數控加工工藝論文精選(九篇)

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第1篇：數控加工工藝論文范文

數控加工課程是一門以實踐為主、理論與實踐緊密結合的課程。教學內容涉及專業基礎知識多、范圍廣；教學工作不僅要完成理論教學任務還要培養學生綜合應用能力以及操作技能，因此從課程的性質、任務來看，其教學過程需要理論教學和實踐教學相結合，要理中有實，實中有理。目前多數高職院校在數控加工課程中仍采用傳統的教學模式，即理論課和實踐課分開上。為了克服傳統的教學模式和教學方法所存在的教學效能低、理論知識與生產實踐分離、理論教材與實訓課教材相脫節的弊端，目前職業院校都在積極探索“一體化”教學模式與“行動導向”教學法等新的教學模式與教學方法。但由于受場地、設備、師資、教材和全校教學的統籌安排等諸多條件的制約，這些新模式、新方法仍未能大面積推廣，只能在個別或少數班級試行。因此，積極推進數控加工課程一體化教學模式的建構，既是加快培養高素質的數控技能型人才的迫切需要，也是解決上述矛盾的必然選擇。

2一體化教學模式的設計思路

“一體化教學模式”是按照職業崗位職責的能力要求重新組合原理性課程與實踐性課程，實現教學目標“一體化”、教學內容“一體化”、教學時空“一體化”和師資“一體化”的教學模式。通過專業調研，分析畢業生崗位，掌握市場對畢業生的知識能力素質要求，圍繞職業能力結構，確定專業定位和本專業的人才培養方向，結合職業資格標準，制定專業課程體系，從而決定本門課程的教學內容；根據學校教學資源，按照學訓結合、學訓交替的教學模式組織教學，在最大限度內采用加工操作、模擬仿真、技能拓展、綜合實訓、頂崗實習等教工學結合的教學手段進行教學；教學考核采用理論考核與實踐考核相結合的形式進行。

3高職數控加工課程一體化教學模式構建

一體化教學的特點是“練中學、學中練、重能力、見實效”。一體化教學必須改變傳統的教育觀念和傳統的教學模式，高職數控加工課程一體化教學模式的構建主要包括在以下幾個方面：

3.1教學內容模塊化、項目式

模塊式課程具有任務引領、結果驅動、突出能力、內容實用、做學一體的特點，的確起到了充分利用教學資源、降低教學成本、調動學生學習興趣、提高教學質量、促進教師教學能力提高的作用。數控加工課程包括三大模塊數控車、數控銑/加工中心、數控線切割。每一模塊又可以結合數控加工職業活動要求分成小的項目,將技能教學課題定為一項項的工作任務,通過學生完成一系列的工作任務來將所有涉及到的專業知識與專業技能串聯起來進行系統學習，其中工作任務的邏輯形式包括遞進式、并列式、流程式三種。

3.2按工作過程系統設計教學過程

本課程強調學生以直接經驗的形式來掌握數控機床的編程與操作技能，教學組織按工作過程系統設計，即按照“資訊———計劃———決策———實施———檢查———評價”完整的“行動”方式來進行組織教學。通過“做中教”，“做中學”，融職業規范和職業素質培養于一體。采用“車間教學”的組織模式，讓學生身為“準員工”體會真實的工作環境、工作過程、工作內容。

3.3建設雙師隊伍

理論基礎、專業能力過硬的“雙師型”隊伍是理實一體化教學改革的關鍵。數控加工課程實踐性強、職業能力要求高。要求教師既能從事理論教學又能承擔實踐教學，具有較強的動手能力和解決生產一線有關技術問題的能力，能在生產現場動手示范，指導學生掌握生產技能。實踐證明“雙師型”教師是實踐教學體系順利實施的重要保障。

3.4開發一體化校本教材

一體化教學凸顯了形象思維教學夠用為主的原則，這就要求教材的重點是實用和可操作的，理論淺顯易懂，教材中舍棄繁瑣的理論。一體化教材的開發應按高職教育培養目標，應以培養學生綜合素質和技能為目的，按照典型工作任務和工作過程對原有的學科和課程體系進行改革，制定教學大綱，按教學大綱和技能鑒定內容等為標準，編寫一體化教材，保證人才培養目標的實現。校本教材應以學校的教師為主體，企業的技術人員參與共同編制的。

3.5建設一體化教學場所

根據高等職業教育培養技能型人才的目標要求，高等職業學校開展一體化教學改革，必須打破理論教學與實習教學授課地點分離的模式，建立符合一體化教學需要的多功能的一體化教室，即兼有理論教學、小組討論、實驗驗證和實際操作的教學場所。數控加工課程實踐教學環節主要依托校內外“實訓基地”進行。比如在課程中講授數控工藝及編程時，我們將課堂搬到校內數控車間進行現場教學，針對實物講解，以“企業真實產品”為教學任務，以車削、銑削的工作任務或產品為載體設計教學過程，采用現場大量“產品實例”講練結合的教學方法，使學生邊學邊練，在學中做，做中學，做到學做合一。

3.6建立一體化評價體系

第2篇：數控加工工藝論文范文

論文摘要：本文通過分析目前我國數控技術人才培養現狀和企業對數控技術人才的素質要求，探討數控技術應用崗位所需專業知識的結構，最后提出了對專業基礎課，專業課程的教學課程及內容進行整合的基本思路。

隨著科學技術的發展，世界先進制造技術的興起和不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求，目前我國制造業已開始廣泛使用先進的數控技術，但掌握數控技術的機電復合型人才奇缺，數控編程、數控機床操作和維護人員更是不足。據調查目前我國高校數控方向的畢業生每人通常有4個以上的就業崗位可供選擇，畢業生一次性就業率在95％以上。來自大學、高等職業技術院校的數控技術應用專業的畢業生，雖然具有一定的專業知識和動手能力，但缺乏工藝經驗，難以滿足某些企業對加工和維修一體化的復合型人才的要求。這主要是作為培養技術人才的高校、高職院校在加大培養數控人才的力度的同時，沒有根據數控技術崗位需求的變化來相應的改變教學模式和教學內容，仍在延續傳統教學模式所造成的。

目前市場對數控人才的需求有以下三個層次，所需掌握的知識結構也各不同。

(1)金領層：這類人才需熟悉機械加工和數控加工工藝，具有熟練的數控編程能力、較高的數控設備操作能力和數控設備的維護、維修能力，且具有一定的實際經驗和寬厚的綜合理論知識，能自行完成數控系統的選型、數控機床機械機構的設計和控制系統的安裝調試和維護，獨立完成機床數控化改造等工作。

