典型零件机械加工论文

摘要：本文对机械零件数控加工工艺展开分析，主要阐述包括工装设计、参数设置和数控仿真的机械零件数控加工件质量控制技术与包括数控编程、数控工艺规划原则的工艺技术方案以及刀具注意事项。通过分析可知，必要采用仿真软件来校验设计成果的有效性。今天小编为大家精心挑选了关于《典型零件机械加工论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

典型零件机械加工论文 篇1：

项目教学法在《机械典型零件加工》课程中的应用

【摘要】结合当前制造企业对普通机床操作工和机械零件工艺员的岗位能力，在《机械典型零件加工》课程中尝试了采用项目教学法，提出了整体的设计思路，并介绍了项目教学法在本课程中的具体应用。

【关键词】机械典型零件加工  项目教学法  设计思路  教学实施

一、引言

《机械典型零件加工》原课程名称为《机械制造技术》，是我院机电一体化专业、机械制造与自动化专业和数控加工技术专业的一门核心课程。在以往的教学中，由于理论教学与实践教学分开进行，教学效果一直不太理想。为此，我院对该课程进行了教学改革，在传统的教学模式上融入了项目教学法，将真实产品加工任务作为实际项目引入课堂教学，学生在完成项目的过程中，发现问题，并通过实践来解决问题。本文着重介绍项目教学法在本课程中的具体应用。

二、项目教学法的特点

項目教学法是融“教、学、做”一体的新型教学模式。在教学活动中，教师将需要解决的问题或需要完成的任务以项目的形式交给学生，在教师的指导下，以小组工作方式，由学生自己按照实际工作的完整程序，共同制定计划、共同或分工完成整个项目。

项目教学法的主要特点在于避开传统的学科体系教学知识的完整性和系统性，从以逻辑思维方式为主转向以形象思维方式为主。与传统教学法相比，主要表现在改变传统的三个中心：由以教师为中心转变为以学生为中心;由以教材为中心转变为以项目为中心;由以学生课堂接受为中心转变为以实际项目的完整工作过程为中心[2]。

三、项目教学法在本课程中的具体应用

（一）课程设计的理念与思路

1.课程内容的组织要以职业能力为目标、以工作任务为中心，要实现理论与实践的统一。

2.教学内容的设计要以典型机械零件为载体、以典型机械零件的加工工艺和机械加工质量控制为工作任务。

3.教学过程的设计要以教学做一体化为思路、以真实的工作任务及其工作过程为依据，要让学生一边学一边做、一边做一边学。

4.职场化教学环境的实现要以校内外实训基地为依托，要让学生在真刀真枪地进行岗位操作训练的同时接受严格的职场化管理。

（二）教学内容的组织与安排

1.教学内容的选取

（1）根据零件加工表面的特征，选取轴类零件、箱体类零件和圆柱齿轮类零件作为任务载体。任务载体与加工表面特征的关系如图所示。

图1：任务载体与加工表面特征的关系

（2）根据机械零件工艺员、机械零件操作工和机械零件加工质量保障员三个岗位的工作任务，选取了学习任务。具体如图2所示。

图2：学习任务

2.教学内容的编排

（1）针对每一个模块，以零件生产过程为主线，由易到难设计学习项目，编排教学内容。如轴类零件的学习项目设计如图3所示：

图3：轴类零件的学习项目

在内容编排时，围绕所选的3个零件加工工艺过程，由易到难或者由具体到抽象编排，对原课程体系的内容进行了解构，重构了以学习情境为教学单元的项目课程内容，突出了教学内容的职业性和适应性。同时，由于教学内容编排过程中把原课程体系按学科逻辑编排的教学内容转变为按工作项目所需的内容和顺序进行编排，学生所学的知识与其当前的心理需求和能力能够很好地结合起来。

（2）按首岗能胜任、升岗有后劲的教学目标，合理设计必备知识和拓展知识。

传统的《机械制造技术》的课程内容丰富，系统性和完整性都好，但针对性和关联性差，学生学得辛苦而且效果不好。根据工作岗位要求，对每一个学习任务内容设计为必备知识和拓展知识两个部分，必备知识是所有学生要掌握的，在必须和够用的前提下尽可能降低难度，其目的是为了学生具有首岗能力;拓展知识是为学生职业发展准备的。

课程对选取的几个典型零件分别以工艺过程为主线按工作任务描述、相关准备工作和实践知识介绍、相关技术知识讲解和相关理论知识拓展等四个层次，其中，前面三个部分为“基本要求”，后一部分为“较高要求”。

