团队自主学习。
（3）教学设备――数控铣/加工中心。
（4）学习内容――灯罩模具产品产出的全过程。
该灯罩模具的加工涵盖了数控专业学习中所涉及到的知识。灯罩模具的加工过程即是以行动导向组织的教学过程，以师生共同确定的加工方案及完成的加工步骤来引导教学组织过程，学生通过主动和全面的学习，达到脑力劳动和体力劳动的统一。
该灯罩模具的加工任务（行动）绝非单指某一技术或技艺，而是灯罩模具产品产出的全过程，包括接受定单、确定任务、资料检索、制订计划、服务加工、质量控制、售后服务等，是学生即将从事的数控加工职业可能发生的一个完整的工作过程。给学生提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。
5.课题实施
（1）选择型芯及型腔材料。
提出问题：如何选择模具材料？选择模具材料时要考虑哪些因素？所选择模具材料的性能？
涉及知识：金属材料及热处理
教师行为：提供需查阅的相关资料，解答相关问题。
（2）画模具型芯图。
涉及知识：机械制图及相关绘图标准，手工画图、CAD绘图。
教师行为：检查所画视图的规范性与正确性，提出解决方案，CAD辅导。
（3）选择毛坯并进行数控车加工。
涉及知识：数控车床的编程与操作、选择刀具、夹具、切削用量、工件装夹与校正。
教师行为：检查数控车程序，数控车床的操作，数控车宏程序辅导。
（4）产品造型。
涉及知识：数控造型软件的使用。
教师行为：实体造型辅导。
（5）生成数控加工程序。
涉及知识：自动编程知识，机械加工知识。
教师行为：加工方式选择，加工刀具选择，切削用量选择辅导
（6）数控铣/加工中心加工。
涉及知识：程序的传输，数控铣/加工中心的操作，程序的修改，夹具的选择，工件装夹与校正。
教师行为：程序传输辅导。
（7）精度检验。
涉及知识：精度检验的方法。
教师行为：精度分析，提出解决措施。
（8）模具装配。
涉及知识：模具装配与调试。
教师行为：精度分析，提出解决措施。
（9）加工产品。
加工出的产品如图2所示。
（10）完成技师论文。
涉及知识：完成课题全过程中的心得与体会。
教师行为：提供技师论文的格式，书写论文的注意事项，论文辅导。
根据学员的学习情况及教学设备在实际使用过程中的效能，指导教师提出改进建议，完成成果评价。
二、成绩考核及教学效果评定
为了严把预备技师的出口关，数控铣/加工中心预备技师考评主要有以下内容组成：
1.预备技师理论考试
本着够用和实用的原则，检验学生对基本理论知识的掌握程度，其内容包括机械制图、机制工艺知识、机械加工、数控加工工艺、数控编程、数控原理等知识。
2.编制加工工艺
检验学生分析问题、解决问题的能力。考试内容为编写复杂零件的数控加工工艺规程（包括工序卡、刀具卡、切削用量参数表等内容）。
3.手工编程
检验学生对数控编程的基础知识的掌握程度。考试内容为编写考试工件的加工程序。
4.CAD绘图
绘制复杂零件或装配图，考核学生的计算机绘图能力及对机械制图的掌握程度。
5.自动编程
考核学生造型能力和自动编程能力。
6.数控技能应会考核
完成数控机床加工技师操作课题，考核学生的实际动手能力。
7.预备技师论文答辩
通过预备技师论文的答辩，考核学生对预备技师所需掌握的各项知识的综合运用能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。
以上内容的1～3项归纳为应知考试，所占比例依次为60%、20%、20%。4～6项归纳为应会考试，所占比例依次为20%、30%、50%。当应知、应会和论文答辩全部合格后，方可认为预备技师合格。
（作者单位：江苏省常州技师学院）
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
机械加工工艺论文 篇七
关键词：工作过程；数控技术；工艺规程的编制；课程开发
中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）20-0191-03