(2)灰領層：具有較為系統的機械加工工藝理論知識，熟悉數控加工工藝的特點，能夠完成數控程序編制和數控機床維護等工作。

(3)藍領層：具有手工編程和調試數控機床的能力，熟練的數控機床操作能力，了解自動編程和數控機床的簡單維修，能夠完成數控機床的操作、調試和維護等工作。

本文從培養數控技術應用型通才的角度來探討其崗位所需的專業知識結構，并依此為基礎來討論專業基礎課和專業課程的設置及課程教學內容的整合。

數控技術是用數字化信號對設備運行及其加工過程進行控制的一種自動控制技術。模擬控制系統中的控制信息是模擬量，而數字控制系統中的控制是數字量，在計算機技術迅速發展的推動下數控技術以其表達信息準確，可進行復雜信息處理且具有邏輯處理能力，使剛性機械設備具備了柔性。

從機床控制技術的觀點來看，數控技術的cnc系統把計算機引入數控系統，可利用計算機的數據處理能力方便地實現各種控制策略，用軟件實現機床的開關量控制。當被加工對象的數字信息被送入到專用的或通用的計算機后，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發出各種指令來控制機床的伺服系統或其它執行元件，使機床自動加工出所需要的工件。數控機床就是將加工過程所需的各種操作和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示。這使數控機床與其它自動機床具有了一個顯著的區別：當加工對象改變時，除了重新裝夾工件和更換刀具之外，只需要更換新的控制程序，不需要對機床硬件作任何調整或少量調整即可。

從機械加工技術的觀點來看，數控加工技術屬于現代制造技術的范疇，是計算機技術、信息技術與機械技術交叉融合而形成的一門綜合性新技術。數控機床，是數字控制技術嫁接到金屬切削機床上的產物。數控機床的加工方法仍然是采用金屬切削方法。因而，數控加工與傳統機械加工的工藝規程從總體上說是一致的。由數控機床的成形運動的控制采用了計算機數字控制技術，不但能夠使其成形運動實行兩軸或多軸聯動，使數控機床能夠在兩維和三維空間中實現任意曲面的加工，而且使機床結構大大簡化，使數控機床所能采用的切削方法增多，加工工藝范圍增大。因而數控加工工藝過程與傳統加工工藝過程產生了較大差異，主要體現在：單臺數控機床可使用多種切削加工方法、工藝范圍增大，數控加工的工序內容比普通機加工的序內容復雜、工藝過程縮短，工藝裝備種類和數量減少，裝夾次數減少，加工精度和質量主要由機床保證，特別是加工中心(mc)，可實現除定位基面以外的其它大部分表面的加工，機床柔性增大。數控加工工藝的制訂不但涉及到傳統機械制造工藝制定的基本理論知識，還包括加工原點的確定、工序內容的劃分、刀具軌跡的確定、刀具的選擇與使用和切削用量的選擇等具體內容。

從以上分析，數控的金領層應具備根據被加工對象的工藝特征和特殊要求，編制數控程序及調試、維護數控機床和使用數控機床進行加工的能力。

根據其能力需求，我們可以從以下兩個方面來分析其所需的知識結構。

從機床控制方面，數控的金領層應在電工電子、計算機原理及控制、計算機編程語言、數控原理及數控機床、數控軟件及數控編程等方面具備扎實的基礎知識；

從機械加工方面，數控的金領層應在現代機械設計、機械加工工藝、金屬切削理論、夾具、刀具和量具等方面具備扎實的基礎知識；

從機械加工技術和控制兩個方面出發，數控技術應用所涉及的學科范圍廣、教學內容多、課程內容本身具有其系統性要求。怎樣在有限的教學時間里，將所需的基本知識傳授給學生，且能達到培養目標的要求，是課程體系建立和教學內容的確定過程中應解決的關鍵問題。因此，課程內容的合理安排和整合是必需的，也是至關重要的。

通過對以上兩方面知識的分析，職業教育數控培養方向的專業課程知識結構應以“機械制圖和機械設計理論為起點，材料和塑性成形方法為基礎，機械加工工藝為核心，數控技術為手段”這一基本認識來構建。根據課程理論的辯證適度原則、綜合性與系統性相結合原則、統一性和多樣性相結合原則；課時分配比例合理原則；開放性原則；超前性原則；理論性和實踐性相結合原則，將機械領域與數控技術領域的基礎知識整合，提出以下職業教育數控培養方向專業課程知識結構的建立思路。

第3篇：數控加工工藝論文范文

【關鍵詞】汽車覆蓋件；沖壓模具；數控加工；工藝模版

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一．前言

隨著計算機在制造型企業中的應用，通過計算機進行工藝的輔助設計已成為可能。CAPP 技術的應用為提高工藝文件的質量，縮短生產準備周期，提高信息處理能力和企業各部門間信息的交流能力，并為廣大工藝人員從繁瑣、重復的勞動中解放出來提供一條切實可行的途徑。應用 CAPP 技術將縮短設計周期，對修改和變更設計能快速做出響應；工藝人員的經驗能夠得到充分的積累和繼承，減小編制工藝文件的工作量和產生錯誤的可能性。應用計算機輔助工藝設計的必要性已被越來越多的企業所認識。

二．汽車覆蓋件模具結構特征及加工工藝

1、汽車覆蓋件模具結構特征

由于汽車覆蓋件模具結構的多樣性和復雜性，不同部位的加工面和加工方式均不相同。針對汽車覆蓋件模具加工工藝性的區別，汽車覆蓋件模具可以分為不同的結構特征，不同的結構特征常有其特定的相似加工方法、走刀路線、工藝流程和工藝參數。對于大中型汽車覆蓋件模具來說，由于常見的沖壓件沖壓工藝主要有拉深、修邊、翻邊、整形等幾種沖壓工序，則相應的模具類型也主要以拉延模、修邊模、整形模等幾種主要類型及其復合模具為主。這些大中型模具中，同一類模具的結構大同小異，而同一種結構特征的加工工藝大致相似。

2、結構特征加工工藝性

在制定該類型面結構特征加工工藝時，主要考慮如下： 在完成模具的定位和夾緊后，首先要對工件進行試加工，以檢測毛坯各加工部位的切削余量是否均勻。因為大型模具型面毛坯體積均較大且以鑄件為主，加工余量常不夠均勻，直接對模具型面進行整個表面粗加工，會使刀具載荷變化較大，引起機床振動。檢測后，對模具型面毛坯進行粗加工。之后，進行清角加工，習慣上把這道工序稱為粗清角加工。主要是為了去除粗加工后毛坯角落處刀具未能加工到的材料，保證在半精加工過程中，加工量比較均勻，有利于提高半精加工的速度，達到提高效率的目的。而半精加工則是把前道工序加工后的殘留加工變得平滑，同時去除拐角處的多余材料，在工件加工面上留下一層比較均勻的余量，為精加工做準備。半精加工后仍需進行清角加工，稱為半精清角加工，主要是為去除半精加工后刀具未能加工到的殘留余量，為精加工做準備；精加工的目的是按照零件的設計要求，達到較好的表面質量和輪廓精度，是實現模具型面最終形狀最關鍵的一步。最后，對于某些型面曲率半徑小于精加工刀具半徑的地方，還需進行清角加工，去除精加工后刀具未能加工到的殘留余量，使模具型面的表面質量和輪廓精度符合設計要求。