如“轴类零件加工”作为一个典型工作任务，按下面四个部分设计教学情境，轴的描述（功用、结构特点、分类、技术要求分析）;轴的加工准备（轴的材料选择、热处理、毛坯确定和基准选择）;回转面加工方法（车床及工艺装备使用、刀具选用和刃磨;金属切削和机械加工工艺基础知识）;轴加工拓展知识（切削力计算、机床夹具设计和机械加工质量分析）。其中后面一个内容为“较高要求”。

3.教学内容的组织实施

针对每个学习项目，按照项目要求—项目分析—项目实施—项目检查—项目评价的程序完成教学全工程。在教学实施环节，运用“七步流程法”（讲、演、练、点评、改进、总结、整理），保证和提升教学实施的有效性。实施过程如下：

（1）教师在多媒体教室详细讲授知识点;

（2）教师现场示范操作方法;

（3）学生实际操作练习;

（4）教师现场点评学生操作中存在的问题;

（5）学生对存在的问题进行改进，直到达到教学要求为止;

（6）学生对学习过程中学到的知识和存在的问题进行归纳和总结;

（7）学生整理现场，保持现场美观、整洁。

4.考核内容与方法

形成性考核：通过学生自我评价、教师评价和学生互评三个角度从学习态度、职业习惯以及常规执行情况等方面进行多元化考核评价，同时将学生的敬业精神、团队精神、安全意识、吃苦耐劳等职业素质也纳入考核范围。各部分所占的比例为教师：70%;学生自评：10%;学生互评：20%。

技能操作考核：每位学生独立完成工艺规程编制和零件加工过程，上交工艺文件，老师严格按照评分标准进行评分。

技术理论考试：采取闭卷考试的方式进行，主要考核学生对技术理论知识的掌握情况、相关参数和标准的选取执行能力等。

四、结束语

在“机械典型零件加工”课程中采用项目教学法，激发了学生的学习兴趣和主观能动性，培养了学生的团结协作精神，提高了教学效果。但项目教学法不能完全取代传统教学方法，在重视项目实施的同时，不能忽略基础理论知识的掌握。由于在本课程中采用项目教学法还处于初步探讨阶段，要真正做好还必须对现有课程体系和教材进行改革，同时对教师自身素质也提出了更高的要求。

参考文献：

[1]浅谈项目式教学法在模具专业的应用.道客巴巴.2014年2月4日

[2]屠春娟.项目教学法在《数控机床与编程》课程中的探索[J]广西轻工业.2010年01期

作者：宋奕

典型零件机械加工论文 篇2：

机械零件数控加工工艺探析

摘要： 本文对机械零件数控加工工艺展开分析，主要阐述包括工装设计、参数设置和数控仿真的机械零件数控加工件质量控制技术与包括数控编程、数控工艺规划原则的工艺技术方案以及刀具注意事项。通过分析可知，必要采用仿真软件来校验设计成果的有效性。

关键词： 数控加工工艺;数控仿真

在机械零件制造中，用普通机床加工零件效率低、精度不高而且劳动强度大，有的复杂零件甚至无法加工。数控加工就是应用数字化控制系统在加工机床上完成零件的加工，尤其是曲面零件的加工，而且加工的精度和效率可以得到很好的保证。数控加工技术是实现自动加工的基础，也是一个国家制造业发展的标志。数控加工工艺是影响机械零件加工精度的主要因素，为了保证零件加工质量，应该合理选择数控加工工艺，并严格控制加工过程。

機械零件数控加工工艺通常由加工件质量控制技术、工艺技术方案组成，两者将直接决定加工件质量。

数控加工件质量控制技术

加工件质量控制技术主要用于加工准备阶段，主要可以分为三个部分，分别为工装设计、参数设置、数控仿真。本节将对各部分技术类型、应用方法等内容进行分析。

工装设计

工装设计与加工件的加工精度有直接关系，由于精度是数控加工中的核心质量指标，在数控零件加工中应当高度重视工装设计。工装设计的关键技术要点在于工装本身的加工精度设置、加工位置确认。

加工精度设置：加工精度设置是指加工前通过参数设置控制加工刀具的加工角度、加工路径，在参数准确的条件下可以生成良好的加工规划方案，确保加工件与设计要求吻合;

加工位置确认：加工位置确认主要以加工区域与加工件为目标，通过设计设定一个精度范围，在这一范围内加工刀具就可以重复锁定加工位置，即使加工件或刀具本身更变也不会出现太大误差。

