導(dǎo)語(yǔ)：農(nóng)業(yè)機(jī)械中基軸制孔數(shù)控加工的研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：農(nóng)業(yè)機(jī)械中的孔軸配合主要以基軸制配合為主，在加工具有由多個(gè)孔構(gòu)成的孔系特征的農(nóng)業(yè)機(jī)械零件時(shí)，如何在滿(mǎn)足低成本、實(shí)用精度的前提下，高效地進(jìn)行孔加工就是一個(gè)值得研究的問(wèn)題，在本文中，提出了利用數(shù)控加工中心來(lái)加工的解決方案。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；孔軸配合；基軸制；數(shù)控加工

1農(nóng)業(yè)機(jī)械配合基準(zhǔn)值的合理選擇

1.1孔軸配合的性質(zhì)

孔軸配合的按孔與軸的相互尺寸關(guān)系可以分為：間隙配合、過(guò)盈配合和過(guò)渡配合3種。在實(shí)際應(yīng)用中該選擇哪種形式的配合主要是根據(jù)配合的用途來(lái)選擇。若是為了緊固聯(lián)結(jié)兩個(gè)配合件，那么就選擇過(guò)盈配合；若是為了讓2個(gè)配合件之間能產(chǎn)生相互運(yùn)動(dòng)，則選擇間隙配合合理；若是為了讓配合件之間相互定位，那么可以選擇過(guò)渡配合。為了方便選用和生產(chǎn)，配合性質(zhì)已經(jīng)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的形式固定化、系列化。要完整地表達(dá)一個(gè)精度尺寸需要3個(gè)要素：公稱(chēng)尺寸、基本偏差和公差等級(jí)。其中公差等級(jí)反映了精度指標(biāo)，它表征孔或者軸自身的精度，在配合尺寸中還能表征配合件的精度；基本偏差反映了孔或者軸的尺寸與公稱(chēng)尺寸之間的差距?？纵S二者的基本偏差組合情況決定了配合性質(zhì)是怎么樣的，組合后孔大軸小就是間隙配合，軸大孔小就是過(guò)盈配合。過(guò)渡配合是指一批孔和對(duì)應(yīng)的一批軸隨機(jī)配合后，單個(gè)配合的配合效果有的是間隙配合，有的配合是過(guò)盈配合，即過(guò)渡配合這個(gè)概念是和“批量的孔”“批量的軸”這2個(gè)條件相關(guān)的，單獨(dú)看一個(gè)具體的配合，它就只可能有2種性質(zhì)：要么是間隙配合，要么是過(guò)盈配合。

1.2農(nóng)業(yè)機(jī)械中的孔軸配合制選擇

在實(shí)際運(yùn)用中，不同偏差的孔和不同偏差的軸如果隨機(jī)組合配合的話(huà)，將會(huì)產(chǎn)生很多種配合情況，太多的配合組合加大了用戶(hù)選用的難度，另外一方面也增加了加工制造環(huán)節(jié)的加工規(guī)格數(shù)量和難度。因此在實(shí)際應(yīng)用中，是采取固定孔或軸其中的一個(gè)尺寸不變，讓另外一個(gè)對(duì)應(yīng)的配合尺寸做出變化，從而構(gòu)成所需的配合性質(zhì)。這樣處理的好處是：

（1）減少了配合種類(lèi)的組合，相對(duì)容易選擇。

（2）由于孔軸其中一種相對(duì)固定，所以在制造加工時(shí)，可以減少孔或者軸的規(guī)格。這種處理方法被稱(chēng)為基準(zhǔn)制?？椎钠畋３植蛔?，軸作相應(yīng)變化被稱(chēng)為基孔制；軸的偏差保持不變，孔作相應(yīng)變化被稱(chēng)為基軸制。基準(zhǔn)值的選擇主要考慮的是是否方便配合零件的加工制造，因此在選擇基準(zhǔn)值時(shí)盡量讓難加工的、加工成本高的一方相對(duì)固定。從加工難度上看，相對(duì)于軸，大多數(shù)情況下孔的加工難度和精度控制難度更大；從加工成本上看，軸的加工成本小于孔加工成本，因?yàn)橐话衍?chē)刀可以車(chē)削不同直徑尺寸的軸，而一把麻花鉆就只能鉆鉆頭對(duì)應(yīng)尺寸的孔，孔的系列越多，加工中需要的孔加工刀具也就越多。因此，大部分情況下都采用基孔制。而大部分農(nóng)業(yè)機(jī)械由于使用性質(zhì)和作業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)，并不是很注重機(jī)械的配合精度、美觀(guān)度和操作的舒適度，注重的是可靠性、耐用性和經(jīng)濟(jì)性。為了減少加工成本，農(nóng)業(yè)機(jī)械的孔軸配合大多采用這種方式：配合中的軸是直接購(gòu)買(mǎi)鋼筋或者圓鋼，然后按需要的長(zhǎng)度切斷，不做任何外圓車(chē)削加工，這樣的話(huà)就完全省掉了軸加工的工序，可以不用購(gòu)置軸加工機(jī)床、刀具及夾具，從而減少了加工成本。而參與配合的孔，按選用的軸的基本尺寸和配合性質(zhì)的要求來(lái)進(jìn)行加工。因此農(nóng)業(yè)機(jī)械中大部分孔軸配合都采用基軸制。

