(數(shù)控加工論文)農(nóng)業(yè)機(jī)械中零件數(shù)控加工與應(yīng)用探究

【數(shù)控加工論文】農(nóng)業(yè)機(jī)械中零件數(shù)控加工與應(yīng)用探究摘要：在農(nóng)業(yè)機(jī)械加工過程中，通常會(huì)采用多種方式組合孔與軸，彼此充分配合與協(xié)調(diào)。為了進(jìn)一步提高孔加工的質(zhì)量，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。筆者以基軸制孔系零件數(shù)控加工為例，探討了具體的加工要求，以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的安裝質(zhì)量。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；基軸制；孔系零件；數(shù)控加工為了進(jìn)一步完善農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的功能，要重視軸與孔之間的配合程度。在開展機(jī)械設(shè)備加工時(shí)，要發(fā)揮出基軸制的作用，使軸與孔之間的配合更加默契。牽涉比較復(fù)雜的孔系零件加工時(shí)，要采取有效的措施，提高加工精度，降低成本。1農(nóng)業(yè)機(jī)械安裝中基準(zhǔn)選擇需遵循的原則1.1重視孔軸之間的配合為了進(jìn)一步提高機(jī)械設(shè)備的安裝質(zhì)量，要高度重視孔軸之間的配合。做到具體問題具體分析，根據(jù)設(shè)備的使用要求，選擇恰當(dāng)?shù)呐浜闲问絒1]。第一，過盈配合。使用該配合形式時(shí)，需嚴(yán)格保障配合件得到有效緊固，使其彼此緊密連接。第二，間隙配合。為了保證兩個(gè)裝配件之間彼此相互運(yùn)動(dòng)，可采取這種配合形式，有效地處理配件。第三，過渡配合。在開展部件連接時(shí)，需明確各個(gè)部件的位置，提高部件的定位精度，因此，需采用該種配合方式。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械安裝工作比較復(fù)雜，牽涉諸多環(huán)節(jié)，在安裝的過程中，需嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作[2]。為了進(jìn)一步提高安裝的精度，要合理控制安裝所牽涉的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。第一，公差等級(jí)?？刂乒畹燃?jí)目的是進(jìn)一步提高安裝的精度，保證孔或軸的精度、性能符合要求，并確保兩個(gè)相鄰的部件實(shí)現(xiàn)順利連接。第二，基本偏差。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)孔與軸的尺寸問題，就要有效地控制基本偏差。配合孔軸時(shí)，若二者之間的偏差比較大，就會(huì)影響二者之間的配合度。通常，技術(shù)人員要結(jié)合孔與軸的具體狀態(tài)，對(duì)其展開針對(duì)性控制。若孔的尺寸比較大，但軸的尺寸比較小，需發(fā)揮出間隙配合的優(yōu)勢(shì)。若在安裝時(shí)遇到軸尺寸大但孔尺寸小的情況，則需發(fā)揮出過盈配合的作用。若批量加工零件，牽涉軸孔配合時(shí)，需考慮到二者配合的隨機(jī)性，采用過渡配合的方式控制配合過程，然后再分別按照上述的內(nèi)容，根據(jù)軸和孔的具體尺寸情況，選擇相應(yīng)的配合方式[3]。1.2孔軸配合與農(nóng)業(yè)機(jī)械安裝相結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械種類比較多，不同機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)存在較大的差異，而且設(shè)備結(jié)構(gòu)具有極高的精致細(xì)密度，因此，在安裝時(shí)，可通過隨機(jī)的方式配合孔和軸[4]。然而，這種配合方式會(huì)導(dǎo)致用戶無(wú)法做出合理選擇，還會(huì)進(jìn)一步增加產(chǎn)品的加工難度。因此，為了提高操作的便捷性，優(yōu)化加工過程，通常需控制二者其中的某一內(nèi)容，使其保持不變，再將這一尺寸作為實(shí)現(xiàn)合理配合的依據(jù)。這種操作方式具有其自身的優(yōu)勢(shì)。第一，降低操作難度，提高配合的默契度，保證用戶能夠做出合理選擇。