機(jī)械冷加工技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

苗壯

摘要：冷加工是一種重要的加工工藝，具有成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械加工中應(yīng)用廣泛。文章對(duì)冷加工技術(shù)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了分析，探討其在生產(chǎn)中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)，以供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；冷加工；技術(shù)；生產(chǎn)

近年來，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展迅速，冷加工技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用越發(fā)頻繁，因此，加強(qiáng)機(jī)械冷加工技術(shù)的應(yīng)用研究，不斷提高冷加工效率與質(zhì)量，是當(dāng)前業(yè)內(nèi)關(guān)注與研究的重點(diǎn)。

1 冷加工技術(shù)分析

冷加工技術(shù)指低于再結(jié)晶溫度的加工均為冷加工。機(jī)械生產(chǎn)中的冷加工技術(shù)指應(yīng)用車床與刀具，從金屬材料或工件上將多余的金屬層切掉，使工件獲得具有一定表面粗糙程度、尺寸精度、形狀的加工方法，包括拉削、磨削、車削等均屬于冷加工范疇。

應(yīng)用車床對(duì)工件進(jìn)行冷加工基于切削運(yùn)動(dòng)，即，工件與刀具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其中主運(yùn)動(dòng)消耗功率大，速度高，是切削最為主要的運(yùn)動(dòng)。另外，需要注意切削作業(yè)中主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)指為了達(dá)到加工出所需表面的目的，使金屬層不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)消耗的功率較小，速度低，有一個(gè)或多個(gè)。另外，冷加工作業(yè)的順利進(jìn)行，需要有滿足要求的刀具，即，刀具需要有足夠的硬度（一般要求其超過HRC60）、韌性及強(qiáng)度。同時(shí)，還應(yīng)具有較好的耐磨性、耐熱性等。

2 冷加工技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 機(jī)械冷加工工藝規(guī)程

應(yīng)用冷加工技術(shù)時(shí)一般按照以下工藝流程：（1）認(rèn)真分析零件圖與產(chǎn)品裝配圖，明確零件加工要求，內(nèi)容包括對(duì)零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)進(jìn)行計(jì)算，確定是小批量生產(chǎn)、還是單件生產(chǎn)。同時(shí)，對(duì)零件間的裝配關(guān)系、加工產(chǎn)品的用途、性能等進(jìn)行分析。做好加工圖紙的完整性檢查，包括公差、尺寸、技術(shù)要求標(biāo)注是否詳細(xì)等。結(jié)合零件圖紙明確應(yīng)用的主要與關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)零件的工藝性進(jìn)行審查。（2）確定毛坯來源，分析所用材料是否滿足加工要求，內(nèi)容包括圖紙上確定的材料為型材、結(jié)構(gòu)件還是鍛件、鑄件。確定材料時(shí)盡量應(yīng)用國(guó)內(nèi)較為豐富的材料。認(rèn)真分析材料的選擇是否合理，是否滿足技術(shù)要求。（3）在對(duì)零件功能、結(jié)構(gòu)及加工要求詳細(xì)掌握的基礎(chǔ)上，編制工藝路線，確定加工操作順序。（4）確定加工工序中所用的車床、卡具、刀具以及輔助工具等，明確各工序的加工余量、切削用量及工時(shí)定額。另外，還需考慮定位基準(zhǔn)的選擇。選擇粗、精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)遵守一定的選取原則。例如，選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)確保所有加工面的加工余量足夠。選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，選取安裝可靠、平穩(wěn)，精度高的表面作為精基準(zhǔn)。

2.2 冷加工技術(shù)的具體應(yīng)用

中空軸是管磨機(jī)的重要部件，先要求應(yīng)用冷加工技術(shù)對(duì)某中空軸進(jìn)行加工。

2.2.1 零件分析

該零件結(jié)構(gòu)較大，在一個(gè)工廠里相同的零件較少，屬于大件、單件生產(chǎn)，因此，加工時(shí)編制加工工藝卡片即可。 研究得知，中空軸頸面與零件法蘭外緣的同軸度為φ0.25 mm，法蘭端面和中空軸軸頸中心線的垂直度為0.25 mm。中空軸軸頸面自身的圓柱度0.1 mm。另外，需要注意的是為消除內(nèi)應(yīng)力，冷加工作業(yè)前先進(jìn)行熱處理。同時(shí)，保證加工各面尺寸完整，精度、光潔度滿足要求。

