发布时间：2023-03-23 15:14:11
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的数控加工工艺论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
随着数控加工技术迅速发展，企业对数控加工技能人才的知识和能力结构提出了更高、更新的要求，这无疑也对中职数控加工工艺教学提出了更高的水准。中职数控加工工艺课程教学的实践及其研究就是联系实际生产，通过教学设备和教学内容的整合，保证为专业服务的有效性；通过对教学方法的改革，提高学生的实际操作能力。数控加工工艺有效教学课是针对传统教学法造成教学有效性降低的实际问题提出来的。传统教学中数控加工工艺技术只是与一般专业课程一样进行教学，没有把数控加工工艺技术结合到相应的工程项目中，同时由于教学设备有限，课时少，没有一个很好的学习平台，导致最后的教学效果并不理想，很多学生到工作岗位之后都反映在学校学得太少、太浅、不会解决实际问题等。所以研究当前数控加工工艺课程有效教学模式，同时进行必要的改革是培养创新人才的需要。
数控加工工艺课研究的起点是我校本学科的教学状况。由于是具体的零件，有具体的参考工艺，学生产生极大的完成任务的热情，锻炼了解决问题的能力。再随后又是数控实习，结合生产任务，在老师指导下接触具体工作，通过实习能够熟练操作机床，掌握加工之前的调整方法，能够把工艺知识与机床加工联系起来，对今后的工作任务形成清晰的认识，产生获取知识的动力。接着是数控加工工艺的制定模块，以案例、综合案例为手段，详细讲解数控加工工艺的制定原则与思路，形成专业技能，具备编制一般零件加工工艺的能力。结合职业技能鉴定完成数控车削加工工艺与编程模块、数控铣削加工工艺与编程模块、加工中心加工工艺与编程模块、综合工艺分析模块的学习，达到相应各种的中级工水平，相关知识和技能要求以职业技能题库为教学任务目标，并与技能鉴定结合起来，学习的主动性提高。
二、课题研究的理论基础
课题研究的理论基础是生本教育理论和有效教学理念。
生本教育是郭思乐教授构建的教育理论，他认为学生有成长的本能，教师可以借助学生的生命自然，组织学生自主学习、合作学习。提出了一切为了学生的价值观，高度尊重学生的伦理观，全面依靠学生的行为观，以及先做后学、先学后教、以学定教的方法论。本课题是以此为指导思想对中职课堂教学的有效性开展研究的。有效教学是指教师在一段时间的教学后，学生所获得的具体的进步或发展，学生有无进步或发展是教学是否有效益的重要指标。有效教学是寻求教学有效果、有效率、有效益的活动。数控加工工艺有效教学课研究的价值在于理论构建中职数控加工工艺的课程体系，在教法上构建充分体现学生的有效教学模式，在实践上优化了课堂教学结构，调动了学生学习的积极性，提高了学生的专业能力、职业能力和学业成绩，同时为本专业其他课程教学改革提供了经验。
三、课题研究目的、目标
数控加工工艺是中等职业学校机械工程制造类专业主干课程，是以机电设备加工工艺知识为基础，融金属切削加工刀具知识、机床知识、工装夹具等知识为一体，与现代制造生产技术联系密切的一门实践性课程。通过对数控加工工艺有效教学的研究，加强数控加工工艺的教学，对于工程技术、机械制造专业技能人才的培养至关重要。整合教学设备和教学内容，激活课堂，提高学生的动手能力以及培养学生分析问题和解决问题的核心能力，以满足企业 和社会的要求。
数控加工工艺生本教学研究的目标是：第一，针对企业对数控加工人才的要求，构建我校数控加工工艺课程体系。第二，针对中职数控加工工艺教学所面临的问题，改革该课程的教学模式，改变学习评价体系第三，构建开放的网络学习平台，创新人才培养模式，切实提高学生的学习积极性和解决实际问题的能力。
四、课题研究过程与文本成果
按本课题设计要求开展研究，启动阶段（2010.9——2011.3）学习理论，申报课题；研究阶段（2011.3——2011.12）进行教材整合和教学方法改革实验；总结阶段（2011.12——2012.3）归纳，总结教学研究材料，包括在校刊、省级刊物发表的论文、获奖的教学设计、教学课件、试题、试题分析等，进行教学反思，撰写教学论文和结题报告。
课题研究论文《激发后进生的学习兴趣》和《浅谈数控加工刀具补偿功能》在《增职教研》上发表，《数控加工工艺有效教学实践与反思》在《广东职业与成人教育》上发表。
五、课题研究的结论
第一、整合教学内容，突出工作过程。《数控加工工艺》包括四大模块，第一模块是工艺、刀具、夹具等基础知识；第二模块是不同复杂程度的数控车削工艺；第三模块是数控铣、加工中心加工工艺；第四模块是特种加工部分。《数控加工工艺》教学内容整合就是改变原来的的知识体系，关注各部分的共同要素，重新安排学习内容的具有开发性的教学活动。学生学习《数控加工工艺》的过程本质上是实践知识构建的过程，因此，在《数控加工工艺》教学中，要抓住主干知识，以工作过程的顺序整合教学内容。例如，圆弧槽的编程与加工，以前是按照“读图、分析、制定方案、文件编制、实施评估、修改完善”等环节学习结束后，才让学生实际加工。整合《数控加工工艺》教学内容后是通过直接布置给学生圆弧槽的编程与加工的任务，让学生在做中学。
第二、突出主体作用，关注学生发展。有效教学是指教师在一段时间的教学后，学生所获得的具体的进步或发展，学生有无进步或发展是教学是否有效的重要指标。可见，有效教学是一个必须依靠学生的理论，它告诉我们在教学中要以学生为主体，充分调动学生的学习积极性。在《数控加工工艺》课程开展有效教学的研究与实践，就必须高度尊重学生，全面依靠学生，从学习主体的自身寻找提高有效性的能源。
首先，发挥学生学习的主体作用，就要把任务交给学生，让学生自主地、自觉地地学习。其次，对于比较复杂的知识，教师要创造条件，指导学生自主、合作学习。知识原理的验证，教师要学生完成。在教学过程中，教师要提醒学生要注意的事项，给出学生相关的指令及精度的要求，其它在应用数控机床进行机械零件加工时，如何结合机床特性和零件特点充分考虑加工工艺问题，并巧妙应用编程方法、技巧，优化数控加工的工艺和编程，让学生探索学习。
再次，教学和实训过程要突出学生的感受与实践，运用实际的案例将学生引入到情境教学中，让学生去体验并实践，然后由教师组织和引导学生进行分组讨论，研究问题的关键，提出各自的想法和见解，找出解决问题的方法和步骤，做出相应的决策，制定可行的计划和合理的实施方案，最后由教师给出的答案或实际生产中解决问题的真实方案进行检查和评价。
第三，创设教学情境，培养分析能力。教学情境是指教师在教学过程中创设的情感氛围，是通过语言表达、事物描述等手段，创设一种以学习为主体，分析和解决问题事件的真实性情境。在《数控加工工艺》教学中，教师既可以带领学生到实操场真实的情境中去感受操作加工工艺，也可以通过多媒体等手段创设虚拟的学习情境帮助学生体会、理解加工工艺知识。在情境教学中，教师要积极组织学生抓住关键问题，引导学生发现事物的内在联系，探究加工工艺的规律。
数控机床
课程体系
论文摘要:本文根据当前社会需隶的数控人才所需的知识结构，对机械制造及自动化专业“金属切削机床与数控机庆.课程的教学内容进行了重组和优化，构建了理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”的人才培养模式，通过采用专职教师与兼职教师相结合，来改变师资队伍的结构.