2基軸制孔系的數(shù)控加工

2.1孔系數(shù)控加工的工藝性分析

農(nóng)業(yè)機(jī)械中很多零件都有孔系特征，這些零件的特點(diǎn)是孔與孔相互之間的定位精度有要求，每個(gè)孔的直徑精度也有一定的要求，孔的深度不統(tǒng)一，很多孔還具有沉頭的特征。若采用普通鉆床進(jìn)行加工的話(huà)，容易出現(xiàn)以下的問(wèn)題：

（1）難以保證孔間距定位尺寸。

（2）當(dāng)孔系的深度不一致時(shí),容易出現(xiàn)深度尺寸加工錯(cuò)誤的問(wèn)題。

（3）當(dāng)孔系中孔徑尺寸不一致時(shí)，需要頻繁地手動(dòng)更換刀具，導(dǎo)致加工效率降低。

（4）锪孔加工時(shí)深度尺寸不容易掌握，容易出錯(cuò)。

（5）加工過(guò)程中主要靠操作工人控制加工過(guò)程，導(dǎo)致加工效率低，需要較多的工人進(jìn)行孔加工，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。綜上可以看出，利用普通鉆床加工農(nóng)機(jī)中的孔系時(shí)，工藝性并不是很好。利用普通鉆床加工時(shí)基本都得依靠人工操作，所以加工質(zhì)量難以保證。稍復(fù)雜的孔系完全加工到位甚至需要多名工人參與操作。

2.2數(shù)控加工中心在孔系加工中的優(yōu)勢(shì)

數(shù)控加工在國(guó)內(nèi)制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床在加工中相對(duì)于普通機(jī)床有較多的優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：

（1）加工精度更高。

（2）能加工普通機(jī)床不能加工的復(fù)雜輪廓。

（3）柔性高，產(chǎn)品變化時(shí)只需要調(diào)整加工程序和刀具就可以適應(yīng)。

（4）由于刀路、切削要素是數(shù)控系統(tǒng)控制，因此加工出的產(chǎn)品受人為因素干擾少，質(zhì)量穩(wěn)定。

（5）加工時(shí)不需要操作者全程參與，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，必要時(shí)可以一個(gè)工人操作多臺(tái)數(shù)控機(jī)床。

（6）數(shù)控機(jī)床的剛性更好，可以在更高的切削速度下加工，同時(shí)數(shù)控機(jī)床還具有很多諸如自動(dòng)換刀等普通機(jī)床不具備的功能，因此數(shù)控機(jī)床的加工效率高。

（7）數(shù)控機(jī)床的加工信息易于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化管理。數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)較多，數(shù)控加工中心便是一種在制造業(yè)廣泛使用的數(shù)控機(jī)床。加工中心（MT）分為數(shù)控車(chē)削加工中心和數(shù)控銑削加工中心，車(chē)削加工中心主要用于加工回轉(zhuǎn)類(lèi)零件，銑削加工中心主要用于孔系、箱體類(lèi)、型腔類(lèi)零件的加工。數(shù)控銑削加工中心從結(jié)構(gòu)上看，其實(shí)就是一個(gè)數(shù)控銑床附加一個(gè)可以裝多把刀的刀庫(kù)，同時(shí)比數(shù)控銑床多了一個(gè)自動(dòng)利用刀庫(kù)換刀的功能。因此在需要多刀加工的孔系加工時(shí)，選擇數(shù)控銑削加工中心是非常合理的。