三．汽車覆蓋件模具加工工藝模板的開發

為了實施工藝模版的開發，以 PowerMILL 軟件為開發平臺，利用其方便的工藝模版開發接口，可以靈活、快捷地開發出汽車覆蓋件模具加工工藝模版 工藝模版的開發，根據每種結構特征的加工工藝性，首先確定它們的加工工藝流程，根據每一步加工工藝的特點，結合 PowerMILL 軟件豐富的加工策略，找到與之相匹配的加工策略，并定義合理的加工工藝參數，以模版形式保存在 PowerMILL 軟件的加工策略中。把每種結構特征合理的工藝流程所對應的加工策略和工藝參數以上述方式保存在相同的工藝模版中，即可完成汽車覆蓋件模具加工工藝模的開發。 由于每種汽車覆蓋件模具結構特征的工藝模版開發過程相同，現以上節所提及的拉延模模具型面加工工藝模版的開發為例，來詳述工藝模版的開發。 首先，根據拉延模模具型面加工工藝的特點，在 PowerMILL 軟件環境中，定義每一步工藝流程的加工策略及其合理的工藝參數。然后，將每一步的加工策略與工藝參數以模版的形式保存在 PowerMILL 軟件加工策略的同一個模版目錄中，即可完成汽車覆蓋件拉延模模具型面加工工藝模版的開發。為汽車覆蓋件拉延模模具型面每一步工藝流程對應的加工策略及加工工藝參數情況。

四．數控加工工藝方案

1、金屬模具

大中型模具型面的數控加工，模具表面所留的加工余量較大，所以型面分粗加工、半精加工、精加工3道工序完成。為了提高編程效率，粗加工和半精加工一般采用多曲面連續加工刀具運動軌跡的生成方法，精加工可根據實際加工要求，采用單曲面刀具運動軌跡的生成方法或多曲面連續加工刀具運動軌跡的生成方法。

2、主模型

汽車主模型的數控加工，由于采用了可加工塑料作為原料，使這種主模型具有變形小、便于保存、切削加工性能好等特點。為了確保主模型的加工質量，主模型一般采用粗、精加工兩道工序完成。

3、泡沫塑料模型

由于泡沫塑料模型精度要求低，而且泡沫材質松軟，泡沫塑料模型可采用一次成形的加工方法。

五．數控加工工藝參數的設定

為了生成加工所需的刀具運動軌跡，必須首先弄清楚與此有關的一些概念，并在此基礎上，合理地確定加工工藝參數。

1、刀具

在數控編程中，刀具各部分的幾何參數可用兩個選項來設定。第一選項用來確定刀體類型，包括圓柱形和圓錐形刀具;第二個選項用來確定刀頭類型，包括平頭、球形和圓角。定義刀具幾何形狀的參數包括如下幾項：

(1)刀錐角度：用于定義圓錐刀具的刀具軸線與刀具斜側刃的夾角，用角度表示。當角度為零時，就表示圓柱銑刀。

(2)刀具半徑：對圓柱銑刀而言，指刀具圓柱形工作截面的半徑;對圓錐銑刀而言，指圓錐刀體部分與刀頭相接處的圓的半徑。

(3)圓角半徑：對具有球頭的圓角頭的刀具來說，它是指球的半徑或圓角半徑。

(4)刀具高度：用來表示刀具切削部分的高度值。在生成刀具運動軌跡的編程中，刀具選擇合理與否，關系到零件的加工精度、效率及刀具的使用壽命。刀具應根據被加工零件的幾何形狀特性、材料的機械加工性能、切削余量、現存刀具的規格等進行綜合考慮。

2、切削容差

對曲面的三軸數控加工而言，刀具的運動是通過對3個坐標軸進行線性插補來完成的，這意味著，刀具運動軌跡是由相應的直線段組成。為了確保被加工零件的加工精度，必須根據實際加工要求，由編程人員給定合理的加工容差值。該值表示實際切削軌跡偏離理論軌跡的量。有下列3種定義容差的方式可供編程人員選用:

(1)指定內容差值，它表示可被接受的表面切過量。

(2)指定外容差值，它表示由誤差所產生的剩余材料被留在零件表面上作余量。

(3)同時指定內、外容差值。

3、切削間距

在數控編程中，切削間距的選擇是非常重要的，它關系到被加工零件的精度和加工費用。切削間距小，則加工精度高，鉗工的研修工作量小，但所需加工時間長;切削間距大，則加工精度低，鉗工的研修工作量大，研修后模具型面失真性較大，難以保證模具的加工精度，但所需加工時間短。由此可見，切削間距必須根據加工精度要求及占用數控機床的機時來綜合考慮。對于手工勞動費用昂貴的發達國家來說，切削間距可以選得很小。例如采用直徑為20mm的刀具進行模具表面的數控加工，間距可選為0.5mm，甚至更小一些，此時留在模具表面的手工研修量僅0.005mm左右，只需對模具表面稍加拋光即可。但其數控加工的時間很長，這對數控加工費用相對較昂貴的我國來說，顯然是不合理的。因此，切削間距必須根據國情和廠情來合理地選擇。

六．結束語

近年來，模具制造業在我國迅速發展，汽車模具制造需求量也隨之增加，所以，汽車模具制作是汽車制造的重要階段，希望通過這篇論文的講解，給汽車生產商和制造商有所幫助。

參考文獻

第4篇：數控加工工藝論文范文

【關鍵詞】表面變質層；概述；研究；總結

隨著數控機床的廣泛應用，數控機床加工技術得到不斷完善，雖然齒輪加工技術已經取得了不錯的進步，但是面對齒輪加工精度越來越高的要求。傳統的齒輪切削加工工藝，卻在利用硬度較大或者切削難度較高的材料進行齒輪加工時，表現得捉襟見肘。這就給數控機床齒輪加工提出了一個新的完善方向。

一、概述DK7732機床加工的齒輪工藝

（一）傳統機床齒輪加工工藝的缺陷

傳統齒輪加工工藝，將材料進行逐層處理，實現齒輪加工滿足精度要求的目的。廣泛應用于硬度不大、切削難度不高材料齒輪的加工。主要以滾齒和插齒等為代表。傳統齒輪加工工藝雖然基本上可以滿足大多數精度化齒輪制造的要求，但是針對切削難度較大、硬度較高的材料進行齒輪加工時區表現的捉襟見肘。

（二）DK7732機床加工的齒輪研究的背景

傳統齒輪加工工藝，在進行一些特殊齒輪的加工時，為了達到精度要求，往往要將采取粗加工完成的齒輪，進行淬火處理。但是經過淬火處理的齒輪，雖然達到了精度要求，但是在使用想能方面卻遠遠達不到人們的使用要求。面對傳統齒輪加工工藝所處的尷尬境地，人們于是開始將目光瞄向了對DK7732機床加工的齒輪研究上。