1前言
数控技术是制造业实现自动化，柔性化、集成化生产的基础.数控技术的应用是提高制造业的产品质里和劳动生产率必不可少的重要手段;加人世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”，为了增强竞争能力.中国制造业开始广泛使用先进的数控技术。这迫切需要既能利用计算机进行机械产品的辅助设计，又能应用数控技术进行制造的人才，作为培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才的机械设计制造及其自动化专业如何适应发展的需要，根据社会对数控技术人才的需求进行余属切削机床与数控机床课程的教学改革，这是我们必须要深入研究的问题。
z数控人才的需求和知识结构
当前社会需求的数控人才主要有三种类型:,>0蓝领层”数控技术人才:承担数控机床的具体操作及日常简单维护工作的技术工人，z>0灰领层’数控技术人才:承担数控编程的工艺员和数控机床维护、维修人员;3)“金领层，数控技术人才:具备井精通数控操作、数控工艺编程和数控机床维护维修所需要的绘合知识，积累了大量实际经验，知识面广。133229.COm这三种类型的数控人才所要求的知识结构也各不相同，“蓝领型.:以传统的机械制造技术为墓础，掌握“数控机床原理及应用基础’和“数控加工编程技术’，掌握"cad/cam’软件.‘灰领型编程工艺员，:应具有良好的数学基础，熟悉产品的三维设计，产品的加工工艺:“灰领型维修人员，:以机、电、光和液(气)控制技术为基础，掌握数控机床维护与维修的技术和技能。“金领型”:有较扎实的专业基础，较全面地掌握数控设备的相关原理与技术，具备数控设备研制与开发能力，掌握网络技术，有较高的外语水平。
3构建与社会需求相适应的宽口径课程体系
根据“金属切削机床与数控机床.在系列课程中的地位和作用，从社会需求出发，对教学内容进行了重组和优化。课程采取理论教学为引导，实验教学为补充，实训教学为提高的“教学一体化”模式.
(1)通用机床突出重点，贯彻少而精的原则
通用机床部分，我们重点讲授车床、铣床和滚齿机的传动原理，传动系统的分析和主要结构.磨床和其它类型通用机床部分通过布置思考题，让学生自学然后通过课堂讨论，使学生弄清磨床和其它类型通用机床与车床、铁床和滚齿机在结构上的主要差别，进而熟悉通用机房的工艺范围，为制订零件的加工工艺和机床的维护，维修和产品的开发奠定一定的基础。
(z)数控机床突出实践性
在数控机床理论教学中不过于强调系统性和完整性，重在其应用。简要地讲述数控机床的基本组成及其工作原理，介绍数控机床主传动系统、进给传动系统典型结构及附件，着重讲述数控加工工艺设计，cnc车床及其车削中心、cnc铰铁床及其加工中心，cnc线切割机床的手工编程技术及其操作，采用多煤体或录像进行教学，最大限度的展示生产一线的环境，将数控机床图片、所使用的刀具图片，机床附件、加工过程等展示给学生，将抽象的枯燥的概念和技术要领用形象生动的过程模拟来表现，使课堂教学更加生动和形象，便于学生理解和掌握所学的知识。
为了培养学生对数控设备的检修、调试、故隆分析能力和数控加工现场解决问题的能力，将数控机床的安装、调试、保养与维修作为一个专题来学习，借助大盘现实案例教学来阐述常见故障产生的原因及排除方法，或采用现场教学等灵活的方式进行。
(3)课程设计，加强综合性
课程设计是理论教学中重要的一个实践性环节，其目的是对所学知识的一个概括和应用，是对学生各个方面能力的一个综合评价，为了真正使同学们具备编制数控机床加工工艺规程的能力;具备选择工艺参数、编制数控机床加工程序的能力，具备操纵、调试和维护数控机床的能力，我们要求学生利用一周时间先进行程序编制工作，然后上机操作，亲自进行程序的输入，调试、运行，把课堂学习的知识在模书墩作软件上加以验证，使实际操作能力得到锻炼和提高。课程设计完成后要求每人上交一份总结报告，包含工艺过程分析(路线安排+程序原点+工装十切削用量)、数控程序清单及设计心得等内容。
(4)依托职业学校资源，加强实训教学
工科专业学生理应姓“工’，应面向工程，面向生产，面向经济建设实际，因此，所培养的人除了具备应有的专业知识外，还必须具备应有的实践能力包括必要的操作技能，既生产技能与实验技能，这是工科专业学生所必需的工程素质。而实践教学及基地建设往往对硬件设施和软件条件提出严格要求，受财力、人力等办学条件方面的限制，机械制造及自动化专业数控硬件设施和软件条件一般比高职数控专业相对要薄弱一些，我们充分利用职业学校资源进行实践教学.通过与安徽省蚌埠市机械高级技工学校合作，做到资源共享，开展实训教学。各训练项目按照相应的职业资格标准实施，通过考核评定成绩，实训教学结束时组织学生参与加劳动与社会保障部门组织的考核，取得相应的职业资格证书，同时取得相应的课程成绩和学分。