良好的工装设计可以有效避免加工件出现质量问题，同时缩短加工时间，具有突出的经济性表现[1]。

参数设置

参数设置是加工件质量控制技术中必须重视的步骤，加工精度设置就是参数设置的内容之一，此外，在整个加工过程当中还有很多其他的参数设置需求，例如刀具参数、机床参数等。同时，由于刀具、机床等型号的差异，其参数设置需求也会发生变化，例如在球头刀、立铣刀上，其刀位轨迹、刀轴方式的参数设置都存在差别，因此参数设置必须根据实际情况来进行设置，较为复杂。

数控仿真

数控仿真是在上述两个部分基础上利用仿真软件对技术方案进行模拟运作，即刀具加工轨迹仿真、刀具加工过程仿真和刀具加工过程中的干涉碰撞检查，以此校验方案指导下的加工成果是否符合设计要求、具体加工效率等，因此也是加工件质量的保证因素之一。目前常用的数控仿真软件一般包括线框仿真、实体模拟仿真、机床模拟仿真三个层次。

线框仿真

通过工件的二维线框模型在计算机上进行刀路模拟和加工时间模拟，即模拟刀具沿着刀具路径在工件上的加工过程，模拟仿真的结果是呈现出加工后工件的形状和加工时间。数控车削和三轴铣削加工常用线框仿真。

实体模拟仿真

在实体三维造型的基础上施行零件加工过程动态仿真，除了刀路模拟和加工时间模拟以外，还能模拟刀具和工件的干涉碰撞检查。可以通过修改参数设置和对加工方案进行多种实验，确认方案是否可行。三轴铣削、加工中心四轴、五轴铣削常用。

机床模拟仿真

在实体模拟仿真基础上，添加机床、夹具实体模型，可以模拟零件加工过程干涉碰撞检查，即刀具与机床、刀具与夹具的干涉碰撞检查，分析加工路径安全性。特别是加工中心四轴、五轴铣削复杂零件时由于零件复杂、编程程序复杂，刀具路径极其复杂，加工时容易发生过切、欠切现象，容易发生刀具与工件、刀具与机床、刀具与工装夹具的干涉碰撞，机床模拟仿真十分必要，保证了加工质量，避免不必要的试加工弯路和撞机断刀事故。

数控加工工艺技术方案

工艺技术方案也是数控加工工件质量的影响因素，制定合理的工艺技术方案是保证机械数控零件加工件质量的重要环节。数控工艺技术方案在数控加工编程程序中体现。

数控加工编程

把根据零件图进行三维实体建模的数字化模型文件导入CAM加工软件中，确定模型收缩率就可以进行编程。通常使用的CAM软件有：NX、CAXA、POWERMILL、MASTERCAM等等。

以CAXA软件数控铣削为例阐述数控加工编程的过程。首先在三维实体模型上创建毛坯，创建刀具库，选择软件中的“加工方式”并设置加工参数构成加工策略然后生成相应的加工程序。加工策略包括：主轴转速、进给量、进退刀点位及方式、降刀抬刀位置、下刀方式、铣削步距、主轴转动角度，必要时设置干涉面及安全平面。仿真加工后对刀具轨迹进行相应的编辑修改确定加工策略，然后进行后处理，生成数控加工代码并DNC传输到机床以备数控加工。

数控加工工艺规划

编程时要进行加工工艺分析。就是了解加工要求，安排加工顺序。其具体安排应该根据零件的结构特点和材料特性，夹紧定位要求，机床功能，刀具数量以及装夹次数等进行灵活划分。一般可根据刀具集中分序原则、加工部位分序原则、粗精加工分序原则以及保证精度的原则进行划分。

刀具集中分序原则

以应用的刀具进行划分，用同一把刀具加工完成所有可以加工的部位，再用第二把或第三把刀具完成它们各自可以完成的其他部位。这样可减少换刀次数，减少走空程序的时间，避免不必要的定位误差。

加工部位分序原则

在数控机床上加工零件，工序可以集中。对于加工部位很多的零件可一次装夹并尽可能完成全部工序，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内轮廓、外轮廓、孔、曲面或平面等。但一般应遵循下列原则：

一般先加工平面、定位面，后加工孔。

先加工形状简单的特征，再加工形状复杂的特征。

先加工精度较低的部位，再加工精度要求较高的部位。

以粗、精加工分序原则

对于薄壁等易发生加工变形的零件，由于粗加工后可能发生变形，一般要分粗、精加工工序，粗加工时需要留足余量再精加工。

保证精度的原则

数控加工要求工序集中，通常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和铣削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，以保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。

