寻求精密铸造加工

在数控车床没有推广之前，普车是机加工必备机床，一些精度要求高、表面粗糙度要求高的零件，就直接在磨床上加工了，难免有一些企业，会没有磨床设备，所以，一些难加工零件，只能通过普车来加工，下文就是楼主觉得比较好的加工工艺的文章，拿来和大家分享一下 　　1.加工难点分析 　　(1)凸透镜旋转轴采用的是钛合金材料，由于其强度大、硬度高，加工时极易产生表面硬化层，而且材料导热系数小、弹性模量小，切削时加工表面的回弹量很大，造成刀具后刀面的剧烈摩擦、粘附和粘结磨损。 　　(2)在保证外形加工精度的同时， 零件两端同轴度要求0.006mm，这对于现有机床来说，几乎是难以达到的。因为现有机床在启动后，自身主轴跳动已>0.01mm，在这样的机床上完成加工任务难度可想而知。 　　(3)零件外形和孔的尺寸精度要求都非常高，分别为0.005mm和0.01mm，要求表面粗糙度值Ra=0.8μm。正常情况下需要在磨床上加工才能实现该图样要求。由于分厂内没有磨床设备进行精密加工，于是该任务必须由车床来完成。加工前首先对图样进行了仔细的研究，分析了多种加工方案，最终决定采取如下方法进行加工。 （图一） 　　2.工艺参数的选择 　　根据钛合金材料特性，优选强度性能高、耐磨损性能较好、牌号为YW系列的刀具材料进行加工。 　　(1)刀具参数：选用主偏角为90°的正反外圆偏刀和横槽车刀各一把。在保证刀具切削强度的同时，为减小切削阻力，防止材料在切削过程中过热变形，刀具前角选择较大的20°～25°。为避免刀具后刀面在切削过程中与零件表面的急剧摩擦、粘结，刀具后角选择为5°～8°。 　　(2)切削参数：由于钛合金材料导热系数低、弹性模量小，加工过程中易产生粘结，所以在加工中切削参数值不易设置过大，主轴转速选择在350～500r/min，不宜过高。背吃刀量和进给量粗车时选择大一些，精车时选择小一些。 　　3.加工工艺方法 　　(1)粗车：首先使用横槽车刀将零件两端外形进行粗车(见图2)，单边留余量0.5mm。由于横槽车刀切削过程中阻力小、易断屑，所以使用横槽刀对两端外形粗车效果较好。但由于钛合金材料在加工中极易热变形，所以在切削过程中必须使用切削液进行充分冷却。 （图二） 　　(2)半精车：待零件彻底冷却后，再使用90°外圆偏刀将零件的基准外圆车出，通过软爪夹持零件外形，利用微米杠杆表校正零件外形(见图3)，使圆跳动达到0.005mm以内，对零件一头进行加工，不能一次加工到位，单边留余量0.1～0.2mm。 （图三） 　　(3)精车：①零件外形余量切除后，钻孔、镗孔，保证尺寸和精度要求。再次校正零件外形，保证尺寸精度在0.005mm以内，精车外形留余量0.05mm。由于双顶以两端内孔为定位基准，且零件最终精车前的外形余量较小(0.05mm)，所以钻孔和镗孔与精车外形在一次装夹找正中完成，并做好孔口倒角，为下一道双顶工序做好准备。 ②在机床上车一顶尖，将零件通过双顶的方法，使用正反偏刀对两头外形进行精车(见图4)，抛光零件外形，达到表面粗糙度值Ra=0.8μm的要求。 （图四） 总结：这种方法比较适合，作坊类小公司加工小批量零件使用，批量大的话，就需要使用端驱等一些稳定的工装夹具来加工

超精密加工的技术目标 精密和超精密加工技术是指加工精度达到某一量级的所有制造技术的总称。机械加工经过一般加工，精密加工和超精密加工三个阶段，超精密加工已达到纳米加工境界，逐渐接近加工精度和表面质量的极限，代表了先进制造技术的一个重要方面。根据我国目前科学技术的发展水平，通常把尺寸、形状精度在0.1nm100nm，表面粗糙度Ra≤10nm的所有加工技术称为超精密加工技术。 超精密加工技术是以高精度为目标的制造技术，是一门综合性的系统工程，它的发展综合地利用了机床、工具、测量、环境技术、优化工艺、计算机技术、数控技术的进步，并正向更高精度的纳米（nm）级发展。目前在各种领域有着广泛的应用，并在自身发展的同时，还为其它许多学科提供了重要的理论基础和研究手段。