（温州职业技术学院，温州 325025）
摘要： RV减速器产品的关键零件是摆线轮，摆线轮零件加工一直是企业生产制造的难题，本文探讨了摆线轮零件加工工艺设计，通过此工艺来保证摆线轮零件的表面质量和加工精度要求。
关键词 ： 摆线轮；加工工艺；RV减速器
中图分类号：TH132.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）23-0062-03
基金项目：本文是温州市科技计划项目（项目编号：G20120011）“基于救援机器人的RV减速器研发”的阶段研究成果。
作者简介：郑红（1968-），女，江西南昌人，温州职业技术学院机械系副教授，研究方向为机械设计制造及自动化。
0 引言
近年来制造业转型升级、国家推出“机器换人”工程，把机器人、高端数控设备的应用推向了，但基于机器人的RV减速器一直是个技术难题，直接影响到机器人的工作性能指标。RV减速器是一款刚度最高、振动最低的机器人用减速器，能够提高机器人工作时的动态特性，减小传动回差，而且还具有体积小重量轻、结构紧凑、传动比范围大、承载能力大、运动精度高、传动效率高等优点。RV减速传动装置不仅在机器人中使用，在数控机床行业也广泛应用，例如：数控车床（NC）主轴分度驱动；加工中心（MC）坐标轴的驱动；工厂自动化（FA）领域、柔性制造单元；精密伺服机构等。
当下中国正处于从制造大国向制造强国转型发展中，工厂自动化生产线日益增多，机器人、数控机床的使用在企业日益普及，随着我国制造业的科技进步，对驱动机器人、数控设备的RV减速器工业化市场前景广阔，社会经济效益可观。
RV减速器产品在结构上由一级渐开线齿轮传动和一级摆线针轮行星传动串联构成，渐开线齿轮传动构成第一级传动，摆线齿轮行星传动构成第二级传动。第二级针摆传动中摆线轮与针齿壳的啮合传动，在结构上采用无针齿摆线内齿廓结构，即内齿廓不采用针齿滚动，而是直接使用摆线齿廓，这种结构对于摆线轮和针齿壳的零件加工精度、表面质量、硬度、强度、动平衡要求更高。为了提高RV减速器的承载能力并使机器工作时内部受力平衡，动力由齿轮轴输入后，由两个从动齿轮分别带动两根曲轴同步驱动摆线轮工作。RV减速器第二级传动就是由曲轴驱动摆线轮作行星运动，为了载荷平衡，一般用两个摆线轮，呈180度倒置安装，摆线轮与针齿壳相啮合产生减速运动，减速运动经曲轴拨动输出盘输出。
从RV减速器产品的结构剖切，可以发现RV减速器产品中最为关键的零件就是摆线轮与针齿壳，本文专题探讨摆线轮零件的加工工艺。摆线轮零件的材料是轴承钢GCr15，尺寸精度、形位公差达到5、6级的高精度；粗糙度数值要求低，达到Ra0.8或Ra0.4；摆线齿廓曲线要求修形精准，齿廓周节公差0.03mm，周节累积公差0.075mm；为保证摆线轮齿廓的强度、硬度要求，齿部淬火热处理，硬度为HRC60~64，摆线轮零件工作图如图1所示。
1 摆线轮零件加工工艺方案设计
为了有效控制RV减速器新产品的研发质量，笔者引入了源自日本的质量功能展开（Quality Function Deployment，以下简称QFD）原理及技术，通过实施QFD建立了RV减速器工艺设计、生产控制质量屋，对RV减速器新产品进行了面向对象需求的设计，归纳抽取出摆线轮工艺设计、生产控制阶段的关键特征要素。摆线轮工艺设计方案如表1所示。
2 摆线轮零件制造过程质量控制
摆线轮零件生产控制阶段的关键要素如表2所示，关键要素参数值见表3，关键要素参数表就是摆线轮生产控制质量屋。
综上研究，将表1、表2、表3整理成摆线轮零件加工工艺流水卡，详见表4。
通过RV减速器样机试制、摆线轮零件加工实践，笔者发现在摆线轮零件生产过程中，基于QFD的工艺设计、生产控制质量屋与零件加工工艺卡、工序卡同步控制零件加工质量，本文所探讨的摆线轮加工工艺节约原材料40％以上，节约工时50％，节能降耗10％，提高工效1倍，完全能够保证摆线轮零件的加工精度及表面质量要求。
参考文献：
[1]贺卫民.摆线齿轮计算及数控加工[J].山西机械，2003（9）：40-41.
[2]张敬东.摆线齿轮的数控加工[J].现代制造工程，2005（3）：49-50.
