精密加工技术零件加工实例.doc

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1、题目：零件图如图1所示，试分析如何完成该零件的加工？由所给零件图现分析如下：该零件为回转类零件，因此很容易便想到用车削的方法来加工其外圆面，然后进行后续的钻孔加工即可。其工艺流程大概为：车Φ4外圆→车Φ2外圆→钻Φ1孔→钻4×Φ0.6孔。但进一步考虑到该零件的总体尺寸仅为4×4×2.4㎜，甚至还要加工Φ2的外圆面，显然用传统的车床进行加工是非常困难的。但对于微细加工车床而言，要加工该尺寸的回转类零件并不困难。据资料显示，日本通产省工业技术院机械工程实验室早在1996年就开发出了微型车床，长32、宽25mm、高30.5mm，重量为100g。它可加工最

2、小为60μm外圆面。因此利用微细车削机床能加工出微米尺度的零件，要加工本题中的工件应该并不困难。但另一方面，虽然微细机床能加工出尺寸微小的零件，并不意味着能加工出的工件尺度越小加工出的零件精度就越高。但至少它能进行微小尺度零件的加工，要加工出高精度的零件我们还要做更多的工作，另想办法千方百计地保证加工精度在零件的精度范围之内。在现有加工系统的情况下，我们可以考虑用如下途径来提高工件的加工精度：①采用精度较高的毛坯，提高工件装夹精度。显然，要加工本题目中的零件，采用的是光轴做毛坯。如果毛坯的圆柱度等几何精度比较低，当毛坯装夹在卡盘上时，毛坯的中心轴与

3、机床主轴的回转轴可能会有较大的偏差，这无疑会严重影响零件的加工精度。鉴于此，我们可以采用经过初步加工的光轴来作为毛坯进行加工，这样就能提高工件的装夹精度，从而零件加工精度。②适当增大毛坯工件的直径。工件一端装夹在卡盘里，如果适当增大工件直径，工件夹持部位的抗压能力就会增强，那么工件由卡盘夹紧力作用所引起的扭曲变形就会减小，从而提高工件的装夹精度，为后续加工得到高的加工精度做好准备。另一方面，也有利于提高工件在加工过程中的抗弯能力，减小工件受力变形，提高加工精度。③采用顶尖支撑。采用顶尖支撑可以提高工艺系统的刚度，减小工件的受力变形，从而减小加工误差

4、提高工件加工精度。④采用小的进给量和背吃刀量多次走刀加工。采用小的进给量和背吃刀量多次走刀一方面可以减小毛坯的误差复映效应提高工件加工精度，另一方面可以获得更好的工件加工表面质量。⑤尽量在安静、清洁、恒温的环境中加工工件。微小工件对环境的振动和灰尘等更为敏感，一丁点的振动等外来因素的影响都可能使工件的加工精度受到极大的影响，因此一个安静、清洁、恒温的环境对于保证微细加工的精度至关重要。加工完Φ4外圆面和Φ2外圆面后，就该加工Φ1孔和钻4×Φ0.6孔了。随着工艺方法的不断改进，人们研制出多种形式的小孔钻床，如手动操作的单轴精密钻床、数控多轴高速自动钻

5、床、曲柄驱动群孔钻床及加工精密小孔的精密车床等。目前，商业供应的微细钻头的最小直径已经达到50µm。因此要加工Φ1孔和钻4×Φ0.6孔应该并不困难，而需要解决的问题无非是孔的定位问题和加工过程中弓箭的变形问题。由于现在加工普遍为自动化的数控加工，在加工过程中无需人为干预，因此只要加工前对好刀，钻孔时孔的定位也就不成问题。至于钻孔过程中可能会出现工件的变形问题也可以采取相应的措施去解决。比如：钻孔时采用小的进给量机型钻孔，进给量小工件受到的力自然就小，工件的变形就小。当然也可以采用特种加工的方法进行钻孔，比如，激光打孔、电火花打孔、离子束打孔等。由于

6、以上特种加工方法加工孔时都没有机械力的作用，因此就不存在工件的变形问题。当然，不只是在钻孔时可以采用激光、离子束加工等特种加工方法，在车削Φ4外圆面和Φ2外圆面时同样可以采用激光车削技术、离子束车削技术等特种加工的车削技术，由于激光束、离子束都可以获得极小的加工斑点并且加工过程中无机械力的作用，不用担心工件的受力变形问题，因此特种车削技术在车削微小工件和容易变形工件时相比传统车削具有很大的优越性。而特种车削技术所面临的最大难题就是如何根据工件材料和切削参数选择合适的高能束发射功率，而这一参数的确定无疑需要大量的实验数据作支撑。而一旦人们积累了足够的

7、实验数据，毫无疑问特种车削技术的应用潜力将是不可限量的。另外，精密加工必须具备相应的检测技术和手段，要获得高的零件加工精度做好精密检测工作也是必不可少的。精密检测和自动化检测是检测技术的两个重要方面，精密检测寻求检测精度的极限，自动化检测寻求非接触在线测量和误差分离、补偿技术。误差分离技术是用多个传感器在多处多个方位上同时进行检测，利用计算机硬软件进行处理，分离各种误差成分并分析造成误差的原因，为误差补偿创造条件。当然，检测的目的是发现误差并减小控制误差，这就要求我们既要注重加工前的误差预防又要注重将过程中的误差补偿。可以说误差预防、误差补偿是精密

8、和超精密加工中提高加工精度的重要有效举措。