通过认真学习研究国内外的课程建设理论，确定了基于“工作过程”的课程建设理念和方法，联合企业技术、管理等人员，在对学生就业岗位的典型工作任务所需要的专业能力、方法能力、社会能力进行分析的基础上，参照相关职业资格标准，形成了数控技术专业的课程体系，确定了数控专业的专业岗位群，从中得到岗位群的工作项目。在广泛调研的基础上，以职业能力培养为本位，在教学中体现职业工作过程特征，形成了工艺规程的编制这一重要的学习领域课程，最终把“需要工作的人”培养成“工作需要的人”。
一、工艺规程的编制课程分析
高职数控技术专业的培养目标与相关岗位职业能力需求的吻合程度决定了人才培养的质量，通过对高职数控技术专业职业岗位群的分析，工艺规程的编制这门课程主要是面向初始就业的机床操作岗位，以及经过二至三年经验的积累后方可胜任的数控程序员、工艺员而开设的。
通过对数控工艺员、机床操作工的职业岗位能力进行分析细化，针对工艺规程的编制这一领域，确定了本门课程的教学目标（如表1所示）。
二、课程内容的重组与序化
传统教学重视陈述性知识的学习，而忽视了学生职业能力的培养，造成了人才培养的结构性缺陷，而以工作工程为导向，以岗位的工作内容和技能要求为依据进行的课程开发，恰恰弥补了这种不足。在明确了工艺规程的编制教学内容及教学目标的基础上，由学院教师以及生产企业管理及技术人员共同对本课程教学内容进行整合与序化；课程内容围绕“零件工艺规程的编制”，共设置了六个学习情境，所选的任务载体均是来自于企业生产一线的典型机械加工零件，并经过教学改造承载着相关的教学内容，它们都较好地体现了高职教学“工学结合”的特征。（详见表2）
三、课程改革的教学效果
以工作过程为导向的课程改革取得较好的学习效果，与传统教学相比，有明显不同。
1.面向生产实际。学生像在工厂接受实际任务一样，认真对待课程任务，在教师的指导下，根据任务要求，认真、有计划地按时完成学习任务。
2.培养专业能力。任务的完成是学生应用所学理论知识，完成编制零件加工工艺规程的学习过程，给学生独立思考的空间，能充分发挥学生的主观能动性；通过理论联系实际，鼓励学生大胆提出技术先进、经济合理、切实可行的工艺规程方案，有利于培养学生的创新能力。
3.培养社会能力与方法能力。在编制工艺规程的过程中，学生要认真阅读原始资料，并查阅《刀具工程师手册》、《机械加工工艺师手册》等相关手册。有利于培养学生独立查阅参考资料的能力；在对多个工艺方案进行分析比较时，要求学生以科学、负责的态度对待自已所做的选择，有利于培养其良好的工作作风；在整个完成任务的过程中，需要多名同学相互配合，有利于培养学生团队协作精神，促进学生综合素质的全面提高。
参考文献：
[1]姜大源。工作过程导向的高职课程开发探索与实践[M].北京：教学科学出版社，2008.
[2]戴士弘。职业教育课程教学改革[M].北京：清华大学出版社，2007.
[3]晋其纯，张秀珍。车铣工艺学[M].北京大学出版社，2010.
[4]于爱武。机械加工工艺编制[M].北京大学出版社，2010.
[5]姜大源。职业教育学研究新论[M].北京：教学科学出版社，2007.
[6]张明建。数控加工工艺规划[M].北京：清华大学出版社，2009.
机械加工工艺论文 篇八
机械加工工艺指的是根据参考的工艺流程来准确操作，然后用特定的方法将生产初产品的几何形状、尺寸大小以及相对位置进行不同程度的改变，进而得到机械半成品。我们经常说的工艺流程也就是指的是工艺过程，该过程与产品的数量、员工的素质以及设备的条件等有很大的关联。在整个的机械加工过程中包含很多内容，即毛坯制造、原材料的保存以及热处理零件等等。实施工艺过程需要按照规定的工序来操作。生产类型主要有三种类型，即大量生产、单件生产和批量生产。机械加工工艺的生产水平对于机械零件的加工的任何一个过程都很非常大的影响。如果机械加工的工艺水平没有达到对应标准，生产出来的机械零件的精度就会很低。因此，在进行机械加工时经常有多种因素对机械零件质量产生影响，比如几何体的精确度、受外力的变形情况以及热变形等等。
2机械加工工艺对加工精度影响的因素
机械加工工艺整体来讲是一个非常复杂的过程，涉及到的工艺条件有很多，进而造成影响加工精度的因素很多。如机械机床本身在几何精度上存在误差，加工的方法存在的偏差，工艺过程使用的磨制道具存在磨损误差等。下面分析机械加工工艺对加工精度影响主要因素。