【论文关键词】数控车工；实训教学；体会
合理安排教学内容，抓好学生的基础训练;采用分层次教学管理模式，利用现代化的教学设备，实现因材施教;承认个别差异，让学生明确学习目标，并对学生的成绩通过师生互动、学生互动给予做出及时的评价，激发其积极性，调动学习意愿，引导学生开拓思维，独立思考，独立作业，勇于创新的学习热情，这样才能更好地提高学生车工实习操作水平。
职业技能是一种包含专业素质在内的专业技能，是一种直接的有形生产力。具体说，职业技能指与操作生产设备直接联系的技能，如数控设备操作、车工操作；或与实际工作直接联系的技能。职业技能培训教学的目标是培养出现代社会生产急需的、有社会主义觉悟的、有技术的高素质劳动者和技术员。我校开设车工专业的时间比较短，但由于几年来我们一直重视教学质量，增强学生的动手能力，使得该专业毕业生的就业形势一直很好。随着市场经济的发展，职业学校的毕业生就业竞争也日趋激烈，如何使学校在竞争中得以长足的发展，我们说：教学质量。本人在多年的实践教学中也是始终坚持这一宗旨。
技术学校应社会需要而开设的车工生产实习课程教学的任务是培养学生全面牢固地掌握本工种的基本操作技能；会做本工种中级技术等级工件的工作；学会一定的先进工艺操作；能熟练地使用、调整本工种的主要设备；独立进行一级保养；正确使用工、夹、量具、具有安全生产知识和文明生产的习惯；养成良好的职业道德。从技校车工生产实习课程教学的特点分析，我校结合自己学校实际情况，依教学大纲要求，开展车工生产实习教学。
为营造我校采用分层次教学管理模式，充分利用现代化的教学设备,实现因材施教的环境。我校在充分借助多媒体工具向学生展示图、文、声像相结合的课件的同时，充分利用学生的心理特点及学生自我展示的需要，借助现代化的教学设备开展技术交流，构建一个师生互动、学生互动，鼓励学生上讲台解说、分析工件加工工艺步骤，并与不同学龄段的学生交流自己在车工实习过程中的心得，总结自己实习得失、经验的平台。以此平台对学生的成绩通过师生互动、学生互动给予做出及时的评价。如此教师不必像以前那样唱“独角戏”，还能在教学过程中点燃学生思维的火花，激发学生感情上的参预与主动学习的意识，从而构建学生认知主体的地位，把学生的感知过程、理解过程、运用过程融为一体，培养学生的创新能力，有效地提高学生的学习效率，一定程度上也弥补了学生的实践经验的不足。使学生通过操作进一步加深对机械生产的理解。因此，我校校园内，学生学习气氛非常浓厚。新老生间三五成群的聚在一起讨论车工实习操作卡片上的零件加工工艺、加工步骤及加工方法等（例如：在车双梯形螺纹时，如何利用平行四边行法则或量块实现分线;在转动小滑板车圆锥体时，如何采用相似三角形及全等三角形方法进行调整小滑板角度等），已经成为校园内的一道风景线。
1．利用数控仿真系统，使学生在虚拟环境中了解数控加工技术
数控加工仿真系统采用了与数控机床操作系统相同的面板和按键功能，不存在任何的安全问题，学生可以大胆地、独立地进行学习和练习。不仅如此，现代的数控加工仿真软件还能实现加工模拟演示功能和程序自诊断功能，不仅具有对学生编制的数控程序进行自动检测、具体指出错误原因的功能，还具有在真实设备上无法实现的三维测量功能。这样学生既能比较完整地学到知识，还能锻炼学生的胆量，培养他们的自信心。
2．妥善安排实训步骤，减少学习“弯路”
现代的数控车床种类繁多，结构、操作系统以及主要性能都不一样，特别是不同的车床，它的控制面板也是不同的，它的g代码和辅助功能的m代码的含义也不完全相同，甚至完全不同。所以实训的第一步必须要学生先熟悉所操作的车床的结构，了解车床的主要技术参数、操作系统、控制面板、g代码、坐标系等性能。第二步发给学生一些外圆弧、锥度等模型零件的加工程序，让学生照此输入，然后在实训教师指导下加工，使学生进一步熟悉车床的性能，熟悉操作规程，减少操作时的恐惧心理，树立自信心。第三步给学生一些简单零件的图纸让学生先观察，明确加工内容和技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，划分和安排加工工序；考虑零件的定位、夹具和刀具选择、切削用量的确定以及对刀点、换刀点的位置和刀具补偿等一系列问题。然后手工编写加工程序单，检验并修改加工程序，编制数控加工工艺技术文件，如数控加工工序卡、程序说明卡、走刀路线图等。第四步在实训教师在场的情况下按照自己所编工艺路线上车独自加工完成零件。第五步按照考级要求让学生熟练掌握各类g代码、m指令等功能以及切削要素的内涵并能恰当选用。加工先从轴类零件、盘类零件、内外螺纹零件开始训练，等这些熟练后尝试加工中等复杂零件，如车制机床主轴（要求采用粗切循环功能）、车制内外球面（要求采用刀尖圆弧半径补偿功能，并且球面的位置度不大于0.04mm）、车制蜗杆以及多头螺纹（要求采用子程序功能，并符合图样要求），最后再练习一两次较高难度结构复杂零件的加工，锻炼学生独立思考能力，充分挖掘学生潜能，激发学习兴趣。
论文摘要：本文系统介绍了数控高速切削加工的基础理论及发展过程，分析了高速加工的优点和应用领域，总结了发展数控高速切削加工需要的关键技术和研究方向。