数控机床在进行加工过程中难免会受到各种各样因素的影响，使得其加工精度产生一定的偏差，给生产生活带来一些不便。怎样提高数控机床加工精度是金粉们很关心的事情。 　　1.1 数控机床加工中的位置误差对加工精度的影响 　　位置误差是指加工后零件的实际表面、轴线或对称平面之间的相互位置相对于其理想位置的变动量或偏离程度，如垂直度、位置度、对称度等。数控机床加工中的位置误差通常指死区误差，产生位置误差的原因主要在机床零件加工时由于传动时产生的间隙和弹性变形导致加工误差，以及在加工中，机床的刀头需要克服摩擦力等因素导致产生位置误差。在开环系统中位置精度受到的影响是很大的，而在闭环随动系统中，则主要取决于位移检测装置的精度和系统的速度放大系数，一般影响较小。 　　1.2 数控机床加工中由于几何误差导致的加工精度误差 　　数控机床加工中，由于刀具和夹具在受外力和加工中产生的热量等外界因素的影响下，机床的几何精度受到影响，机床上加工的零部件产生几何变形，从而导致产生几何误差。据研究，数控机床产生几何误差的主要原因无外乎以下两种：内部因素和外部因素。机床产生几何误差的内部因素指机床本身的因素导致的几何误差，如机床的工作台面的水平度、机床导轨的水平程度和直线度、机床刀具和夹具的几何准确程度等。外部因素主要是指在外部环境和加工过程中的热变形等因素影响下产生的几何误差，如刀具或零部件在切削过程中，由于受热膨胀、变形，从而产生几何误差，影响了机床的加工精度和零部件的加工精度。 　　1.3 数控机床加工中由于机床定位导致的加工精度误差 　　通过长期的零部件加工的数据分析和实践操作看出，机床定位对于数控机床的加工精度有较大影响。数控机床的加工误差，从结构上看，多由定位精度引起，其中机床的进给系统是影响定位精度的主要环节。数控机床的进给系统通常由机械传动系统和电气控制系统两部分组成，定位精度与结构设计中的机械传动系统有关。在闭环系统中，数控机床通常可以通过定位检测装置防止进给系统中的主要部件产生位置偏差，如滚珠丝杠等部件。而对于开环系统，由于影响因素较多、情况比较复杂，无法进行定位监控，所以对数控机床的加工精度影响较大。 　　在数控机床的加工过程中，其所加工的零部件的精度直接影响产品的质量，部分机械零部件和精密设备的零部件对加工精度的要求非常高，提高数控机床的加工精度是解决问题的关键所在。通过广泛的研究与分析得出，提高数控机床的加工精度的对策大致有以下几种方法： 　　2.1 通过控制数控机床的原始误差提高加工精度 　　数控机床加工过程中，误差本身是不可避免的，被加工零件与数控机床之间存在必然的误差， 这种一定存在的误差称为原始误差。 　　因此，要提高数控机床的加工精度，控制数控机床的原始误差是重要对策之一。针对产生原始误差的可能性要进行系统的分析，根据误差产生的原因和误差类型要制定相应的改进措施。机械零件在加工过程中，数控机床的位置精度、几何精度对零部件的加工精度有重要影响，要通过位置控制和几何精度控制来减少位置误差和几何误差对零件的影响。同时对于加工过程中产生的变形误差，要用风冷、水冷等方法控制加工过程中的热变形，减少热变形误差带来的加工精度影响。同时对于位置误差，要合理选择适合零件材质的刀具，避免刀具变形，同时根据被加工零件的胚料形状选择合理的夹具， 有必要的情况下要针对零部件的形状尺寸专门设计夹具，避免产生位置误差。 　　