在划分工序时，一般综合以上几点原则，结合实际零件结构合理确定。

数控加工刀具应用

刀具在加工过程中的表现将直接影响到加工件的质量。在刀具应用中需要重視刀具选择、刀具工艺编制两个方面。

刀具选择

刀具选择有三个方面，即刀具材质选择、刀具类型选择、刀具规格选择。

刀具材质选择

刀具材质关系到刀具切削时的刚度与耐磨性，当刀具性能表现不佳，则很容易在加工过程中出现“事故”。比如硬质合金刀具耐磨性是高速钢刀具的10倍，前者切削速度是后者的3倍，目前国内外数控加工刀具主要是硬质合金刀具。

刀具类型选择

在零件加工中，不同零件、不同部位的形状存在差异，因此加工人员应根据形状要求来选择刀具，例如常见的刀具有立铣刀、球头刀等，其中立铣刀一般用于加工平面、台阶、沟槽等加工中，具有良好的通用性，而球头刀一般用于曲面、圆弧沟槽，适用面相对较窄。另外，在一般情况下，建议优先选择立铣刀来进行加工，特别是精加工阶段，因立铣刀在去除余量中有出色表现。

刀具规格选择

刀具大小选择与工件形状、加工效率有关。以立铣刀为例，为了加工效率以及加工时刀具刚度，尽量选择大的刀径，但是要充分考虑零件形状以免刀具直径过大造成过切。

刀具工艺编制

在刀具应用当中，刀具工艺编制是数控零件加工中起主要控制作用的组成部分，因此要给予重视。以数控铣为例，刀具工艺编程要点有六：①当根据加工件情况来安排刀具序号，确保走刀顺序符合设计要求;②针对不同工序，需要及时切换刀具序号;③孔加工先钻后铣扩;④刀具粗精加工分刀，先粗后精。

使用加工中心机床刀具库时，一旦加工开始，人工尽可能不参与加工环节，以免造成刀具错误。

结语

综上，在数控加工工艺下要保障机械零件的质量，必须对数控系统进行编程，过程中需要先搜集加工件等加工条件信息，随后进行工装设计、参数设置、数控加工技术方案规划等工作，且有必要采用仿真软件来校验设计成果的有效性。同时，由于刀具对加工质量存在较大影响，因此加工中需要结合实际条件来选择刀具以及编制刀具工艺。

参考文献

曹伟，朱晓东.关于典型数控铣削零件加工工艺探析[J].时代农机，2016（10）：55.

刘海东.复杂零件加工工艺设计及数控编制[J].中国机械，2014（10）：269–270.

作者：谢祖华 李云妹

典型零件机械加工论文 篇3：

典型零件数控加工工艺分析

摘要：以典型零件数控加工为例，介绍了其具体的加工工艺，包括零件加工图纸的分析、零件加工路线和工序的确定、刀具和切削量的确定、夹具和量具的确定、编程原点的确定等，为类似零件的数控加工提供参考。

关键词：数控机床;加工图纸;刀具;切削量

0 引言

對现代机械制造行业来说，数控机床的应用具有重要意义，通过应用数控机床，可提高零件加工精度，减少人力成本，提高机械制造企业的经济效益。本文以典型零件数控加工为例进行分析，其加工质量受各方面影响，如数控机床的精度、人员操作熟练度、加工工序、加工工艺等。

1 零件加工图纸分析

一般而言，某种零件的加工并不是在数控机床上完成其整个加工工序，因此对于相关工作人员来说，在数控加工前，首先应该对零件图纸（图1）进行详细分析，确定哪些工序需要在数控机床上完成，初步制定加工计划和最合适的加工方案。具体来讲，可以从数控机床加工的可行性和便利性两个方面进行分析，结合零件加工需求，在满足零件加工需求的前提下，根据零件加工图纸拟定数控机床的加工工艺。

2 工艺路线和工序的确定

零件加工工艺路线和工序的确定，对于保证零件精度来说具有重要作用，同时合理的工艺路线和工序能够缩短加工时间和步骤，节约人力和时间成本，因此相关人员必须对此予以重视。在工艺路线和工序的确定过程中，主要考虑以下因素：

第一，先进行零件的粗加工，并且粗加工不需要使用精密机床，一般采用普通机床即可。第二，为了节约时间，同时减少对切削刀具等的磨损，尽量避免频繁更换刀具。第三，加工工序一般应先进行粗加工，再进行精加工。第四，注意进刀和退刀的方式，尽量避免直进直出，以避免损坏刀具，确保加工进度。