数控高速切削技术(High Speed Machining，HSM，或High Speed Cutting，HSC)，是提高加工效率和加工质量的先进制造技术之一，相关技术的研究已成为国内外先进制造技术领域重要的研究方向。我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步落后。研究先进技术的理论和应用迫在眉睫。
1、数控高速切削加工的含义
高速切削理论由德国物理学家Carl.J.Salomon在上世纪三十年代初提出的。他通过大量的实验研究得出结论：在正常的切削速度范围内，切削速度如果提高，会导致切削温度上升，从而加剧了切削刀具的磨损；然而，当切削速度提高到某一定值后，只要超过这个拐点，随着切削速度提高，切削温度就不会升高，反而会下降，因此只要切削速度足够高，就可以很好的解决切削温度过高而造成刀具磨损不利于切削的问题，获得良好的加工效益。
随着制造工业的发展，这一理论逐渐被重视，并吸引了众多研究目光，在此理论基础上逐渐形成了数控高速切削技术研究领域，数控高速切削加工技术在发达国家的研究相对较早，经历了理论基础研究、应用基础研究以及应用研究和发展应用，目前已经在一些领域进入实质应用阶段。
关于高速切削加工的范畴，一般有以下几种划分方法，一种是以切削速度来看，认为切削速度超过常规切削速度5－10倍即为高速切削。也有学者以主轴的转速作为界定高速加工的标准，认为主轴转速高于8000r/min即为高速加工。还有从机床主轴设计的角度，以主轴直径和主轴转速的乘积DN定义，如果DN值达到（5～2000）×105mm.r/min，则认为是高速加工。生产实践中，加工方法不同、材料不同，高速切削速度也相应不同。一般认为车削速度达到（700～7000）m/min，铣削的速度达到（300～6000）m/min，即认为是高速切削。
另外，从生产实际考虑，高速切削加工概念不仅包含着切削过程的高速，还包含工艺过程的集成和优化，是一个可由此获得良好经济效益的高速度的切削加工，是技术和效益的统一。
高速切削技术是在机床结构及材料、机床设计、制造技术、高速主轴系统、快速进给系统、高性能CNC系统、高性能刀夹系统、高性能刀具材料及刀具设计制造技术、高效高精度测量测试技术、高速切削机理、高速切削工艺等诸多相关硬件和软件技术均得到充分发展基础之上综合而成的。因此，高速切削技术是一个复杂的系统工程，是一个随相关技术发展而不断发展的概念。
2、数控高速切削加工的优越性
由于切削速度的大幅度提高，高速切削加工技术不仅提高了切削加工的生产率，和常规切削相比还具有一些明显的优越性：第一、切削力小：在高速铣削加工中，采用小切削量、高切削速度的切削形式，使切削力比常规切削降低30％以上，尤其是主轴轴承、刀具、工件受到的径向切削力大幅度减少。既减轻刀具磨损，又有效控制了加工系统的振动，有利于提高加工精度。第二、材料切除率高:采用高速切削，切削速度和进给速度都大幅度提高，相同时间内的材料切除率也相应大大提高。从而大大提高了加工效率。第三、工件热变形小:在高速切削时，大部分的切削热来不及传给工件就被高速流出的切屑带走，因此加工表面的受热时间短，不会由于温升导致热变形，有利于提高表面精度，加工表面的物理力学性能也比普通加工方法要好。第四、加工精度高:高速切削通常进给量也比较小，使加工表面的粗糙度大大降低，同时由于切削力小于常规切削，加工系统的振动降低，加工过程更平稳，因此能获得良好的表明质量，可实现高精度、低粗糙度加工。第五、绿色环保：高速切削时，工件的加工时间缩短，能源和设备的利用率提高了，加工效率高，加工能耗低，同时由于高速切削可以实现干式切削，减少甚至不用切削液，减少污染和能耗。
3、数控高速切削技术的应用领域研究
鉴于以上所述高速切削加工的特点，使该技术在传统加工薄弱的领域有着巨大应用潜力。首先，对于薄壁类零件和细长的工件，采用高速切削，切削力显着降低，热量被切屑带走，可以很好的弥补采用传统方法时由于切削力和切削热的影响而造成其变形的问题，大大提高了加工质量。其次，由于切削抗力小，刀具磨损减缓，高锰钢、淬硬钢、奥氏体不锈钢、复合材料、耐磨铸铁等用传统方法难以加工的材料，可以研究采用数控高速切削技术来加工。另外，在汽车、模具、航天航空等制造领域， 一些整体构件需要比较大的材料切除率，由于数控高速切削的进给速度可随切削速度的提高而相应提高， 使得单位时间内的材料切除率大大提高，因而在模具制造、汽车制造、航空航天制造中，数控高速切削技术的应用将产生巨大的经济效益。第四，由于高速切削时，加工过程平稳、振动小，与常规切削相比， 高速切削可显着提高加工精度1～2级，完全可以取消后续的光整加工， 同时，采用数控高速切削技术， 能够在一台机床上实现对复杂整体结构件同时进行粗、精加工，减少了转工序中可能的定位误差， 因而也有利于提高工件的加工精度。因此， 高速切削技术在精密制造中有着广阔的应用前景。如某企业加工的铝质模具，模具型腔长达1500mm，要求尺寸精度误差±0.05mm，表面粗糙度Ra0.8μm，原先的制造工艺为：粗刨—半精刨—精刨—手工铲刮—手工抛光，制造周期要60小时。采用高速铣床加工后，经过半精加工和精加工，加工周期仅需6小时，不仅效率提高，而且模具质量也大大提高。
4、实现数控高速切削加工的关键技术研究