2.2 合理设计机床核心部件避免定位误差 　　机床的定位精度对零部件的精度有重要影响，影响机床定位精度的核心部件如进给系统、导轨、工作台面等的直线度、水平度等。在设计数控机床时，要合理选择核心部件，例如在选择目前在机床中广泛使用的滚珠丝杠时，应当充分考虑滚珠丝杠的精度，应当选取和安装比较成熟的滚珠丝杠技术。滚珠丝杠的支撑同样不可忽视，滚珠丝杠的支撑与系统的传动精度密切相关，滚珠丝杠的支撑主要由轴向载荷和回转速度决定，对数控车床的加工精度有重要影响，通常选用高精度的固定和支撑方式。并且设计过程中应严格对滚珠丝杠的承载能力要进行相关校核。 　　而拖链，作为机床外防护的一部分，现在对机床来说已经不可或缺。由于其链节结构，在跟随刀架运动时，也会产生一定的振动，这种振动，会直接传递到刀具上，最终会对加工精度造成一定的影响。 　　因此，拖链的性能，大大决定了机床精度。易格斯的E6系列拖链，经过特殊设计，可以极大地降低振动和噪音，把拖链运动给机床精度带来的影响降低到最低。 　　另外，易格斯E6系列拖链采用了小节距，无孔销连接方式的聚合弹簧，零磨损，适合高速及高加速度场合应用。速度V=1.8m/s的情况下，噪音只有37Db(A)，亦可应用于无尘室等行业。 　　2.3 通过实时监控技术提高数控机床的加工精度 　　随着数控技术的不断提高，对数控机床进行加工过程全程实时监控，及时调整加工过程中的误差环节，并对加工过程中的每一个环节的误差数据进行采集，并反馈至控制终端，并通过误差数据采取相应的误差补偿机制，进行及时的误差补偿，能够有效提高零件的加工精度。

机床加工精度 国内机床精度的确在国际上比较落后，至少不在顶尖。最好的机床是德国的，精度高，经久耐用，可以长期在高精度下作业。日本机床的精度也很高，但是容易出故障，具体原因不知道，材料上的、设计上的都有可能。 机床精度的定义： 首先明确这个精度必须是重复精度，也就是说我走刀走一百次或者一千次，其中的最大偏差就是我这个机床的精度等级。所以有很多人说老工人可以做出精度是多少多少的产品，这当然有可能，在不惜一切代价的情况下完全可以做到这点，但是实际企业运作中便不现实。再者说，如果一个工人做一百个能做出一个符合要求的产品，那么我用机床做三十个就够了，用高精度的机床做十个就够了。但是那有什么意义呢？如果一个面就要做十个才成功一个，随便一个零件要加工七个八个面的，那还不做死了？所以说一个例子是不能表征精度的。实践中考察机床精度等级的时候，是要抽一定批量，进行统计计算的。 明确了精度是重复精度，那么再说说常用的两个精度标准：定位精度和切削精度。定位精度，很多朋友说过了，就是每次空载进刀的精度，这完全是机床精度决定的，机械定位的精度必然低一点，光栅定位就高。有人说光栅定位的精度还是低，我就不说什么了，光栅定位是利用光的干涉为定位基准，理论精度为纳米级。激光定位没听说过，也许是用激光进行光栅定位？激光的光很纯净，只有唯一波长，那么理论精度就更高吧。 但是工厂里搞过机床的都知道，空载精度只是一个参考，因为在实际切削中，由于工件的阻力，让刀现象是客观存在无法避免的——毕竟任何东西都是会形变的，在高精度要求下，没有绝对刚体这种东西——所以实际切削精度通常要比定位精度低一点。但是这个问题是可以通过调试解决的。在确定工况下，让刀的状况也是比较稳定的，这里确定工况包括工件和刀具的材料、形状、主轴转速、切削液型号、切削程序等等，总之连续稳定生产吧。工厂在生产型号变更时对质量控制尤其严格，也就是这个原因——说来我们厂首检一般是不合格的，寒。 