某某工厂-专业生产加工、定做各种金属工艺品

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文 |如获至宝

编辑 |黎花梦汐

●○前言○●

目前，我国的机械制造能力不断提升，并且在将数控技术融入机械制造的过程中，衍生出数控机床金属材料机械加工工艺。

这项工艺与传统的加工工艺有着本质区别，是以智能化为基础进行金属材料加工，其加工速度、加工质量更加符合国家制定的标准。

在发动机缸体机械加工方面，数控机床加工技术更有利于提高发动机缸体的整体质量。

针对数控发动机金属材料机械加工工艺方面所存在的问题，从设备选型、机体基准面加工、切削加工过程冷却液选择、热处理工艺、闭角残留处理等方面进行工艺优化。

●○数控发动机金属材料机械加工工艺存在的问题○●

在数控发动机金属材料机械加工方面，机床表面加工仪器的配置还有待进一步优化与提升，以相同规模的双面铣专机作为加工的专业仪器，会使发动机金属材料机械加工的整体加工周期延长，这不利于优化加工效率。

设备在柔性方面并不具备优势，通常只能进行Z182机床两侧面的铣削，依托该台设备进行数控发动机金属材料机械加工，往往会增加很多冗余的环节，既不利于提高数控发动机机械加工的整体速度，还会降低机械加工的整体质量。

在数控发动机金属材料机械加工的过程中，在机体基准面加工方面还存在很严重的问题。

主要是机体基准面加工过程当中吃刀量太大，并且将粗加工与精加工混为一体共同进行，因此无法保证较高的基准面加工质量。

在精加工时，需要利用粗加工的定位点进行零件定位，目前所运用的精铣设备类型还需要进一步优化与升级，所使用的精铣设备由于使用时间过长，利用该设备加工的零部件过多。

长期高负荷运转，使得机器自身的精准度不断下降，传动箱的齿轮也存在较为严重的磨损情况，这都不利于进行零部件的精加工。

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冷却液能够减少零部件加工时的摩擦力，提高零件加工质量，起到润滑的作用，但也需要根据不同情况选择不同的冷却液。

通常来讲，水、乳化液、切削油都能够作为冷却液的主要原料，运用水进行加工作业，容易使仪器和部件出现生锈腐蚀的情况，且水的润滑度较差，发挥效果不佳；但是水的排放和冷却能力却是最好的。

乳化液是一种利用乳化油和水稀释而成的冷却液，这种冷却液的润滑性与冷却性较好，切削油主要是以矿物质油为基础成分的冷却液，通常采取柴油、机油、煤油作为主要原料，其在防腐性与润滑度方面都有较高优势，但这种冷却液较难清洗，且冷却效果并不理想。

在数控机床金属材料机械加工过程当中，冷却液的选择仍然是需要经过多方面的考虑，在进行金属材料机械加工过程中，需要提前对机械部件进行热处理，但若处理技术存在问题，会对零部件的制造产生不利影响，出现较大误差，在正常的数控发动机主轴作业过程当中，多采取旋转方式进行工艺操作。

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为了尽可能降低操作工艺对金属材料的影响，使其表面强度不受到破坏，使零部件与加工机器之间的摩擦力减少，需要通过直轴旋转技术对金属零部件的相应区域进行提前加热，但加热方式还有待进一步的优化。

在热处理过程当中，由于高温合金、高强度钢、高锰钢、钛合金、不锈钢等金属材料的奥体式固溶体合金多，熔点高，合金元素含量较高，对其进行热处理存在一定难度，需要将切削温度保持在750～1000℃。

所使用的热处理工艺在表面温度提升与降低，减少零部件摩擦方面还有不足之处，使得零部件加工产生的摩擦与零部件加工误差都较为明显，会在加工过程中造成较大规模的磨损，从而使耗材出现误差值较大的问题，还存在氧化、过热、过烧、变形、开裂、残余奥式体超差、硬度不足等相关问题。

诸多原因导致的加工问题，一般会使得发动机加工误差参数提高40%～50%，1.5闭角残留处理方面的问题在金属材料加工过程中，需要在数控发动机内部进行闭角的加工。

由于数控发动机内部的局部区域闭角数量较多，因此需要利用刀具对其进行精加工，通常采取内形φ16R3的刀具作为处理数控发动机闭角的加工工具。

但该型号的刀具在进行闭角残留处理时，还不能够完全符合数控发动机零部件的加工要求，其切削能力还有待进一步提高。

在运用该刀具进行切削过程中，往往无法保证处理完闭角残留后，数控发动机仍旧保持原有重量，不能确保接刀连续性保持稳定，影响后续的零部件加工，还需要对刀具进行优化，选择更加合适的刀具型号完成闭角残留处理。