数控高速切削加工是一个复杂的系统工程，涉及到切削机理、切削机床、刀具、切削过程监控及加工工艺等诸多相关的硬件与软件技术，数控高速切削技术的实施和发展，依赖于此系统中的各个组成要素的，这些实现数控高速切削技术离不开的关键技术，具体体现在以下方面：
1）高速切削机理：有关各种材料在高速加工条件下，切屑的形成机理，切削力、切削热的变化规律，刀具磨损规律及对加工表面质量的影响规律，对以上基础理论的实验和研究，将有利于促进高速切削工艺规范的确定和切削用量的选择，为具体零件和材料的加工工艺制定提供理论基础，属于原理技术。目前，黑色金属及难加工材料的高速切削工艺规范和切削用量的确定，是高速切削生产中的难点，也是高速切削加工领域研究的焦点。
2）高速切削机床技术模块：高速切削机床需要高速主轴系统、快速进给系统和高速CNC控制系统。高速加工要求主轴单元能够在很高的转速下工作，一般主轴转速10000 r/min以上，有的甚至高达60000－100000r/min，且保证良好动态和热态性能。其中关键部件是主轴轴承，它决定着高速主轴的寿命和负载容量，也是高速切削机床的核心部件之一，主轴结构的改进和性能的提高是高速机床的一项重要单元技术。另一项重要的单元技术是高速进给系统。随着机床主轴转速的提高，为保证刀具每齿或每转进给量不变，机床的进给速度和进给加速度也相应提高，同时空行程速度也要提高。因此，机床进给系统必须快速移动和快速准确定位，这显然对机床导轨、伺服系统、工作台结构等提出了新的更高要求，是制约高速机床技术的关键单元技术。
3）高速切削刀具技术模块：由机床、刀具和工件组成的高速切削加工工艺系统中，刀具是最活跃的因素。切削刀具是保证高速切削加工顺利进行的最关键技术之一。随着切削速度的大幅度提高，对切削刀具材料、刀具几何参数、刀体结构等都提出了不同于传统速度切削时的要求，高速切削刀具材料和刀具制造技术都发生了巨大的变化，高速切削加工时，要保证高的生产率和加工精度，更要保证安全可靠。因此，高速切削加工的刀具系统必须满足具有良好的几何精度和高的装夹重复定位精度，装夹刚度，高速运转时良好的平衡状态和安全可靠。尽可能减轻刀体质量，以减轻高速旋转时所受到的离心力，满足高速切削的安全性要求，改进刀具的夹紧方式。刀具系统的技术研究和发展是数控高速切削加工的关键任务之一。
4）数控高速切削工艺：高速切削作为一种新的切削方式，要应用于实际生产，缺乏可供参考的应用实例，更没有实用的切削用量和加工参数数据库，高速加工的工艺参数优化是当前制约其应用的关键技术之一。另外，高速切削的零件NC程序要求必须保证在整个切削过程中载荷稳定，但是现在使用的多数CNC软件中的自动编程功能都还不能满足这一的要求，需要由人工编程加以补充和优化，这在一定程度上降低了高速切削的价值，必须研究采用一种全新的编程方式，使切削数据适合高速主轴的功率特性曲线，充分发挥数控高速切削的优势。
高速切削加工技术的发展和应用有赖于以上原理方面、机床、刀具、工艺等各项关键单元技术的发展和综合。
5、高速切削技术应用方面研究状况和发展趋势
由于高速切削在提高生产效益方面具有巨大潜力，早己成为美、日、德等国竞相研究的重要技术领域。美国日本等国早在60年代初，就开始了超高速切削机理的研究。上世纪70年代，美国已经研制出最高转速达20000r/min 的高速铣床。如今，欧美等发达国家生产的不同规格的各种超高速机床已经商业化生产并进入市场，在飞机、汽车及模具制造行业实际应用。例如，在美国波音公司等飞机制造企业，已经采用数控高速切削加工技术超高速铣削铝合金、钛合金等整体薄壁结构件和波导管、挠性陀螺框架等普通方法难加工的零件。近年来，美、欧、日等国对新一代数控机床、高速加工中心、高速工具系统的研究和产业化进程进一步加快，高性能的电主轴技术及其产品的专业化生产步伐加大；高性能的刀具系统技术也进展迅速；直线电机技术应用于高速进给系统。
我国在研究和开发高速切削技术方面，许多高校和研究所作了努力和探索，包括切削机理、刀具材料、主轴轴承、等方面，也取得了相当大的成就。 然而，与国外工业发达国家相比，仍存在着较大的差距，基本上还处在实验室的研究阶段。为适应社会经济发展需要，满足航空航天、汽车、模具等各行业的制造需求，数控高速切削技术应用研究任重道远。
目前，针对高速切削技术的研究已从实验阶段转向应用阶段。在应用方面的研究包括两个层面：一是高速加工关键技术的基础理论研究，包括高速主轴单元和高速进给单元等，实现高速机床国产化。另一方面，在现有实验室实践技术基础上，进行工艺性能和工艺范围的应用研究。其中，关于高速切削工艺的研究是当前最活跃的研究领域之一，主要目标是通过试验或引进的先进设备直接进行工艺研究，努力解决关键零部件的加工工艺问题，开发和完善特种材料的高速切削工艺方法；研究开发适应高速加工的CAD/CAM软件系统和后处理系统，建立在新型检测技术基础上的加工状态安全监控系统。
参考文献
[1] H .舒尔茨着，高速加工发展概况，王志刚译，机械制造与自动化[J].2002（1）.
孙文诚 高速切削加工模具的关键技术研究 [J].-机械制造与自动化2008(5).
艾兴，高速切削加工技术[M].北京:国防工业出版社，2003.