那么最后说说我所知道的目前国内所装备机械的精度。 目前经常看到的机械中，精度最高的是磨床。相对加工中心这种东西是为柔性生产准备的，应用在小量多变的生产，真正的大批量连续生产谁去用加工中心？东西不好还贵。那么磨床的精度一般都达到0.001或者0.002级（这样的精度一般都不需要光栅定位那么高档的东西，光栅定位这种高档货更多用在测量仪器上，象一般的三坐标。）。但是正如前面说到，虽然设备出厂的时候定位精度有那么高，但是实际上由于加工对象经常变化（多变的市场啊），所以工况多变，然后每次换都要调试，调试起来又基本是靠试而不是调，（这点我们国家大概也比较落后，也没办法，那么多的影响因素，每个因素对实际让刀尺寸的影响都是一个大大的课题。）因此实际生产中就做不到这样的精度，我们公司的0.002的磨床，最后产品的控制精度也就在0.005。当然这都是公差带了，来个正负0.005那么生产线就要停了，呵呵。 我们公司装备的机械，并不是全国最尖端的，但是基本上没有国产的。为什么，精度是一个问题，还有一个问题是寿命。虽然机床达不到标准，但是国产的刀具夹具有些质量还是可以的。不要小看这些刀具夹具，刀具夹具价格通常是整体机床价格的20％－30％。但是现场还是愿意用进口的，因为国产的寿命短，而每次夹具损坏都是因为现场生产的产品尺寸出问题才能发现，也就是说夹具坏一次除了要换夹具外，还要意味着一批产品的报废，这个成本是很高的。而且每次换夹具调试起来那叫个麻烦。所以目前看来，能够在夹具刀具领域体现成本优势的国内企业还不多，至少不能涵盖所有的机械夹具领域。砂轮有许多许多种，现在只有一部分砂轮的确是买国内的划算，还有些型号只有进口。 以上。 ============= 机械产品的加工精度有一个经济性，一般的数控车床的精度都在加工０．０１左右，定位精度是机床本身的精度来确定的，普通的数控车床，也就０．０２左右，适用于大批量生产．同理，半精加工一般地在粗磨工序进行，加工精度等级在０．００８～０．０１６之间，精磨加工在０．００８～０．００４．超精磨加工在０．００１～０．００２之间．这是机械加工的．如果采用伺服系统，加工中的刀具误差等可以得到补偿．精度应该更高一些．光栅定位加工属于高要求加工． 另外说明的一点是，机械产品的加工精度与定位精度和切削成型加工精度有关，还取决于材料的热处理变形．而材料的热处理变形与材料成份及热处理工艺有关． 中国的机械产品与国处的存在差距，不光是机床加工的问题，最根本是装配工艺．我们能一产出同样精度的零件．但装不出同样精度的的整机． 重汽集团曾进口了一台真空等离子焊机，其加工精度和质量确实不错．最好的机床是瑞士的，不是德国，也不是日本，台湾的也不错．呵呵．国产机床要努力奋斗呀！ 有时间专门写一贴来说这个事情．呵呵，谢谢楼主兄弟来给大家讲这些东西． ============================ C N C 数 控 机 械 方 面 我 说 不 上 ， 我 们 公 司 是 生 产 交 流 伺 服 控 制 器 的 （ 谁 说 我 们 国 家 这 方 面 差 了 ， 来 我 给 他 看 真 东 西 ） ， 电 气 控 制 精 度 是 电 机 一 圈 1 万 个 点 ， 也 就 是 1 万 个 脉 冲 。 当 然 还 可 以 高 ， 只 要 有 好 的 码 盘 就 行 ！ 这 样 算 来 ， 抛 开 机 械 误 差 ， 电 气 理 论 值 达 到 0 . 0 0 0 1 根 本 不 是 问 题 。 所 以 在 我 国 C N C 行 业 发 展 的 问 题 就 很 容 易 看 出 来 了 ， 一 个 是 材 料 ， 一 个 是 装 配 。 