2.2.2 零件結(jié)構(gòu)與工藝分析

該零件為組合件，由中空軸體、法蘭構(gòu)成，其中中空軸體為鑄鋼件，需制作木模，而法蘭為鋼板件，兩者之間的連接需要進(jìn)行焊接操作。因整個(gè)中空軸為回轉(zhuǎn)件，需要分別加工各單件，而后進(jìn)行整體加工。零件的大R區(qū)以及中空軸軸頸面對(duì)光潔度的要求比較高，需進(jìn)行磨削加工。綜合分析加工圖紙，加工時(shí)需對(duì)大R區(qū)域、中空軸軸頸面作探傷檢驗(yàn)。同時(shí)，為確保中空軸和簡(jiǎn)體同軸度滿足要求，需要對(duì)兩者的連接孔進(jìn)行配鉸。

另外，中空軸使用Q135-A，ZG230材料加工，兩種材料不僅容易采購(gòu)，而且鑄造方便，使用普通焊條便可進(jìn)行焊接操作。

基準(zhǔn)的確定。中空軸為回轉(zhuǎn)件，因此，將其中心線作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。同時(shí)，簡(jiǎn)體和中空軸安裝時(shí)需配合，因此，將法蘭端面作為空軸軸向尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。加工作業(yè)時(shí)以兩個(gè)基準(zhǔn)進(jìn)行操作。

確定加工工藝流程。因中空軸體為鑄鋼件，加工時(shí)先制作模樣，而且加工前進(jìn)行加熱處理。同時(shí)，鋼板法蘭與中空軸體進(jìn)行焊接，阻焊后仍需進(jìn)行加熱處理。經(jīng)研究該中空軸的加工工藝按照以下流程進(jìn)行：鉚一熱一車一檢一車一一劃一鉆一鉗一鏜一鉗。

編寫加工工藝文件。結(jié)合分析編寫中空軸加工工藝卡片，其中車削時(shí)，一方面，裝卡操作將大端朝下，對(duì)小端法蘭外圓和端面進(jìn)行車削，端面少去，見亮停止，注意在大端留剩余加工量。另一方面，將小端的法蘭外圓和端面裝卡，將中空軸軸頸作為找圓正基準(zhǔn)，將小端法蘭的上端面作為找平的正基準(zhǔn)。

3 冷加工技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

在加工該中空軸零件時(shí)，為保證冷加工質(zhì)量，防止意外的發(fā)生，除嚴(yán)格按照加工流程加工外，還應(yīng)注意以下內(nèi)容的落實(shí)，確保該中空軸加工作業(yè)的順利完成。

3.1 準(zhǔn)確把握切削三要素

采用冷加工技術(shù)加工該中空軸時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制切削速度V、走刀量S、切削深度t這3個(gè)參數(shù)將直接影響加工質(zhì)量，因此需引起足夠的重視，其中切削速度V可用公式進(jìn)行計(jì)算，即，V=nπD/1 000，D，n分別表示待加工面直徑（以mm為單位）、工件轉(zhuǎn)速（ r/s）。走刀量指刀具或工件每轉(zhuǎn)一周，兩者沿進(jìn)給方向上走的相對(duì)距離，以mm/r為單位。切削深度t的計(jì)算公式為：t= （D-d） 12。其中D、d分別表示工件待加工面與己加工面直徑（單位為mm）。為保證中空軸加工質(zhì)量，要求加工人員提高認(rèn)識(shí)，在認(rèn)真分析加工圖紙的基礎(chǔ)上，做好準(zhǔn)確的計(jì)算，嚴(yán)格控制3個(gè)參數(shù)，確保加工精度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 做好切削精度控制