第二，通過保持某一部分固定，以減少在安裝中所面臨的不確定性[5]。若將孔的偏差保持不變，則需相應(yīng)地調(diào)整軸，這就是基孔制。若將軸的偏差保持不變，則需嚴(yán)格按照基軸制的要求，確定孔的最終尺寸[6]。在確定安裝基準(zhǔn)參數(shù)時(shí)，要確保安裝的便捷性。從加工困難程度分析，以軸對(duì)比為例，其所面臨的加工難度和精度均有極高的要求，這樣就會(huì)進(jìn)一步增加控制的難度系數(shù)。從成本角度分析，選擇軸加工時(shí)，可進(jìn)一步降低加工成本，若牽涉諸多孔系尺寸，則要結(jié)合實(shí)際情況，選擇多種多樣的刀具，保證加工順利進(jìn)行。因此，加工人員通常會(huì)采用基軸制實(shí)現(xiàn)對(duì)孔軸的配合與機(jī)械設(shè)備的加工。要結(jié)合農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用條件和用途，嚴(yán)格保障機(jī)械的加工精度符合要求，減少外界因素對(duì)設(shè)備運(yùn)行所帶來的不利影響。為了確保產(chǎn)品符合加工標(biāo)準(zhǔn)，就要選擇科學(xué)的配合方式，提高加工精度，而基軸制就是一種重要的配合方式。2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備中基軸制孔系零件數(shù)控加工2.1孔系數(shù)控加工應(yīng)用的必要性農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)與加工是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的工作，牽涉諸多技術(shù)重點(diǎn)，要選擇合理的加工工藝，并有效地控制各個(gè)加工環(huán)節(jié)，才能真正提高加工精度，保障設(shè)備的質(zhì)量符合要求。在開展零件加工時(shí)，要考慮到兩孔之間的定位是否具有較高的精度，并合理控制孔的直徑[7]。然而，在深度方面，由于一部分孔有沉頭，若采用普通的鉆床加工，就可能會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問題。第一，采用普通加工法時(shí)，兩個(gè)孔之間的定位精度無(wú)法得到進(jìn)一步保障。第二，如果孔系具有不同的深度，加工孔的深度時(shí)，極容易出現(xiàn)操作失誤。第三，如果孔的直徑不同，就要頻繁更換刀具，這樣就會(huì)延長(zhǎng)加工時(shí)間，降低工作效率。第四，無(wú)法保證孔深度加工的精準(zhǔn)度。第五，技術(shù)人員需加強(qiáng)對(duì)加工過程的監(jiān)督與控制，一旦監(jiān)督不力，就無(wú)法保證加工質(zhì)量。由此可見，若使用普通機(jī)床加工孔系，不僅無(wú)法保證加工質(zhì)量，還會(huì)消耗損費(fèi)大量的人力和物力。若孔系比較復(fù)雜，若繼續(xù)依靠人力控制，就會(huì)進(jìn)一步增加加工成本。因此，要充分發(fā)揮出數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。與普通機(jī)床相比，數(shù)控加工技術(shù)有其自身的優(yōu)勢(shì)，而且近年來，該項(xiàng)技術(shù)在制造行業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。第一，采用數(shù)控機(jī)床代替普通機(jī)床加工孔系，不僅能夠提高加工的精準(zhǔn)度，還能保證加工邁向自動(dòng)化方向，減少人力成本。第二，數(shù)控加工技術(shù)的柔性極高，只需明確產(chǎn)品的特點(diǎn)和變化，及時(shí)調(diào)整刀具和相應(yīng)工序，即可保證加工工作順利開展。第三，在數(shù)控加工過程中，只需利用專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行操作即可，這樣既能減少技術(shù)人員的投入，還能發(fā)揮出多個(gè)設(shè)備的作用，有效降低工作強(qiáng)度，提高工作效率。第四，數(shù)控加工技術(shù)適合應(yīng)用于具有極高切削速度的加工過程之中，擁有良好的剛性。數(shù)控機(jī)床可實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具的自動(dòng)化切換，有效減少加工所帶來的質(zhì)量問題，提高加工效率。