2.3農(nóng)業(yè)機(jī)械中孔系零件數(shù)控加工的工藝性分析

孔系零件加工正是數(shù)控銑削加工中心的強(qiáng)項(xiàng)，選擇銑削加工中心來(lái)加工孔系，工藝性?xún)?yōu)越，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）相對(duì)于普通鉆床，加工中心的定位精度更高。

（2）具有自動(dòng)換刀功能，在加工由多個(gè)不同孔徑的孔構(gòu)成的孔系時(shí)，利用編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，提高了加工效率，不會(huì)產(chǎn)生裝錯(cuò)刀導(dǎo)致把零件做成廢品的情況。

（3）通過(guò)編程來(lái)精確控制每個(gè)孔的深度，使每個(gè)孔的深度尺寸得到保證。

（4）編程控制沉頭孔的锪鉆，充分保證沉頭孔的同軸度精度和深度尺寸精度。

（5）數(shù)控銑削加工中心有豐富的孔加工循環(huán)功能，能實(shí)現(xiàn)各種類(lèi)型的孔加工，比如引孔加工、普通孔加工、深孔鉆削加工、鏜孔加工、攻絲加工等。

（6）加工中心鉆孔時(shí)，可以通過(guò)編程精確控制進(jìn)給量和回退量，有利于排屑和冷卻，延長(zhǎng)孔加工刀具的使用壽命。

（7）數(shù)控加工中心除了加工孔外，還可以發(fā)揮它的銑削功能，銑削各種溝槽、型腔、箱體等。（8）數(shù)控加工中心可以和CAD/CAM軟件結(jié)合，在CAD/CAM軟件上設(shè)計(jì)的零件能迅速生成加工程序傳到加工中心，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)到加工的無(wú)縫連接。數(shù)控加工中心的強(qiáng)大加工能力使它成為機(jī)械加工中的明星，柔性制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)等都離不開(kāi)加工中心這個(gè)功能強(qiáng)大的制造細(xì)胞單元。在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造領(lǐng)域，加工中心的使用逐年增多，但加工中心在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)的設(shè)備占比較低，遠(yuǎn)不及制造行業(yè)的整體水平。

2.4數(shù)控加工中心在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造行業(yè)推廣的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性分析

很多農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)（尤其是小型的農(nóng)機(jī)制造企業(yè)）對(duì)購(gòu)置和使用數(shù)控加工中心缺乏熱情，2個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)導(dǎo)致部分業(yè)界人士對(duì)數(shù)控加工中心存在偏見(jiàn)。這兩個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)就是認(rèn)為購(gòu)置和使用數(shù)控加工中心“用不上”和“不劃算”?！坝貌簧稀本褪钦J(rèn)為數(shù)控加工中心在農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造過(guò)程中不實(shí)用，使用加工中心是“殺雞用牛刀”，存在功能上的浪費(fèi)。這個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)說(shuō)明沒(méi)有徹底了解數(shù)控加工中心加工的工藝優(yōu)勢(shì)?！安粍澦恪边@個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)主要是認(rèn)為購(gòu)置數(shù)控加工中心的一次性投入多，后期維護(hù)成本高。其實(shí)近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的崛起，國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中心價(jià)格已經(jīng)非常親民了。農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的零件主要是孔加工和簡(jiǎn)單輪廓銑削，選擇刀庫(kù)刀位為16個(gè)或者12個(gè)的加工中心已經(jīng)足夠?qū)Ω叮壳斑@種檔次的加工中心價(jià)格不高于15萬(wàn)元，因此一次性投入并不算高。國(guó)產(chǎn)加工中心的質(zhì)量和可靠性近年來(lái)有了長(zhǎng)足進(jìn)步，沒(méi)必要擔(dān)心后期的維護(hù)保養(yǎng)。更重要的是，加工中心功能強(qiáng)大，一臺(tái)數(shù)控加工中心如果使用得當(dāng)?shù)脑?huà)，能完成3臺(tái)左右鉆銑床的加工任務(wù)，這樣可以減少操作工人數(shù)量，考慮到近年來(lái)的人工成本升高，選用加工中心的使用成本反而會(huì)大幅度降低。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)產(chǎn)加工中心的質(zhì)量提高和價(jià)格降低，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)該主動(dòng)升級(jí)加工設(shè)備，用加工中心代替普通鉆床加工基軸制下的孔系零件。

參考文獻(xiàn)：

[1]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2018.

作者:楊學(xué)智 繪弘 單位:恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院