3 刀具和切削量的确定

相对于传统机床来说，数控机床的零件加工精度更容易受到刀具和切削量的影响，这对数控机床的操作人员提出了更高的要求，应该根据所加工零件的尺寸、形状和材质等，选择合适的刀具，确定合理的切削量。

具体来说，可根据以下几方面内容，选择最合适的切削刀具：第一，根据刀具的材料进行选择，通常选择硬质合金材料制作的刀具。第二，如果其他条件都相同，一般来说，首选刀具长度较短的。第三，为了避免频繁更换刀具，对于刀具的性能也有一定要求，主要应考虑刀具的耐磨性是否良好，避免在长时间使用中，刀具被磨损而造成零件精度降低。第四，由于刀具一般是由人为更换和安装的，因此还应该考虑操作人员的熟练程度，确保刀具平衡。

对于切削量来说，除了受刀具硬度影响，还受到加工工艺的影响，粗加工时，切削量一般较大;精加工时，则应避免切削深度太深，同时采用相对于粗加工更低的进速。

4 夹具和量具的确定

第一，夹具的确定。通常来说，夹具往往根据所加工零件的数量确定，若所加工零件的数量较少，一般选择通用或组合夹具;若所加工零件的数量较大甚至需要成批生产，则主要考虑夹具装卸的便利性、装卸夹具的快慢等，同时还要考虑所选择的夹具能否准确定位，避免定位不准造成零件精度的降低。

第二，量具的确定。对于量具的确定来说，没有许多特殊要求，通用量具即可，需要强调的是，相关人员在确定量具时，必须确保所选择的量具精度满足机械加工要求。

5 编程原点的确定

不同于传统的机加工机床，数控机床的特点是需要编程，因此编程原点的确定也决定着典型零件的数控加工精度。为了便于数控机床的编程，通常在编程前，应该分析零件图样，在零件图样上标注坐标尺寸时，应该尽量避免采用不同的基准线，也可以直接在零件图纸中标注坐标尺寸。

编程原点对于确保数控机床的精度具有重要意义，编程原点既是起点，又是终点，必须准确确定编程原点的位置，否则将直接影响零件的机加工精度。具体来说，可以从以下方面确定编程原点：第一，编程原点的位置应该较明显，同时应该便于操作人员测量。第二，相关人员需要计算零件数据，因此编程原点所确定的数值应该便于计算。第三，尺寸基准包括两个方面，即设计和工艺基准。在不影响加工工艺和精度的前提下，尽量使编程原点和这两个基准相互重合。第四，尽可能减小误差。

6 典型零件的数控加工

本文以某形状较为规整的零件毛坯加工为例，如图2所示，说明加工工艺的确定步骤。首先，该毛坯形状较为规整，初步判断可以进行数控机床的机加工。已知该毛坯材质是45#钢，因此在确定机加工刀具时，选择硬质合金较合适。

该零件毛坯的具体加工工艺如下：

（1）外部形状的加工。应注重外部形状加工的精确性，并注意确定后续精加工的进刀量。（2）内部形状的加工。根据加工图纸，该毛坯加工的零件内部形状较为复杂，因此应该避免在内部形状加工过程中，刀具和进刀量等对机加工产生影响，导致加工精度降低。一般来说应该避免选择大尺寸的刀具。（3）零件有圆形或椭圆的加工要求时，应注意确定合适的刀补参数，提高加工效率，降低报废率。（4）有孔加工时，应注意在加工完孔后，还需要铰孔，注意选择合适的铰刀尺寸。（5）检查零件的加工图纸，查看是否需要进行圆角等加工。

7 结语

机加工对于机械制造行业来说是必不可少的工艺流程，其应用广泛，机加工时，相关操作人员首先应该详细分析零件加工图纸，制定合理的加工路线和加工工艺。在具体的加工过程中，操作人员应根据零件尺寸、形状、材料等选择合适的刀具和切削量等，对数控加工来说，还要确定合理的编程原点，以不断提升加工精度，降低报废率，节约加工成本。

[参考文献]

[1] 谢飞县.机械加工工艺对零件加工精度的影响分析[J].南方农机，2019，5（4）：40-41.

[2] 高睿杰，高崇，顾涛.整体叶轮的数控加工工艺研究与实施[J].机械工程师，2018（1）：69-71.

[3] 王琛.数控车工典型零件的工艺分析[J].时代农机，2019（3）：52-53.

[4] 李文华.基于数控加工的工艺设计原则及方法研究[J].内燃机与配件，2019（11）：68-69.

收稿日期：2020-02-05

作者简介：康琦文（1985—），男，湖南邵阳人，一级实习指导老师，研究方向：数控加工。

作者：康琦文