（三）概述DK7732機床加工的齒輪

1.DK7732機床優勢

企業要實現生存發展的目的，就要對企業的生產過程進行有效地財務控制。而財務控制中，對生產過程進行成本控制，是實現企業獲得較高經濟利益的捷徑之一。齒輪加工工藝的改革，之所以會選擇DK7732機床，主要是因為DK7732機床本身不但具有制造成本較低的優勢，而且還兼具加工過程中產生的余量較小的優勢，使其成為完善齒輪加工藝的主要研究對象。

2.概述DK7732機床工作原理

DK7732機床，也被成為火花線切割機床，其歸屬為檔次較低的機床類。我們根據DK7732機床的工作原理特點，還可將其稱作高速走絲電火花線切割機床，之所以這么稱它主要是根據它的工作原理決定的。電火花線切割加工的基本工作原理是利用連續移動的細金屬絲(稱為電極絲)作電極，對工件進行脈沖火花放電蝕除金屬。DK7732機床的電極絲往返運動的周期短，頻率達表現為速度高。DK7732機床電極絲走絲速度，往往在八到十米每秒之間。DK7732機床在加工各種窄縫和微細孔槽方便，表現出加工余量控制良好、加工周期短、加工成本低等優點。雖然DK7732機床在進行齒輪加工時，表現出來很多優勢，但是我們不得不看見的是，走絲度過高，常常導致反向時提供和電極絲抖動的情況發生，這就是DK7732機床加工質量不高的主要原因。

二、基于DK7732機床加工的齒輪表面變質層研究

（一）基于DK7732機床加工的齒輪表面變質層研究背景

雖然DK7732機床，可以根據廠方給出的線切割機床的加工參數，完成多數齒輪產品的加工工作。但是卻不能實現一些對齒輪產品表面有較高要求的加工目的。表面變質層和表面粗糙，是考察點火線切割工件表面質量的主要依據。在進行表面質量考察研究的時候，直觀的表面粗糙測量，因為操作復雜程度不高，所以成為主要研究對象。而針對表面變質層的研究的力度卻不高。

（二）DK7732機床加工的齒輪產生表面變質層的機理

DK7732機床在進行齒輪加工的時候，一些鋼鐵類的工件由于受到高溫作用，而出表面現熔化現象。表面處于熔化階段的鋼鐵類工件，一部分會結晶成高溫鑄造組織，而另一部分則會被工作液排走。結晶成高溫鑄造組織在劇冷的低溫工作液條件下，由于受淬火應力成為淬火組織。表層的高溫也影響了內部金屬，在一定范圍內形成溫度梯度，由外至內分別是：基體金屬、熱影響層、有熔化層，其中熱影響層、有熔化層就是本文討論的表面變質層。

（三）影響DK7732機床加工的齒輪產生表面變質層的因素

1．加工器件本身的因素對DK7732機床加工的齒輪產生表面變質層的影響

經過大量的實驗驗證，還有理論分析我們發現，影響DK7732機床加工的齒輪產生表面變質層的主要因素是，構成加工工件原料的化學成分、加工器件原材料的物理性質等有關，其中加工器件的物理性質主要以散熱性質和傳熱性質為主。

2．加工器件的加工工藝對DK7732機床加工的齒輪產生表面變質層的影響

大量的事實證明，寬度較大的脈沖寬度、較長的放電時間、較大的到哪個脈沖能量、穩定的加工過程的雖然可以在一定程度上提高加工效率。但是表面粗糙的情況和表面變質層的情況均不能達到預期標準。而我們將上面提到的DK7732機床加工參數進行反向處理的時候，器件加工得到的效果截然相反。

（四）表面變質層對DK7732機床加工齒輪質量的影響

1．表面變質層會造成DK7732機床在加工的齒輪的過程中，出現過燒和脫碳情況的產生造成齒輪在加工過程中的缺陷。

2．表面變質層會造成齒輪加工成型后后的性能，出現變化。

3．表面變質層會造成表面缺陷出現在齒輪的使用過程中。

總結

經過對有效提高齒輪加工質量的研究中我們發現：提供充足的冷卻工作液，并提高冷卻的速度是我們提高齒輪加工質量的一個有利方向。同時根據具體情況選擇合適的電參數以及冷卻介質，也是實現提高齒輪加工質量的有效方法。

參考文獻

[1]張成茂.納米復相陶瓷電火花線切割加工特性研究[D].青島科技大學,2007

[2]劉麗娟.核電機組鑄鋼銑削表面完整性試驗研究[D].上海交通大學,2012

第5篇：數控加工工藝論文范文

關鍵詞：液壓支架；加工工藝；缸體加工；礦山開采

中圖分類號：TD35 文獻標識碼：A

眾所周知，液壓支架是我國煤礦企業中采煤工作面所使用的三大配套設備之一 （如圖1所示）， 其作用是用來有效地支撐和控制工作面的頂板， 其目的是安全地保障工人操作及機器運轉，實現雙贏。

據筆者所了解，液壓支架其重量約占綜合采煤設備總重量的80%-90%，其費用約占綜合采煤設備總費用的60%-70%。基于此，一些煤礦企業為了降低自身成本提高采煤的經濟效益，都在積極地開展液壓支架的分析研究。本文結合筆者實際工作及生產實踐 ， 闡述了液壓支架方面的加工工藝，僅供同行參考借鑒。

1 液壓支架加工前準備工作

在完成液壓支架加工工藝之前，首先我們要了解液壓支架的工作原理、功能及工作環境，要逐一理清設計思路和方向，在此基礎上擬定初步設計方案。其次我們要根據設計任務書給定參數和技術要求對支架整體結構設計等要合理，滿足煤礦企業實際生產的要求。同時我們還要考慮的是生產成本要低廉，制造過程要安全。除此之外，我們在設計過程中要按照制定的工作流程，運用各種方法和多門學科知識。在支架各部件設計時，擬定詳細方案，認真分析其功能，明確各個部分的結構。

2 液壓支架的加工工藝

2.1 加工工藝要求。液壓支架的加工工藝我們要統一做到設計簡單合理化。尤其是液壓支架的頂梁設計，設計時候要與頂板的接觸性要好，穩定性要強，能有效支撐頂板。設計底座時要有足夠的空間，有利于安裝立柱、推移裝置，還要有穩定性。 同時在四連桿機構設計時，要通過四連桿機構使支架頂梁前端點的運動軌跡呈近雙紐線，這樣做的目的是提高管理，保證支架的縱向和橫向的穩定。

2.2 選擇好加工工藝。據筆者不完全統計，現在煤礦企業所使用的液壓支架大部分為鑄鍛件。我們試以大立柱缸筒內徑為500mm的液壓支架為例，在設計時候我們使用高強板級別為6.86×106MPa，7.84×106MPa，9.8×106MPa，6.86×106MPa的設計版。而在500mm以上大缸徑油缸內孔精加工的時候最后一道工序我們一般采用滾壓或珩磨兩種工藝。我們知道，珩磨加工的特點是設備通用性強、工裝簡單、加工表面具有交叉網紋，有利于油膜的形成。