2.1几何精度造成误差几何精度误差对加工精度有非常大的影响，在几何精度中机床本身的误差是最重要的误差因素，因此几何精度对于整个的加工过程有较大的影响。这其中最重要的原因是加工使用的刀具主要是由机床进行控制的，而且能够制造出各式各样的工程零件。若是机床自身在制造工艺上存在问题，很容易引起主轴发生偏差，进而引起零件的尺寸或者是性质出现很大的问题，造成零件的精度降低。若是由于制造工艺差的原因，很容易引起导轨误差的现象。机床的许多移动部件其位置主要是由导轨控制的，若是导轨出了问题，加工工艺就会出现严重的问题。
2.2受外力发生变形外力对于机械加工的影响主要包括两个方面的内容。即工艺系统受到的外力影响以及其他多余应力的影响。其中工艺系统受到的外力影响是主要因素，工艺系统主要包括工件、机床以及夹具等，在切削加工工艺时，会受到切削、夹紧力和重力三方面的影响，能够使其产生一定程度上的变形，进而会使在静态位置上的刀具或者是工件的几何形态发生变化，同时刀具的形态也会产生一定的改变，这样一来就会产生一定的误差范围。若是真的遇到上述的情况，采取的可行的办法是尽量减轻整个系统的受力程度，进而来有效地减小误差。进行实际操作时主要有两种对应方法，其一是工艺系统强度的加强，进而能够有效的抵抗外来压力的损坏；其二是尽量减小系统的负荷，以避免变形现象的发生。根据木桶效应，需要考虑的是系统最脆弱部件的承受力度，进而能够有效的防止变形的发生以及误差的产生。另外一方面就是多余应力的影响方面，多余的应力也能够使工艺系统产生很大的变形，而这一变形主要是由于加工切削和热处理等，在不受外力的情况下也能使系统发生变形。这就需要对加工工艺进行深层次的受力分析，要尽可能的使受力变形的程度降到最低限度，进而保证工艺的加工精度。尤其是在实际操作中，操作人员负责的是提高系统的刚度，进而减少载荷，才能有效的提高加工精度以及生产效率。
2.3加工过程中热变形第一，加工过程产生的热量。在机械零件的加工过程中，会产生很大的热量，然而产生的各种形式的热量都会对零件的加工过程产生或多或少的影响，进而影响工艺的加工精度。由于不同的热量会引起热变形并使刀具和机件之间的关系发生变化，甚至受到严重的破坏，进而导致零件的加工精度下降，使加工系统产生严重的误差。第二，刀具产生热变形。不仅在整个的加工过程中会产生很多的热量，还会对精度有很大的影响，因此，刀具的热变形也会影响零件的加精度。特别是在初级阶段进行切削的时候，这一变形会很快发生，但后来会越来越慢，经过一段时间以后就会趋于平缓。第三，机床发生热变形。机床的热变形对于精度也会产生很严重的影响。特别是在机床的工作过程中，由于受到内外热源的影响，系统的各部分温度会逐渐地升高。但是，各部件受到的热源不同，并且分布不均匀，而且机床的结构较复杂。所以，机床不同部件的温升不同，有时同一部件的不同位置处的温升也有不同，进而就会形成不均匀的温度场，造成机床各部件之间的相对位置发生很大的变化，进而破坏了机床的几何精度，产生了严重的加工误差。另外，不同类别的机床的热源也有很大的不同。另外，车床类机床的主要热源有主轴箱，包括轴承、齿轮和离合器等，由于摩擦作用会使主轴箱以及床身的温度有所上升，进而造成了机床的主轴抬高或者发生倾斜。大型机床温度的变化也会产生很大的影响，温差的影响也是很显著的。因此减少误差是关键，主要的方法有以下几种。其一，将热源与部件之间隔开。如可以将热源与主机分别放置，另外，也可以通过一定的作用来减少摩擦的发热。其二，要加快机床系统的热平衡速度，进而能够更好的掌握系统加工精度。其三，可以采用科学、合理的机床部件结构进行装配基准。其四，可以强制使其变冷的效果。
3结束语
近年来，随着我国经济的飞速增长，同时科学技术的水平也在不断的提高，在这一大的时代背景下，机械加工工艺系统水平也有了很大程度的提升。然而，从目前的机械加工工艺水平来看还有很大的进步空间。所以，有关的部门以及工作人员需要不断的进行探索和研究，进而使机械加工工艺水平有更大层次的提高。只有这样，在机械零件的加工精度上才能有很大的提高。所以总体来说，提升机械加工工艺水平是需要长期不断探索的，应不断提高加工工艺，尽量避免各种干扰工件质量的因素。
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