关键词：多阶梯 工艺 轴类零件
中图分类号：TG51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0108-01
1 轴类零件的加工要求和方法
1.1 多阶梯轴类零件加工方案的选择方法
同心柱体外圆加工的方法很多，加工路线可总结为四条。
（1）粗加工—半精加工—精加工。对于一般加工材料，这是常用于外圆面加工使用的工艺方法之一；（2）粗加工—半精加工—粗磨—精磨；（3）粗加工—半精加工—精加工—金刚石磨。对于有色金属，用磨削加工通常达不到所要求的精度，因为有色金属一般软度比较大，沙粒容易堵塞空隙，因此其最终工序大多采用精加工和金刚石磨进行精细度的精加工；（4）粗加工—半精加工—粗磨—精磨—光整加工。一般用于黑色金属材料的淬硬零件和精度要求高的加工工艺。
1.2 多阶梯轴类零件加工的技术要求
尺寸精度。多阶梯轴类零件的主要轴颈面常为两类，一类是与轴承的内延配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT5～IT7；另一类是与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，通常为IT6～IT9。
表面粗糙度。多阶梯轴的加工表面一般都有一定粗糙度的要求，粗糙程度主要根据零件加工的难度和成本来确定。
2 多阶梯轴类零件加工的技术工艺
2.1 镗孔工艺
根据工件的加工要求，可选择三种镗削方案。
第一种方案：工件钻孔—扩孔后，安装多刃镗刀，镗孔后再倒角。多刃镗刀镗孔，镗刀片是浮动的，两个对称的切削刃产生的切削力，自动平衡其位置。（1）加工质量较高刀片浮动可抵偿偏摆引起不良影响较宽的修光刃可减少孔壁粗糙度值。（2）生产率较高，两刀刃同时工作，故生产率较高。（3）刀具成本较单刃镗刀高浮动镗刀主要用于批量生产，精加工箱体零件上直径较大的孔。（4）对机床性能要求较高，两个刀具同时加工使切削力增大，但如果遇到机床加工能力有限的情况，可能导致引起切削振动，影响加工零件精度和粗糙度要求。
第二种方案：在同一根镗杆上安排粗、精切镗刀来承担零件余量的切除，加工时两把镗刀都不能同时进行工作。采用这种方案虽然可以大幅度降低切削力，但镗杆长度增加了两倍，对镗杆的韧性和强度要求较高，与此同时由于不能两把刀具同时工作，单件加工工时也就增加了一倍，降低了生产效率。
第三种方案：重新增加一台机床，即增加一台半精镗床来承担零件余量的精加工。该方案虽然可以解决加工效率、不削弱镗杆的刚性和强度，也不存在切削力过大的问题，但工件加工成本太高。
2.2 螺纹加工工艺
2.2.1 加工螺纹前的尺寸分析
数控车床对螺纹的加工需要非常准确地对工件进行尺寸分析，加工螺纹所需的尺寸计算分析主要包括以下两个方面：（1）螺纹加工前原件的材质、规则度、直径等。考虑螺纹加工牙型的膨胀量。（2）螺纹加工进刀量。螺纹加进刀量可以参考螺纹底径，即螺纹刀最终进刀位置。螺纹小径为：大径-2倍牙高；牙高=0.54P（P为螺距）。
2.2.2 多阶梯轴类螺纹的编程加工
就现在的机械加工现状来看，针对中国广泛使用的数控车床，螺纹切削一般有三种加工方案：G32直进式切削方法、G76斜进式切削方法和G82直进式切削方法，由于切削方法的不同，编程方法也相应有所区别。我们在操作使用上要对材料的性质、粗糙度、规则度及加工要求等进行综合分析，争取加工出精度高的零件。
2.2.3 综合分析加工粗料
零件的加工程序要严格控制，对设计全面掌握，精确到每一步，这样加工出来的零件才能完全符合设计要求。数控车削加工应注意以下几方面：（1）构成零件轮廓的几何条件。运用手工编程来进行车削加工中时，必须计算精确每个节点的坐标；运用自动编程加工时，必须对构成零件轮廓的所有几何元素进行定位。在零件图的分析方面应注意：①零件图上有无遗漏掉某些必须有的尺寸，导致其几何条件不完整，影响到零件轮廓的构成；②零件图上的图线位置或尺寸标注是否清晰；③零件图上给定的几何条件是否合理，减少数学处理难度。④零件图上尺寸标注方法应针对相应的数控车床加工特点，须以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。（2）分析零件图样尺寸精度的要求，与此同时进行一些尺寸的换算。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的中间值作为编程的尺寸依据。（3）形状及位置精度的要求。加工时要按照加工各种要求确定零件的定位基准点和测量基准点，还要根据不同数控车床的特殊需要进行一些技术性的特殊处理，以便精准的控制零件的形状和位置精度。
3 结语
CNC6140D车床加工多阶梯轴的工艺规程及确定加工路线的方法较为多样、灵活，在加工时对数控机床性能的检测及加工工艺的选择上主要必须对加工对象的不同区别对待，进行深层次的分析，对加工对象和技术要求能否达到设计所规定的要求非常重要。
参考文献
关键词： 数控加工 加工参数 优化方法
制造业的发展，是国家综合实力的体现。制造业的主流技术是数控加工技术。因为它会为我们的社会带来更大经济收益，也是我们缩短和其他数控加工强国距离的最佳方法。
影响数控加工参数的优化选择的因数主要是机床的主轴转速、功率、切削力的大小、转矩，刀具的磨损、寿命及机床的机械振动等方面。
目前数控加工参数的优化，总体划分为在线参数优化和离线参数优化两大方面。
在线数控加工参数优化方法，也叫自适应控制，它是自适应控制理论在数控加工领域的应用。即在加工过程中，通过各种传感器采集一系列变量，转换为需要的信息，到数控中的信息的处理中心，通过各种方案的比较，选择最佳方案，根据最佳方案的切削参数，获得需要的加工工艺进行加工，达到预期的目的。目前还没有最佳的方法大量运用于数控加工业。
数控加工参数优化方法一是根据传感器获得的信息，建立数学公式，确定目标函数及约束条件，选取合适的参数作为设计变量；二是选取优化算法，对目标函数进行求解；三是对求解结果进行判断和分析，获得优化设计的最优方案。
一、数学公式的建立
1.如何选择优化设计数控铣的参数
优化设计参数在设计过程中一般很多，要学会抓主要舍次要。以主轴转速、吃刀量、切削速度、进给量为变量随着路段的不同而不同，把整个加
二、优化算法
在线数控加工参数优化算法，主要有神经网络算法、遗传算法、蚁群算法、模拟退火算法等各种现代优化方法，选取其中一种或者几种混合。
三、结果判断
以工时为主要目标优化参数时刀具磨损大，成本大；以加工成本为主要目标时，刀具磨损小成本低，生产率低；以最大利润为主要目标，刀具磨损大、生产率高，工人劳动强度大；以工时、成本及利润同时为主要目标进行多目标时缩短工时、刀具磨损一般、成本降低，利润可观，优化结果高于单目标的优化结果。
总之，为实现数控加工切削参数的优化，获得最佳经济效益，宜建立多目标的数学模型。
参考文献：
[1]数控加工切削参数优化的研究[J].沈阳工业大学赵绪平硕士论文.