2.3 實施加工工藝。在這個加工工藝環節我們選擇以下幾個步驟逐一實施。

2.3.1 缸體的加工。一般地我們根據實際情況選擇帶鋸下料熱處理調質噴丸粗加工熱處理時效精加工這樣的步驟。在內孔加工在深孔鏜床上采用粗鏜、精鏜滾壓復合工藝方面它的精度可達IT9級以上，而內表面粗糙度將會小于Ra0.8。在內孔劃傷和粗糙度不足的情況下采用珩磨工藝，因此我們采用TQ2150、TK2250、T2120等大規格數控深孔鏜床、HTC-3300型數控深孔強力珩磨機、CKF7163、CK6180、CW61100B等設備，來提高大采高等高端液壓支架缸體的加工能力和加工精度。

2.3.2 導向套等盤套類零件的加工。我們選擇粗加工熱處理調質精加工表面鍍Ni—P合金的流程。而在選擇毛坯的時候，最好選用模鍛件，而精加工都在數控機床上加工，它的精確度可達IT8級以上，我們采用一次裝卡，上下刀塔同時加工內、外圓的工藝方法。

3 總結

綜上所述，液壓支架是用來控制采煤工作面礦山壓力的結構物體。在實際工作中要以外載的形式作用在液壓支架上，從而達到工作現場的安全。

經過上面對液壓支架的加工工藝的分析，我們可以得知液壓支架的各支承件合力與頂板作用在液壓支架上的外載合力如果正好在同一條直線上，那么液壓支架對此采面圍巖就很合適，這就達到了我們設計的要求。

總體來說，液壓支架的設計、加工工藝工作是很重要并且是很復雜的。在實際市場中，由于液壓支架的類型很多，其設計工作也是很大的，我們要在實際的生產需要中不斷地更新設計理念和設計方法，通過采用三維 CAD 動態設計等先進的技術開發支架結構分析計算軟件系統，完善結構有限元分析軟件系統及實用化，完善液壓控制系統的設計，加強細節設計。

另一方面我們還要完善標準體系來不斷加強液壓支架設計、加工工藝的科學性合理性。結合實際生產情況，努力研發生產出滿足煤礦企業需要的液壓支架。

參考文獻

[1]姚向豫.液壓支架掩護梁的結構優化設計研究[D].鄭州大學，2011.

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[3]鄧補明，梁文學.液壓支架泄漏故障分析及工作性能的改善[J].北京工業職業技術學院學報，2006（01）.

[4]王恩鵬.我國綜采液壓支架現狀及發展趨勢[A].中國科協2004年學術年會第16分會場論文集[C]，2004.

[5]任錫義.液壓支架整體動態特性仿真分析[D].太原理工大學，2010.

第6篇：數控加工工藝論文范文

論文摘要：對聯接套工件結構及其加工工藝進行了分析，明確其加工難點為斜小孔的加工，針對難點優化加工工藝，設計了電火花成型工裝，并取得了良好的加工效果。

1聯接套結構與工藝分析

聯接套零件圖如圖1所示。根據零件圖紙和技術要求，零件加工精度要求較高，且存在兩方面加工難點：一是該零件材料為316不銹鋼(美國astm標準)，對照國內不銹鋼標準，鋼號為0crl7nil2mo2。這類材料切削性能很差，所需切削力大，刀具與切屑問易產生黏結，加工硬化嚴重。另一方面是與軸線成45。的44mm斜小孔的加工，既要保證斜小孔的位置精度，又要保證45。角度。若采用常規鉆削加工，由于被加工斜小孔位置處在較深的內孔臺階處，必需要用mm的加長鉆；由于4 mnl加長鉆的剛性不足，從而影響鉆削速度，同時容易出現鉆頭折斷、被加工小孔質量不易保證等弊端。

2加工工藝

該套常規加工工藝路線為：粗車——半精車——鉗工加工各小孔——精車(數控車床)——鉗工加工各小孔(包括鉆4ulm斜小孔)。由于4孔vi位于內孔臺階處，鉆孔時必須給鉆頭一個起刀面，因此半精車時必須在內孔臺階處留有45。的內圓錐面。與此同時，為了便于設計鉆夾具，要求一批聯接套的內孔形狀和尺寸在半精車后基本一致。這勢必提高了半精車的難度，同時也增加了數控精車的工作量，從而大大提高了加工成本。

在鉗工加工各小孔的工序中需用兩副鉆孔夾具，其中鉆4 mnl斜d,tl為一副。該夾具既要保證鉆孔的位置和45。角度，還要設計一個用于鉆頭定位導向的鉆套。同時還需要考慮排屑空間、切削液的注入等，夾具結構復雜，設計難度較大，加工操作也不方便。綜上所述，若采用上述常規加工工藝，加工成本較高，夾具成本也高，且加工操作也不方便。經反復分析零件結構特征，設計了現有的加工工藝路線：粗車——半精車——鉗工加工除mm斜sj,~l的其它各小孔——精車——電火花成型加工mm斜小孔。

電火花成型加工屬于一種無切削力的加工方法，具有如下優點：(1)mm斜d,-~l雖處于臺階面的特殊位置，但對加工構不成困難，也不必在半精車時留有45。的內圓錐面作為起刀面，從而大大降低了加工難度；(2)電火花成型加工過程中，電極與工件不直接接觸，所以不存在明顯的機械切削力，因此在加工mm斜小孔時，可避免因刀具剛度太低而折斷，且不會影響工件已加工表面精度及表面質量，故mm斜小孔加工可放在最后加工；(3)電火花成型加工中，電極材料的硬度可以比工件低，對硬度較高、切削性能差的316不銹鋼材料也能很容易地加工。基于上述工藝分析，設計了斜小孔電火花成型加工工裝。

3斜d,~l,9,mm裝設計

mm斜小孔加工工裝如圖2所示，整個工裝設計是建立在其它外形和孔都已加工完畢的基礎上進行的。該工裝主要包括定位盤3、削邊銷、斜支承板2、找正塊4和底板1五個部分。其中定位盤、斜支承板和找正塊的設計是整個設計的關鍵。

3．1定位方法及定位元件設計

根據6點定位規則，采用一面兩孔的定位方法。一面是指114．3mm圓底面，兩孔為+54mfl短內孔和+lo．5itlm光孔。定位元件對工件起定位功能，保證工件在夾具中有正確的加工位置。本工裝中定位元件有定位盤和削邊銷，如圖3所示。定位盤形狀和尺寸主要是依據聯接套定位面尺寸和斜支承板的安裝臺階面尺寸。定位盤底部形狀采用整圓切除的結構，切出的側面與斜支承板的定位臺階面配合。定位盤凸臺部分與聯接套+54mlii內孔配合，凸臺高度為7mm，比+54mm內孔深度小2mn3，中間15millx15mm正方通孔用于找正塊安裝。定位盤材料為45調質鋼，削邊銷西10．5mltl圓柱面與定位盤臺階孔成過渡配合，頭部削成扁平狀，防止工件加工時旋轉。材料為45調質鋼，車削加工成型。