象 刀 具 的 热 处 理 什 么 的 很 重 要 。 就 说 这 点 吧 。 ========================== 楼主是做什么的,主要是哪些零部件,可以说一下吗,我不同意你的观点.。 我是做轴的,主要出口欧美,我们的磨床都是国产的,EMERSON 有一款轴直径 8mm +0.002/+0.006,圆度2μ,我们可以控制在 +0.002/+0.005,目前出口了400多万只了,不合格小于100ppm. ============================ 说句实在话，现在的技术工人的地位就决定了他们的水平。没有办法吸引人毫无后顾之忧地去做好他的本职工作，这个行业的水准也就不可能上的去。 ============================ 我是搞加工中心的，我觉得这几年国产的加工中心进步了不少，前三年买的一台国产的机床与刚买的一机床精度差了很多，新买的一台好象不比台湾的差多少，可能还是新的也有关系。 ============================ 瑞士的机床确实不错,,不管是高速铣,还是慢走丝,电火花机床!!我觉得美国的机床也不错,我们这里一台99年进口的加工中心用了6年,大部分部分时间用来开粗,汗!!!最近加工一批手机模具电极,放在工具显微镜检测外形尺寸误差竟然只有0.005mm(不过那是全闭环的机床!!),比买不到半年的台湾机床还好!!不过那台是全闭环的机床!! ============================ 也就是做做曲轴啊，活塞啊叶片啊这种东西，我接触的都是小部件。尺寸控制精度也就一丝，平面度圆度粗糙度直线度各有标准，一下子也说不清楚，不过关键部位（例如接触面）总是在0.002以内。反正100个ppm的不良率是不行的，我们可以算是国企，相对成本要高一点，（例如无法任意更换供应商）这样的不良率要亏本的。不知道你的轴是用在什么地方的，我那边的曲轴是带活塞的，所以貌似有四个圆柱面，三个平面要磨，总之就是一个轴要磨好多下。如果一个面的合格率只有99％，7个面的话…… 至于那一百两百个加工中心一起加工的盛况，真的是想都没想过。不知道那样会是一个怎样的设备投入。也不知道生产什么东西用得上这样的设备。 其实接触这个行业时间也谈不上长，然则感觉差距还是来于最基础的地方，材料什么的。至于真正的机床问题，我们只是用机床，并不生产，所以一点都不懂。不过楼上有人说抛开机械误差，我想是不行的，因为……机械误差是主要误差的说。 ============================ 建议不懂的不要说,五轴加工是无论如何也达不到0.0001MM的精度的,不管是哪个国家生产的,而0.0005MM的精度也只有光学磨床能理论上达到,实际加工是0.2个丝,不排除能控制到0.1个丝,但成本会成倍增长.现在国内没有很好的机床是现实,其实也有,只是用的人不认真钻研而已,同样的机器在株洲南方动力加工的精度就比东莞黄江精诚科技(台资)的差一倍,其实用的人都是大陆人,只是工作态度不一样而已.。 我一直在南方工作,内地也走过一些军工企业,设备很好,但人比较懒散,有时侯人的工作态度决定着一台机器的精度. 上面有个兄弟说一两百台加工中心,你是不是准备一千年收回成本,不说别的,光维护就能累死一批人,而且机器闲置的时候你怎么维护? ======================================= 最好的机床是瑞士的. 最强的自动控制理论在俄罗斯. ======================================= 这几天看了几篇关于机床设备的贴子.忍不住想说几句.