论文摘要：对联接套工件结构及其加工工艺进行了分析，明确其加工难点为斜小孔的加工，针对难点优化加工工艺。并设计了电火花成形工装，取得了良好的加5-效果。
引言
联接套是一种新型先进的基础件，主要用在机件与轴、轴与轴、或2种不同尺寸的轴的联接。它是依靠拧紧性能等级为12．9级螺钉，在轴向力作用下，使内外环锥面之间产生胀紧压力，轴和轮毂紧密贴合，产生足够的摩擦力，以传递扭矩，轴向力或两者复合载荷的一种无键联接装置，可以替代单键，花键或联轴器，其广泛应用于食品机械、纺织机械、包装机械、矿山机械、机床、加工中心、洗涤设备、印刷机械以及冶金机械等行业。由于联接套加工工艺的复杂性。本文设计了电火花成形工装，对其加工工艺进行研究，优化了其加工工艺。
1加工工艺
1．1联接套结构分析
联接套零件如图1所示，根据零件图纸和技术要求，零件加工精度要求较高，且存在2个方面的加工难点：(1)该零件材料为316(美国astm标准)不锈钢，对照国内不锈钢标准，钢号为0crl7nil2mo2，这类材料切削性能很差，所需切削力大，刀具与切屑间易产生黏结，加工硬化严重：(2)与轴线成45。的4斜小孔的加工，既要保证斜lfx~l的位置精度，又要保证45。角度，若采用常规钻削加工，由于被加工斜小孔位置处在较深的内孔台阶处，必须要用4的加长钻，由于西4加长钻的刚性不足，从而影响钻削速度、或出现钻头折断、或被加工小孑l质量不易保证等弊端。WWW.133229.Com
1．2加工工艺
该套常规加工工艺路线为：粗车一半精车一钳工加工各小孔一精车(数控车床)。常规工艺路线3(钳工加工各小孔)中包括钻斜小孔，64孔口位于内孔台阶处，钻孔时必须给钻头一个起刀面，那么半精车时必须在内孔台阶处留有45。的内圆锥面；与此同时，为了便于设计钻夹具，要求一批联接套的内孔形状和尺寸在半精车后基本要一致；这势必提高了半精车的难度．同时也增加了数控精车的工作量．从而大大提高了加工成本。
在钳工加工各小孔的工序中需用2副钻孔夹具，其中钻西4斜小孑l为一副，该夹具既要保证钻孔的位置和45。角度，还要设计一个用于钻头定位导向的钻套，同时还需要考虑排屑空间、切削液的注入等，夹具结构复杂。设计难度较大，加工操作也不方便。综上所述，若采用上述常规加工工艺，加工成本较高，夹具成本也高，且加工操作也不方便。经反复分析零件结构特征，设计了现有的加工工艺路线：粗车一半精车一钳工加工除(b4斜小孑l的其他各小子l一精车一电火花成形加工4)4斜小孔。
电火花成形加工属于一种无切削力的加工方法．具有如下优点：(1)电火花加工是利用工具电极和工件电极之间的脉冲性火花放电时产生的电腐蚀来蚀除多余的金属，因此(b4斜小孔虽处于台阶面的特殊位置，但对加工构不成困难．也不必在半精车时留有45。的内圆锥面作为起刀面，从而大大降低了加工难度。(2)电火花成形加工过程中，电极与工件不直接接触，所以不存在明显的机械切削力，因此在加工西4斜ivq~l时，可避免因刀具刚度太低而折断，且不会影响_丁件已加工表面精度及表面质量，故64斜小孔加_t放在最后加工；(3)电火花成形加工中，电极材料的硬度可以比工件低。对硬度较高、切削性能差的316不锈钢材料也能容易加工。基于上述工艺分析，设计了斜lf,：fl电火花成形加工工装。
1．3斜小孔加工工装设计
4)4斜小孑l加工工装如图2所示，整个1二装设计是建立在其他外形和孑l都已加工完毕的基础上进行的。该_t装主要包括定位盘、削边销、斜支承板找正块和底板5个部分，其中定位盘、斜支承板和找正块的设计是整个设计的关键。
(1)定位方法及定位元件设计
根据六点定位规则，采用一面两孔的定位方法，一面是指114-3网底面，两孔为654短内孔和61o．5光孑l。定位元件对工件起定位功能，保证l丁件在夹具中有正确的加工位置，本工装中定位元件有定位盘和削边销，如图3所示。定位盘形状和尺寸主要是依据联接套定位面尺寸和斜支承板的安装配合．定位盘底部形状采用整圆切除的结构，切出的侧面与斜支承板的定位台阶面配合．定位盘凸台部分与联接套54内孔配合，凸台高度为7mn3．，比654内孔深度小2mm，中间15mmxl5nqltl正方通孑l用于找正块安装。定位盘材料为45调质钢．先外圆车削，中问15mmxl5mm正方通孔、侧面和孔再进行线切割加工。削边销4,1o．5圆柱面与定位盘台阶孔成过渡配合，头部削成扁状，防止工件加工时旋转。材料为45调质钢，车削加工成形。
图3定位元件示意图
(2)斜支承板设计
斜支承板如图2所示，斜支承板的设计主要是解决4细深斜孔加工方位的问题。目前常用电火花成型设备的加工主轴一般为垂直方向，可被加工孑l为45。斜孔，首先要通过一定方式校正45。斜：fl：fl位到90。方向。把被加工零件从水平方向逆时针旋转45。后，被加工孔刚好在9o。垂直方向上．于是就设计了带45。斜面的支承板，45。斜面与定位盘圆底面配合，用3个沉孔螺钉与定位盘联接，斜支承板下平面与底板之问用4个沉孑l螺钉联接。斜支承板材料为q235，先平面磨削加工，45。斜面和定位台阶面再线切割成型。
(3)找正块设计
图4为找正块零件图，线切割成型。找正块是电火花电极找正元件，为了保证电火花电极对刀精度，要求找正块61o对刀孔中心相对15一：{02两侧面的对称度不超过0．02mm。通过电极找正可以保证4斜小孑l的位置精度；4斜小孔孔径由电极直径保证。
(4)底板设计
底板如图2所示．其尺寸为15mnix85mmx145mm，材料为q235，压紧机构通过底板两端把整个工装压紧在电火花工作台上。