3．2斜支承板設計

斜支承板的設計主要是解決him細深斜孔加工方位的問題。目前常用的電火花成型設備的主軸一般為垂直方向，由于被加工孑l為45。斜孔，于是就設計了帶45。斜面的支承板。45。斜面與定位盤圓底面配合，用3個沉孔螺釘與定位盤聯接，斜支承板下平面與底板之間用4個沉孔螺釘聯接。

3．3找正塊設計

圖4為找正塊零件圖。找正塊是電火花電極的找正元件，為了保證電火花電極的對刀精度，要求找正塊的+1omm對刀孔中心相對15mm兩側面的對稱度不超過0．02mm。通過電極找正可以保證4mm斜小孔的位置精度。mm斜小孔孔徑由電極直徑保證。

3．4底板設計

底板尺寸為15mmx85mm×145mm，材料為q235a，壓緊機構通過底板兩端把整個工裝壓緊在電火花工作臺上。

第7篇：數控加工工藝論文范文

關鍵詞：銑削 內螺紋 工藝 數控程序

一、前言：

隨著公司的不斷發展，我廠加工的大型工件越來越多，這些大型工件中絕大多數都需要加工大直徑內螺紋。利用在數控機床上編寫銑削螺紋的程序，再加上合理的加工工藝，對大直徑內螺紋進行銑削加工就能夠很好地解決上述矛盾，大大提高生產效率。最近我廠加工的連接梁、通敵橫梁以及托圈上的大直徑內螺紋都是采用數控銑削加工的。

二、工藝簡介：

1、加工刀具：

數控銑削內螺紋主要是利用安裝在刀柄上的成形刀片（圖1），在加工好的孔內做螺旋切削運動，即主軸每旋轉一周的同時，進給一個螺距。刀片的主要參數是螺距和齒數，我廠現在主要使用的刀片有：螺距為4mm、齒數為10個和螺距為6mm、齒數為6個的。在加工中必須要使用和螺紋相同螺距的刀片才能夠加工出正確的螺紋來。

圖1

2、加工工序：

⑴鉆孔在要加工螺紋的位置鉆出合適的孔；

⑵鏜孔根據螺紋精度的要求，將鉆好的孔鏜至螺紋小徑要求的尺寸，鏜好后將孔內鐵屑清理干凈；

⑶銑削螺孔根據機床和刀具的切削能力進行多次銑削，銑削時由于鐵屑的擠壓會對刀片造成損壞，所以銑削是由孔內往孔外進行，銑削過程中使用冷卻液或氣嘴往孔內清理，使鐵屑始終在刀片的后面。每加工好一次后都要將孔內鐵屑清理干凈。

⑷檢驗銑削好后，用標準螺栓或絲錐擰入加工好的螺孔，如果可以擰入，則螺紋已加工好；如果無法擰入，可以再加大尺寸進行加工，若仍然無法擰入則需要停止加工，檢查具體原因。

三、數控程序優化：

1、原有程序：

原有程序是由一個主程序和螺孔加工程序構成，主程序循環一次，子程序則循環四次，即主程序加工要完成一個螺紋孔的銑削加工，子程序要分四次走刀進給完成螺紋孔的加工，原程序采用了西門子840D操作系統本身提供的螺紋孔銑削循環―CYCLE90（RTP，RFP，SDIS，DP，DPR，DIATH，KDIAM，PIT，FFR，CDIR，TYPTH，CPA，CPO）。

參數說明：

RTP：返回平面

RFP：參考平面

SDIS：安全距離

DP：最終鉆孔深度（絕對）

DPR：最終鉆孔深度（相對參考平面，不帶符號輸入）

DIATH：螺紋標稱直徑，；螺紋外徑

CDIR：加工方向：2（對于G02）；3（對于G03）

CPA：中心點圓弧（X軸）CPO：中心點圓弧（Y軸）

TYPTH：螺紋類型：0―內螺紋；1―外螺紋

KDIAM：螺紋內徑

FFR；進給率

PIT：螺距

具體程序：

⑴主程序段：

N05G0 G90 G55 X0 Y0 Z50

N10D1 T1

N15S400 M4

N20G0 Z5

N25R1=0

N30AA：R2=（360/16）×R1螺孔的角度位置參數的設置

N35G01 RP=600 AP=R2 F1000 極坐標程序

N40L01子程序的調用

N45R1=R1+1

N50IF R1

N55G0 Z50

N60G0 X0 Y0

N55M5

N60M30

⑵子程序段：L01

N2R3=2

N3CC：R5=5/4+（2×R2-1）/4

N4G0Z-120

N5CYCLE90（10，10，5，120，-120，64，（59+R5），5，500，2，0，

COS（R2×360/16），SIN（R2×360/16） ）系統提供的螺孔銑削循環

N6R3=R3-1

N7IF R3 ＞= 0GOTOCC

N8CYCLE90（10，10，5，120，-120，64，64，5，500，2，0，COS（R2*360/16），SIN（R2×360/16） ） 沒有進給的情況下修光加工

N9 M17

N10RET子程序的返回

2、優化程序：

優化的程序是根據刀具具體的走刀軌跡來編程的，沒有采用西門子840D操作系統本身提供的螺紋孔銑削循環，而且是針對單獨的一個螺紋孔來加工的，而不像原程序那樣將所有孔一次性編好。

具體程序：

N05TRANX X625 Y235將設置的坐標零點偏置到螺孔中心位置

N10G17 G54 M42 M4 S600

N15G90 G0 X0 Y0 Z0 W0

N20R1=90.4 R2=6 R3=50

R4=6 R5=133 R6=133

R7=R1/2-R3/2 R8=R5+50+R2/8

R9=R2×（R4-1.25） R10=TRUNC（R6/R2/R4）

N25G01 Z=-R8 F=3000

N30AA：G91 G01 X=R7/2 Y=-R7/2 F500

N35G03 X=R7/2 Y=R7/2 CR=R7/2 Z=R2/8 F160開始入刀

N40G03 X0 Y0 I=-R7 J0 Z=R2 F160 螺旋切削運動

N45G03 X=-R7/2 Y=R7/2 CR=R7/2 Z=R2/8 F160 開始出刀

N50G01 X=-R7/2 Y=-R7/2 F500

N55G01 Z=R9

N60REPEAT AA P=R10循環銑削下一段螺紋

N65G90 G01 X0 Y0 Z0 F3000

N70M5

N75M30

參數說明：

R1是螺紋直徑參數，第一刀應該是螺紋小徑尺寸加上切削量，每切削一刀改變一次數值，直到完成切削；R2為螺距大小；R3刀具直徑；R4為刀片齒數；R5為螺孔深度；R6為有效螺紋深度；R7為除去刀具半徑后切削時旋轉的半徑；R8為切削時到達螺紋最深處的位置，其中50為安全距離，是Z0到螺孔表面的距離，R2/8是入刀時切削的無效螺紋距離；每次加工時只需要根據加工螺紋的參數來改變R1、R2、R4、R5、R6數值，如果刀柄改變則需要改變R3數值。