本想也发一个贴子的可没时间(要准备参加考试).前几天一个网友发贴子说国外的机床加工精度达到了0.0001mm的水平,是不是作者笔误多写了一个0,而引来了不少人的口诛笔伐(有些人还很恶意!).作者无非是想表达我国的机床设备制造水平还比较落后这个意思.其实这个作者说的的确没有错呀!我们国家的机床制造成水平的确很落后的,这主要是我们的基础工业太落后造成的(什么是基础工业水平?最简单最通俗的说就是设计好了一个产品却制造不好甚至制造不出).有的朋友似乎不明白这一点,或者还不想正视这一现实.的确我们现在也能制造一些世界先进的数控机床设备了,如前不久央视报道的沈阳一家研究所开发的中国脑数控系统.但这不能代表我们国家整个的数控机床制造水平,要想赶上世界先进国家的数控机床制造水平还有相当漫长的路要走.真希望有些网友多一些理性少一些漫骂(有些网友还自称是工程师,可有些慨念实在是在犯常识性的错误),既不要夜郎自大更不要忘自菲薄.。 ============================== 机械加工这行业来不得半点虚假，高精度机床德国与日本的还有瑞典的制造技术排在前列。机床关键部位材质与热处理应当是瓶颈 。 ============================== 我们的机床和刀具的确和国外先进水平有些差距。 德国床子是最好的，德国的系统比日本设计的优秀而不是单个零件要好。机械行业的进步，单个零件的加工固然重要，良好的系统设计，优良的材料，科学的装配工艺，合适的加工工艺都是必要的。 俄罗斯的很多东西就是用优良的系统设计和加工一般的零件组成，所以它的性价比还是很高的。国内的机床厂家销售的，当然是符合市场需求的产品。 个别生产军工产品的机床，肯定是可以做上去的，只要不计成本，总是可以做到，哪怕合格的只有1%。 个人认为，加工工艺和装夹方式对精度的影响是非常巨大的。材料和刀具的热变形，材料本身的切削应力，装夹的方式和基准的选择，都会影响到精度。机床很重要，更重要的是看你怎么用。 据我所知，同样的设备，不同的人来开，精度差异是很大的。 ============================== 我从事精密仪器工作也有十来年了，现谈谈我的看法： 1。有人说用CNC加工批量零件不现实，这个只能说是他见识太少。。。 举个例子：大家知道我们电脑硬盘里面用的驱动架，那个不是用加工中心直接做出来的呢？凡是一体成型，结构复杂的，批量生产的就只能用CNC，且不说精度要求。。。。 深圳肯发公司用四百多台德国CNC为希捷等公司加工驱动架，资产每年翻一番。。 2。同样的机器在株洲南方动力加工的精度就比东莞黄江精诚科技(台资)的差一倍,其实用的人都是大陆人,只是工作态度不一样而已. 。。。这点我部分同意，人员的因素很重要，熟练程度，坐标设定，刀位校准。。。都跟人员素质有关（外资厂干这职位薪水高）。还有一点：东莞黄江精诚科技使用的是美国OGP非接触自动测量仪，株洲南方用的还是青岛前哨的（虽然是合资的，精度/价格差一个档次），所有CNC都会让刀，但抓到老鼠的才是好猫！加工的结果就是要得到合格的产品，没有好的测量仪器你如何保证让刀的结果是可以接受的呢？ 3。外国的产品是好，但现在我们也没闲着！五年前日本三丰公司（就是前些日子被日本诬陷卖三坐标测量仪给中国的那家）一台投影测量仪人民币一十五万，经过国内一些厂家照葫芦画瓢（主要是研究优点。。。）贵阳新天的卖三万多，东莞（台资）的卖两万多。现在日本三丰的卖七万？懂行的都不要了！这个跟车市是一个道理，当我们的做出来了，国外的就必须降价。。。 。。。。。 综上所述，革命尚未成功，我们还在努力！迟早把鬼子的产品全换掉