第五，可充分發(fā)揮出互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字技術(shù)的作用，這些技術(shù)可確保數(shù)控機(jī)床具有極高的工作效率。目前，數(shù)控機(jī)床的種類比較多，可根據(jù)具體的加工需求，選擇相應(yīng)的機(jī)床[8]。2.2孔系零件數(shù)控加工為確?？紫盗慵木珳?zhǔn)度穩(wěn)步提升，可發(fā)揮出銑削加工的作用。第一，與普通技術(shù)相比，數(shù)控加工技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，還能提高加工效率。第二，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化刀具更換。如果孔系中包含許多不同的直徑和規(guī)格的孔徑，能自動(dòng)更換刀具，提高加工的精準(zhǔn)度。第三，合理展開編程，保證各個(gè)孔的深度獲得智能化控制。第四，可循環(huán)加工孔，而且加工功能比較多元化。此外，可結(jié)合不同類型的孔的特征展開加工。第五，鉆孔操作時(shí)，可有效地控制各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，并進(jìn)一步延長(zhǎng)刀具的使用壽命。第六，可利用銑削加工技術(shù)處理箱體和溝槽等部位[9]。3農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用加工中心的可行性3.1加工中心的功能數(shù)控技術(shù)可用于加工擁有復(fù)雜輪廓的零件，一旦產(chǎn)品發(fā)生變化，只需調(diào)整加工程序和刀具，即可實(shí)現(xiàn)順利加工?？衫脭?shù)控系統(tǒng)對(duì)刀路和切削等要素進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這樣不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，還能減少人為因素所帶來的干擾。在各類數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控加工中心是一種應(yīng)用范圍十分廣泛的數(shù)控機(jī)床。加工中心主要分為數(shù)控車削加工中心和數(shù)控銑削加工中心。前者主要加工回轉(zhuǎn)類零部件，后者主要用于加工孔系和箱體類的零件。從結(jié)構(gòu)來看，只需在數(shù)控銑床設(shè)置一個(gè)功能多元化的刀庫(kù)，就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化換刀。因此，制造企業(yè)加工孔系零件時(shí)，若需要多種刀具的配合，就可采用數(shù)控銑削加工中心。此外，可將數(shù)控加工中心與CAD或CAM軟件相結(jié)合。利用這一類軟件設(shè)計(jì)零件后，設(shè)計(jì)結(jié)果可生成相應(yīng)的加工程序。然后，加工中心負(fù)責(zé)接收程序，進(jìn)行加工。由此可見，數(shù)控加工中心具有專業(yè)的加工技術(shù)與較高的加工水平，其在機(jī)械加工行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。將加工中心與柔性制造和智能制造相結(jié)合，能達(dá)到事半功倍的效果。近年來，加工中心在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造行業(yè)中正逐漸受到重視，但其在許多企業(yè)中的應(yīng)用范圍依然有待進(jìn)一步擴(kuò)大[10]。3.2企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)加工中心的了解許多制造企業(yè)對(duì)加工中心的作用了解有限，不能充分意識(shí)到其對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)與制造所帶來的影響。第一，部分企業(yè)認(rèn)為農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)加工與生產(chǎn)技術(shù)的要求比較低，而數(shù)控技術(shù)則用于生產(chǎn)比較高端的機(jī)械產(chǎn)品，因此，無(wú)須將這一技術(shù)用于開展農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備加工。