四、總結：

通過對現場螺紋加工工藝的分析，掌握了加工螺紋的工藝本質；并對兩種銑削螺紋的加工程序進行了分析，優化后的程序更為簡單直觀，更容易作者所理解掌握。從而可以提高生產率，而且優化后的程序所要更改的數值較為直觀，可以減低加工誤差的產生。

參考文獻：

1、《西門子804D系統高級編程指南》 2006年版

2、《機械加工工藝與訣竅精選》 梁炳文 主編 機械工業出版社 2005年版

第8篇：數控加工工藝論文范文

關鍵詞：數控加工技術；特點；應用

在機械制造業不斷發展的今天，數控加工技術得到了越來越廣泛的應用，并為推動機械制造業的自動化、數字化、快捷化、網絡化發展做出了突出的貢獻。為更好地發揮數控加工技術的優勢，必須提高對數控加工技術的正確認識，并對數控加工技術進行相應的改進與完善。

1數控加工技術的特點

1.1數控加工技術的產生背景

在科學技術日益進步的背景下，機械制造業生產產品的復雜性逐漸加大，基于這樣的原因，對產品生產效率、生產質量的要求也在日益提高。信息技術、計算機、軍工、汽車制造、微電子以及航空航天等諸多行業中，各種零部件的結構改型頻繁、形狀復雜各異，基于這樣的原因，傳統機械制造業中零部件加工難度大、精度高、生產效率低、質量差的問題逐漸暴露出來[1]。為有效解決這些問題，數控加工技術這一以機械加工過程的智能化、自動化為主要手段的技術應運而生，并迅速得到了廣泛的應用。

1.2數控加工技術的內涵

數控加工技術是一種應用十分廣泛的現代化加工手段，其綜合應用了精密機械、自動檢測、自動控制以及計算機等高新技術。數控加工技術是在加工機床上利用數字化控制系統完成對整個零部件的加工[2]。也就是說，數控加工技術是，在數控機床上加工零件的一種工藝技術，同時，其在現代化機械制造技術中占據著基礎性的地位。通過數控加工技術的有效應用，可以完成以往很難甚至無法進行的曲面零部件的加工，同時，其在加工準度、精度上均較為理想。數控加工技術在機械制造業中的廣泛應用，使得傳統普通機械逐漸被數控機械替代，從而給傳統制造業造成了巨大的沖擊與革命性的挑戰。這樣的背景下，數控加工技術的普及程度與水平，已成為一個國家機械制造業發展水平與發展程度的標志，也是一個國家工業現代化水平、綜合國力與競爭力的重要衡量指標。

1.3數控加工設備的工作原理

隨著計算機技術的迅速發展，以計算機、電子設備為主的數控加工設備得到了一定的改進與優化，從而在很大程度上推動著數控加工設備的通用化、系列化、標準化發展。通常情況下，數控機床主要由機床本體、輔助控制裝置、伺服驅動及位置檢測、數控裝置、輸入裝置、程序載體、程序編制等部分組成。數控裝置是數控機床的核心部分，其工作原理如下：數控裝置接受輸入裝置輸送或者是在內部存儲器中取出一段或多段數控加工程序，并經過邏輯電路進行編譯、運算、邏輯處理，最后輸出各種控制指令、信息，對機床各部分的工作進行控制，使機床各部分能夠按照規定進行動作與有序運動。

1.4數控加工設備的編程

與普通加工機床相比較而言，數控加工設備存在著很大的不同，原因在于，執行各項功能的時候，數控加工設備必須完全接受數控裝置程序的控制。也就是說，數字加工設備必須在計算機程序有效控制之下來進行運作。基于這樣的原因，數控加工系統是否能夠得到有效運用，主要取決于程序設計是否合理，只有保證編程程序切實有效、科學合理，才能有效控制數控機床進行自動化加工。一般情況下，數控加工設備的編程內容主要包括：第一，全面了解整個零件的設計圖紙，特別是要注意曲線交點、圓心以及基本坐標點等基本數據。參考零件圖中點、線、面之間的相互關系，來進行坐標轉換或者是構建方程，從而為有效實施數控系統編程奠定良好的基礎；第二，細致地分析整個數控加工系統的具體操作，制定有針對性的加工工藝流程[3]；第三，結合計算機特點、數控加工系統的具體狀況，來編制數控系統程序，同時，也要保證所編制的程序能夠得到合理、有效的應用；第四，確定機床各部分移動軌跡的數學關系。

2數控加工技術的應用

2.1數控加工技術的應用范圍

數控加工技術的通用性、適應性相對較強，加工精度較高、加工質量也比較穩定，因此，具有經濟效益好、生產效率高的優勢特征。因為數控加工技術能夠進行復雜生產，也可以改善工作條件、減輕勞動強度，有利于提高生產率，所以，對數字加工技術進行合理選擇、有效應用，不僅能夠提高企業的競爭力，還可以大大提高經濟效益。數控機床是高度自動化的一種機床，也是實際生產中數控加工技術的一種具體運用，相比較于傳統的普通機床，數控機床有著諸多優勢，因此，數控機床得到了越來越廣泛的應用。但是，數控機床也是一種高度機電一體化的產品，制作成本、技術含量均比較高，因此，操作難度較大、對操作人員技能水平的要求較高、后續保養維護與維修費用較高[4]。這樣的前提下，站在經濟角度上，數控機床通常情況下主要適用于對以下幾種零件進行加工：小批量、多品種零件；需要最小周期生產的一些急需零件；不允許報廢、價格昂貴的關鍵零件；需要頻繁進行改型的特殊零件；精度要求較高、結構比較復雜的精密零件等。

2.2數控加工與數控編程的應用流程

機械制造業中所應用的數控加工技術包括數控機床加工以及數控編程兩種，其中，零件加工編程質量的優劣，直接決定著產品的實際生產質量，因此，必須加強對數控編程技術的重視。首先，數控機床加工的流程如下：生產者根據零件設計圖中的要求來進行加工，對于設計圖中的一些標準與標注，必須如實反映在零件加工過程中。對于數控加工程序來說，主要是通過把加工的具體尺寸轉化為數字代碼，以完成加工參數的轉變、零件加工工藝，NC系統根據數字內容，來完成零件加工數控命令以及相應的輔助，從而高效完成零件的加工。其次，數控編程也被稱為編制零件數控加工程序，指的是通過參考被加工零件的技術工藝以及圖紙，根據規定的格式、數控系統中的指令，來編制成加工程序文件的這一過程。數控加工程序的科學編程，是生產出高質量零件的前提保障，也是提升整體合格率的有效措施。準確掌握數控加工設備的所有功能，從而實現對數控加工設備的有效利用，有利于降低使用數控加工設備的危險性，讓工作人員能夠更加安全地進行操作。一般情況下，數控編程主要由5個部分組成：分析零件圖樣；對零件相關技術參數進行數字化處理；零件工藝處理、編程單的編程；輸入數控編程；檢驗數控程序[5]。為了做好數控編程，必須切實掌握、正確認識加工零件圖紙中的具體要求，并要全面了解圖紙中的相關工藝要求，同時也要選擇科學、合理的加工方案，盡可能地實現質量、經濟性兩者之間的平衡；應根據提前制定的加工工藝來處理加工順序、加工路線，熟練掌握具體的加工刀具、加工參數；盡可能地實現數控加工設備效果的最大化，也要盡量減少換刀次數，來提高數控生產效率。

3結語

綜上所述，進一步認識數控加工技術的特點、熟悉數控加工技術的應用范圍，有利于實現數控加工技術的有效應用，也有利于提高數控加工的有效性與準確性。在科學技術不斷進步的時代背景下，相信未來數控加工技術會得到不斷的改進與完善，為推動石油化工裝備和機械制造的發展做出更好的貢獻。

作者:張金東 單位:中信戴卡股份有限公司

參考文獻：

[1]陳震.淺析數控加工技術在模具制造中的應用[J].科技展望,2015,(20):168.