加工該中空軸時(shí)保證加工精度尤為重要，因此，加工人員應(yīng)認(rèn)真分析影響加工精度的因素，如車床精度、加工人員專業(yè)水平等，都會(huì)給加工精度造成不同程度的影響，加工時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施加以應(yīng)對(duì)，將加工誤差降到最低。一方面，做好所用車床精度檢測(cè)。為保證加工精度滿足要求，加工該零件時(shí)應(yīng)要求檢測(cè)人員對(duì)車床運(yùn)行性能、精度等進(jìn)行檢測(cè)，確保滿足規(guī)范要求。另一方面，注重加工人員技能培訓(xùn)。加工該零件前應(yīng)組織技術(shù)人員，開展加工作業(yè)技能培訓(xùn)，明確零件不同位置的加工要求、加工方法，以及相關(guān)的加工參數(shù)等，要求加工人員認(rèn)真聽講，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行加工操作。

3.3 保證加工操作安全

該中空軸冷加工時(shí)采用落地臥式或立式車床進(jìn)行加工，加工作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性，為防止加工意外的發(fā)生，保汪加工作業(yè)的安全、順利進(jìn)行，需采取一定的安全措施。首先，營(yíng)造良好的加工環(huán)境。加工時(shí)確保車間照明良好，防止操作人員因視線不良進(jìn)行錯(cuò)誤操作，發(fā)生安全事故。同時(shí)，認(rèn)真檢查車床各運(yùn)行部件，確保其運(yùn)轉(zhuǎn)正常、平穩(wěn)，無安全隱患。另外，做好車床運(yùn)行部件的維護(hù)，包括刀具、刀架以及運(yùn)行部件的養(yǎng)護(hù)，確保其處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，防止運(yùn)行中發(fā)生意外。其次，安裝相關(guān)防護(hù)裝置。認(rèn)真檢查所用車床各部件的牢固程度。同時(shí)，為防止加工作業(yè)中某些部件甩飛傷人，應(yīng)安裝防護(hù)罩。最后，注重加工噪聲的控制。加工中車床發(fā)出的噪聲往往給技術(shù)人員的情緒及注意力產(chǎn)生較大影響，導(dǎo)致加工人員心情煩躁，注意力不集中而發(fā)生意外，因此，做好所用車床的養(yǎng)護(hù)，緊固螺絲，做好相關(guān)位置的潤(rùn)滑，最大程度地降低加工噪聲。

4 結(jié)語(yǔ)

冷加工技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，因此，加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用研究，不僅能更好地保汪零件加工質(zhì)量，而且能提高我國(guó)的機(jī)械制造水平，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)健康發(fā)展。本研究得出以下結(jié)論。

（1）冷加工技術(shù)指借助車床及刀具，將零件加工成所需形狀的一種技術(shù)，具有加工成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，在零件加工中應(yīng)用廣泛。冷加工涉及主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其中主運(yùn)動(dòng)是切削作業(yè)中最為重要的運(yùn)動(dòng)。

（2）使用冷加工技術(shù)加工零件時(shí)需要按照一定的規(guī)程，文章以加工中空軸為例探討冷加工技術(shù)的具體應(yīng)用，涉及零件分析、零件結(jié)構(gòu)與工藝分析、基準(zhǔn)的確定、加工工藝流程確定以及加工工藝文件的編寫等環(huán)節(jié)。

（3）為保證零件加工精度，使用冷加工技術(shù)時(shí)一方面，要求加工人員認(rèn)真計(jì)算切削速度、走刀量以及切削深度等參數(shù)。另一方面，做好車床精度檢測(cè)，確保其處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)，以保證加工精度。同時(shí)，還應(yīng)做好加工作業(yè)前的技術(shù)培訓(xùn)，要求加工人員明確加工的重點(diǎn)以及應(yīng)遵守的規(guī)范等。另外，加工作業(yè)中為防止意外的發(fā)生，要求加工車間光照良好，并做好安全防護(hù)措施。同時(shí)，降低噪聲的產(chǎn)生，為整個(gè)加工作業(yè)的安全進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。