大部分企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為加工中心并不能在生產(chǎn)機(jī)械的過程中發(fā)揮出有效的作用，而且會(huì)產(chǎn)生一定的浪費(fèi)。之所以存在這樣的認(rèn)知誤區(qū)，主要是由于領(lǐng)導(dǎo)和其他工作人員對(duì)加工中心缺少深切進(jìn)入了解，也不能充分意識(shí)到這一工藝所具備的優(yōu)勢(shì)。第二，部分企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為加工中心的設(shè)備成本較高，而且不容易對(duì)其展開維護(hù)[11]。3.3加工中心的優(yōu)勢(shì)隨著我們國(guó)家數(shù)控技術(shù)不斷提升，加工中心的價(jià)格正逐漸下降，企業(yè)所面臨的成本負(fù)擔(dān)越來越低。加工農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的零件時(shí)，企業(yè)可選擇12把刀庫(kù)數(shù)控設(shè)備。這一類設(shè)備成本比較低，可基本知足加工與制造的需求。目前，國(guó)產(chǎn)加工中心正得到進(jìn)一步研究與開發(fā)，與之相關(guān)的設(shè)備質(zhì)量也在穩(wěn)步提升，設(shè)備的運(yùn)行更加安全可靠?？紫盗慵庸r(shí)，常用的兩種加工技術(shù)是孔加工和輪廓銑削。從目前的投入情況來看，其成本比較低，加之?dāng)?shù)控加工技術(shù)水平正不斷提升，與之相關(guān)的維護(hù)與保養(yǎng)工作也不會(huì)消耗損費(fèi)過多資金。此外，若企業(yè)能夠合理應(yīng)用數(shù)控加工設(shè)備，就能減少對(duì)其他設(shè)備的使用，減少企業(yè)的投入。綜上，企業(yè)可結(jié)合自身實(shí)際情況選擇加工中心進(jìn)行機(jī)械設(shè)備零部件的制造與加工，可減少人力、物力等方面的浪費(fèi)，降低用工成本。4提高數(shù)控機(jī)床孔系零件加工精度的對(duì)策4.1影響加工精度的原因?yàn)榱诉M(jìn)一步提高零件的加工精度，在開展基軸制孔隙零件加工時(shí)，企業(yè)要認(rèn)真分析影響加工精度的原因。誤差的主要類型包括準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。第一，準(zhǔn)靜態(tài)誤差。受到數(shù)控機(jī)床自身零部件的影響，機(jī)床在實(shí)際加工過程中可能會(huì)存在不可避免的誤差，而且這一影響可能存在多個(gè)環(huán)節(jié)之中，如裝配、伺服控制、熱變形等。第二，動(dòng)態(tài)誤差。受到機(jī)床自身結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)特點(diǎn)的影響，或者在切削過程中由于耦合所引起的振動(dòng)，均會(huì)導(dǎo)致誤差產(chǎn)生。從孔系零件數(shù)控加工角度來看，誘發(fā)準(zhǔn)靜態(tài)誤差的主要原因是機(jī)械誤差。比如，采用數(shù)控機(jī)床制造零部件時(shí)，可能會(huì)存在一定程度的誤差[12]。4.2提高加工精度的建議為了進(jìn)一步降低在數(shù)控加工中所面臨的誤差，要開展合理的精度設(shè)計(jì)。技術(shù)人員要明確精度設(shè)計(jì)的重點(diǎn)：一是要合理預(yù)估精度，二是要考慮到精度的綜合問題。預(yù)估精度目的是結(jié)合精度的具體等級(jí)，確定被加工零部件的制造公差，然后構(gòu)建相應(yīng)的模型，從而合理預(yù)估刀具在工作空間中的未知方差，然后進(jìn)一步優(yōu)化加工工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件精度的控制。對(duì)機(jī)床進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要將精度綜合問題放在重要地位。當(dāng)技術(shù)人員合理控制精度后，就能進(jìn)一步提高孔系零件的數(shù)據(jù)加工質(zhì)量和加工精度，保證各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)得到更加有效的控制，并將誤差控制在最低范圍內(nèi)