[2]李俊男,趙強.數控技術在機械加工技術中的應用研究[J].科技經濟市場,2015,(04):17.

[3]崔祥友.淺析機械加工中數控技術的應用[J].科技經濟市場,2015,(03):16.

第9篇：數控加工工藝論文范文

【關鍵詞】u型鋼；模段壓制；輥彎成型；彎曲回彈

u-shaped steel support processing technology through hand or roller bend forming machine

dengqiuxia niu wei-li

（henan wanhe-machinery co.，ltd， henan xinmi 452371）

abstract：briefly introduce the bend spring-back phenomenon during pressing process of u-shaped steel. illustrate the advantages and disadvantages of artificial mold pressing and roller bend forming pressing through comparison between above two kinds of manufacturing methods. finally， put forward the development trend of u-shaped steel support forming process.

key works：u-shaped steel； mold pressing； roller bend forming； spring-back

引言

目前國內u型鋼拱形可縮性支架生產制造主要以人工模段壓制和半自動輥彎成形壓制為主，這兩種加工工藝相對國外來說比較落后，存在著加工效率低、制作精度不高、人工勞動強度大、生產安全性差等缺點。隨著近階段我國科技迅速發展，全自動數控u型鋼支架輥彎成形壓制工藝將會成為今后u型鋼支架制造的發展方向。

1、u型鋼彎曲回彈現象

u型鋼的截面比較復雜，無論在輥彎成型或模壓彎曲成型中，都必須配備與u型鋼截面相符合的模具，否則在彎曲時就會形成扭轉變形、較大斜彎曲、腹板與緣條錯動、收邊型材腹板失穩起皺、剖面角度改變等缺陷。

u型鋼在彎曲壓制過程中，其橫刨面上不但存在彈性變形區，而且還存在塑性變形區，此外，在塑性變形區內u型鋼的變形中也包含著彈性變形，因此，當彎曲力矩卸載之后，u型鋼的彎曲半徑比卸載前增大，而彎角減小，這就是回彈現象，如下圖1所示。

回彈現象直接影響u型鋼彎曲生產加工工藝，它所造成的后果是降低u型鋼支架的加工精度及質量，使u型鋼支架裝配性能差，并可產生過大的殘余應力，從而影響u型鋼支架在使用中的可靠性。要使u型鋼輥壓件的形狀及尺寸達到生產要求，就必須使輥壓模具的形狀和尺寸與u型鋼支架要求的尺寸和形狀產生一定的偏離余量，這個偏離余量程度就取決于u型鋼回彈量的大小及分布情況。

2、人工模段壓制

人工模段壓制u型鋼成形多采用模版對照、邊對邊壓的逐段模壓成形，如圖2所示。

2.1人工模段壓制成形過程

人工模段壓制時，采用人工進給料，通過上、下模具壓制彎曲，成形過程分割為有限個近似的曲率半徑，分段壓制平滑過渡而成。

2.2人工模段壓制優缺點

人工模段壓制成形的生產工藝比較落后，主要存在以下幾個方面的缺點：①由于u型鋼支架的腿和梁都比較長，在模壓成型機上不可能一次成形，只能分段壓制，這樣容易造成曲率不均勻，嚴重時邊緣會出現明顯的折痕加工缺陷，而且附加應力大，質量很難保證；②由于支架種類很多，曲率半徑設計參數幾乎不同，因此，模具用量很大，使得模具設計制造困難，生產成本高；③采用人工上下料，工人勞動強度大，生產安全隱患高，生產效率比較低。

雖然人工模段壓制存在一些不足，但是當u型鋼彎曲半徑要求很小時（r≤1100mm），輥壓成型機是無法壓制成形的。而人工模壓可以壓制u型鋼曲率半徑允許范圍內的任意彎曲半徑，并且當u型鋼支架出現缺陷時可以二次修復。

3、輥彎成型機壓制

3.1輥彎成型機原理

輥壓成型工藝設備是目前u型鋼支架成型的發展方向，側輥擺動式4輥彎原理見圖3.1所示，該輥彎成型機采用液壓傳動，連續輥彎方式，3、4輥可繞1輥軸心鋼性擺動，輥壓后直線長度≤80mm，生產效率相對較高。

3.2輥彎成形過程

輥彎壓制成形過程可分為兩個階段，如圖3.2所示輥彎過程受力分析。

第一階段屬于連續加載彎曲，u型鋼從彈性彎曲開始，隨著材料接近于第四側輥時彎矩愈大，逐步進入塑性彎曲。第二階段屬于連續卸載回彈，處于左、右輥輪與主輥輪之間的型材相當于中部承受上輥輪施加集中載荷的簡支梁。上、下輥輪垂直中心線處彎矩最大。由此可以見，型材沿長度方向任何微段的材料進入上、

輥輪處時彎曲變形程度最大，零件回彈后的曲率半徑決定于進入此處的曲率以及隨后的回彈量。

3.3輥彎成型機壓制優缺點

①梁、腿在輥壓成形中可以定長下料，一次進料，自動成型，但無法二次修復。

②曲率比較均勻，附加應力小。

③靠幾組壓輥旋轉壓制，不需要多余的模具。

④u型鋼兩端直線段長度無法消除。

⑤彎曲半徑受到限制r≥1100mm。

4、結束語

現階段國內u型鋼支架的生產過程主要是以人工放樣、手動操作、手動調整加工參數。由于u型鋼回彈現象的存在，輥彎成形工藝的數學和力學模型比較復雜，國內在該領域的研究起步較晚，使得u型鋼支架制作的精度和工作效率很低。

隨著礦井深度和巷道斷面的不斷增大，提高u型鋼支架的承載能力，加大巷道的支護強度，成為煤炭行業愈來愈重要的問題，這就要求必須提高u型鋼支架的制作和裝配精度，減小裝配殘余用力，因此，研究u型鋼回彈實驗，統計回彈數值規律，建立加工參數與回彈變形量的數據庫，開發全自動數控u型鋼輥彎成型機數控程序，成為今后u型鋼拱形支架成型發展的主要方向。