●○数控发动机金属材料机械加工工艺的优化○●

在机械设备中选择龙门数控发动机的机床构造，更适用于数控发动机金属材料的机械加工，加工速度与加工质量都能够得到进一步的提高。

数控发动机作为金属材料加工必不可少的机械设备，以智能化和自动化为基本原则，既能够便于目前加工技术的应用，又能够以快速、高质量的方式完成金属材料的机械加工。

数控龙门铣能够在粗加工过的大平面进行自动定位与智能识别，对铣床平面的具体尺寸进行自动测量。

在加工前，所加工的两个侧面都需要互相为基准，进行位置的对应，如此才能够使加工出的金属零部件其高度、宽度、尺寸、稳定度都达到一致。

针对机体基准面进行工艺优化，需要以机体底面的定位为基础，确定好定位的位置，尽量避免定位误差的问题出现。

粗铣两侧面需要预留出足够的加工量，这是为了保证零部件加工时能够有多余的空间进行部件的精加工与细节修改。

在平面定位时，通过粗铣进行定位，而精铣的高低应该确保高度差在59±0.02mm，这不仅需要利用粗铣进行定位，还需要通过精铣的高低面进行定位，以避免误差问题。

基准面加工还需要利用cdc控制器对其进行参数优化，从而更好地对难加工的材料进行神经网络智能控制加工系统的实时操作。

原有的用于零部件加工的机器已不再适用于精加工环节，此类机器应当转为粗铣加工机器，需要重新购置用于精铣加工的相关设备。

零部件在加工时需要在自然状态下进行作业，通常会利用标准块将零部件的底部垫平，进行基准面的加工，如此能够将基准面的平面厚度控制在0.1mm以下。

加工过程中，发动机零件加工孔径的控制精度较高，且对表面的粗糙值进行控制，一般控制在0.2～0.25mm。

在冷却液的选择方面，需要根据具体情况选取最为合适的切削液，应先了解加工形式、加工环节、零部件材料、刀具材质，从而进行合适的冷却液选择。

需要以降温为目的，这就需要选择冷却性能较好的冷却液，如低浓度乳化液或水溶液，作为这一环节的冷却液用以降温。

但在精加工环节，需要保证零部件的加工质量，需要选择润滑度较高的高浓度乳化液或切削油作为冷却液，但在切削脆性材料时，可以不使用切削液。

还需要根据加工材料的金属性质进行冷却液的选择，通常来讲，在加工铝合金这类有色金属时，冷却液中不可以含有硫化油的成分，这是为了降低冷却液对零部件的腐蚀性；而对于硬质合金的刀具加工时，则不需要使用冷却液或可以用浓度较低的乳化液。

在金属材料加工过程中，需要提前对加工区域进行热工艺处理，为进一步降低材料与机器之间的摩擦力度，使材料的表面度维持在标准范围内，需要以直轴旋转技术进行金属材料的性质采集，从而进行感应加热，如此一来，加热范围与加热温度都能够得到良好控制。

而金属材料表面所吸收的热能较多，此时需要对技术材料的表面温度进行控制，以防由于温度迅速变高转换成奥氏体。

在进行金属材料热处理的过程当中，以电源系统为基础，利用大功率加热器，通过渗碳淬火与整体淬火的方式对零部件进行热处理，随后将经过渗碳淬火与整体淬火的零部件进行冷却循环，通过冷却环节提升零部件的硬度。

进入检测区，对零部件进行质量检测，观察其通过热处理环节后是否达到质量标准，在淬炼的过程中，需要保证主轴的材料外层沿着轮廓均匀分布，如此能够使材料安装在数控机床的主轴上时，保持应有的强度与硬度，并延长其使用寿命，同时还能够控制误差，使材料得到精加工。

为进一步做好闭角残留处理工作，需要改变原有的闭角残留处理所使用的刀具型号，利用φ10R3刀具对数控发动机金属材料进行切削加工，该刀具切削力度较强。

可以在刀具表面涂抹涂层材料，选择粒度相对较细的材料，并确保涂层的厚度在5.8～6.5μm，以此降低刀具表面的摩擦力度。

利用刀具进行闭角残留处理，可以采取夹具法，如此就需要以工作台为基础平面，给刀具与工作台预留足够的空间。

使用铣切夹具与切屑刀具，利用数控程序编制进行闭角残留处理，但是使用夹具法前，需要进行基准定位，避免刀具与夹具之间出现干扰。

还可以使用预铣法，在进行原有的闭角残留工序处理后，通过钳工工序对外部残留物进行搓修，并通过数控程序的编制计算出残留的高度值，从而在模型当中搭建垂直闭角外形的预铣面，其预留的高度需要同铣外形程序轨迹相符合，在靠近预铣切部位进行进刀或退刀。

●○写在最后○●

以数控发动机金属材料机械加工为基础，如何进行技术优化，在加工设备型号选择上需要进行进一步优化，以性能更优的设备，进行金属材料零部件的加工与处理。

在机体基准面方面还需要着重注意，基准面必须保持平行，且做好定位工作，在冷却液的选择上，需要根据零部件的金属性质选取合适的冷却液作为辅助性润滑工具。

在热处理工艺与闭角残留处理等方面，需要通过改善热处理的加工工艺与闭角残留的处理方式进行优化，延长零部件加工的使用寿命。

通过综合化的技术优化，实现数控发动机金属材料加工质量的整体优化。