加工路线

加工路线（精选六篇）

加工路线篇1

在CAPP系统中, 工艺加工路线决策涉及到的影响因素很多, 需要对众多因素进行综合考虑, 同时多因素问题往往又具有不确定性和模糊性。而模糊综合评判研究的主要对象是多因素问题, 即通过给定问题的评判准则和因素信息, 经过各种模糊化处理和变换后对模糊问题进行的一种评判方法。综上所述, 本文提出了基于模糊综合评判的工艺加工路线决策方法, 在加工零件具有多工艺加工路线的情况下, 对可选的工艺加工方案进行综合评判, 对零件的工艺加工路线进行决策, 实现CAPP系统的工艺决策智能化目标[1]。

1 模糊数学的基本概念

1.1 模糊映射

设讨论的问题全体称为论域, 记为X (28) {x}。设A, B是论域X上的两个集合, 对于每一个xA都有某个对应法则f来唯一确定一个yB, 则称这个规则f是A到B的一个映射[2]。记作:f:AB。其中, A为映射f的定义域, B为值域, y叫做x的象, 即y=f (x) , x叫做y的原象。

1.2 模糊集合和隶属度

设讨论问题的全体称为论域, 记为X={x}。对于任意的x属于X, 给定以下映射[3]:

则称集合A=为X上的模糊集合, 为x对模糊集合A的隶属函数。在闭区间[0, 1]上的取值, 称为x属于模糊集合A的隶属度[4]。隶属度的值越接近于0, 则x属于模糊集合A的可能性就越小, 反之, 如果越接近于1, 则x属于模糊集合的概率就越大。就好比余弦曲线可以使用余弦函数来准确的描述一样, 隶属函数也具有准确描述元素对模糊集合的隶属性的功能。

1.3 二元模糊关系

设有X, Y两个论域, 在上的模糊子集R称为X与Y之间的模糊关系, 表示R的隶属函数。

1.4 模糊互补矩阵和模糊一致矩阵

设模糊矩阵R= (rij) m´m, 若有rij+rji=1, 则称矩阵R为模糊互补矩阵。

设模糊互补矩阵R= (rij) mm, 若对任意的k都有

则称矩阵R为模糊一致矩阵。

模糊一致矩阵R表示了有限论域U={m1, m2, …, mm}上的模糊一致关系R, 即rij=R (i, j) 。

2 模糊综合评判的数学模型

以对评判对象有影响的各种因素的元素所组成的集合称为评价因素集, 设用Y={y1, y2, …, y n}表示。评判对象是指工艺加工路线集、加工方法集、设备能力集等, 用X={x 1, x 2, …, x m}来表示。建立Y到X的模糊映射[6]:

由f可以推导出模糊关系R=[r ij]nm, R称为评判矩阵。隶属度rij表示评价对象xj在评价因素iy上的评价指数。

若评判因素的权重集为W={w 1, w2, …, wn}, 则模糊综合评判集为:

式中:

bi为模糊综合评判指标, 即综合考虑所有影响因素时对ix的隶属程度。

因此, 基于模糊综合评判的工艺加工路线决策的数学模型可以描述为:在多条零件的工艺加工路线集X中, 通过建立模糊综合评判集B, 根据模糊识别的最大隶属原则, 选择ib为最大值所对应的工艺路线为最优的工艺加工路线Xi。

3 基于模糊综合评判的工艺路线决策策略

3.1 确定评判对象集

在CAPP系统的工艺决策中, 按照某种推理决策后形成多个工艺加工方案, 然后在备选的工艺加工方案中根据某种优化方法对方案进行优化, 给出最优的工艺加工方案。因此, 评判对象集就是备选的工艺加工方案集X, 即X={x 1, x 2, …, x m}。

3.2 建立因素集

因素集中的各因素可以是确定性的, 也可以是不确定性的。在选取评判对象的因素集时, 最主要的是要抓住主要因素进行考虑。因素集用Y={y 1, y 2, (43) , y n}来表示。

3.3 确定权重集

由于各个因素对评判的影响是不相同的, 因此, 各因素在评判过程中所占的权重也就各不相同了。为了合理反映出各因素在评判中的不同重要程度, 需要对各个因素赋予相应的权重iw, 通过归一化后得到各因素对应的权重集W={w 1, w2, …, wn}。求解权重的方法有很多种, 根据本系统的实际情况, 将采用模糊一致矩阵法来求解各因素的权重, 具体方法如下[7]:

1) 根据因素集Y=y 1, y 2, …, y n}建立模糊优先关系矩阵F=[f ij]n´n, 其中fij+fji=1, F是模糊互补矩阵。

2) 将F变换成模糊一致矩阵使得

3) 根据方根法并进行归一化得到权重集。

3.4 建立评价集

以评判者对评判对象可能作出定性的或者定量的评价结果为组成元素的集合称为评价集, 用V={v 1, v 2, …, v m}来表示。评价集是个普通的集合, 可以表示某个因素对每个对象的评语。

3.5 构造评判矩阵

设是指某一个评判对象按第i个因素进行评判时对评价集中第j个评价元素vj的隶属度, 则可以用模糊子集来表示第i个因素iy评判的结果, 即

同时, 可以得出上式也是Y到V的一个模糊映射f, 又由于存在着n个影响因素, 故可以得出一个总的评判矩阵R, 即:

3.6 定量指标和定性指标的隶属度

一般而言, 评价指标可以分为两大类:定量指标和定性指标。定量指标又可分为效益型和成本型两种。定性指标可以划分为7个级别, 即V={很差、差、较差、一般、较好、好、很好}, 同时要给出每个专家对每个指标的评语。专家集用E={E 1, E2, …, Ep, …}来表示。

3.6.1 定量指标的隶属度

对于成本型指标, 最大隶属度对应着最小的定量指标;对于效益型指标, 最大隶属度对应着最大的定量指标值。假设第j个方案的第i个指标的定量值用vij来表示, 则第j个方案的第i个指标的隶属度rij为:

3.6.2 定性指标的隶属度

定性指标的隶属度可以采用如下方法:对于第p个专家的第q个评语取值为0.9, 第q-1和q+1个评语取值为0.5, 第q-2和q+2个评语取值为0.2, 其他都取值为0.1, 忽略不在有效范围内的编号[8]。所以, 设第p个专家对方案j的某一定性指标评价集为:

根据各专家的权重:

则可以推出方案j的第i个指标的评价子集元素:

因此, 则有:

3.7 计算决策集

当已知权重集W和评判矩阵R时, 可以构造出综合模糊评判的决策集B, 即:

式中:

bi为模糊综合评判指标, 即综合考虑所有影响因素时对ix的隶属程度。

B既是iY的评判结果, 同时也是Y的所有因素的综合评判结果。B的算子模型采用模型即:

3.8 模糊评判

本文采用最大隶属度法[9]来确定评价指标ib, 即12max (, , , ) imb=b b…b为最优的模糊综合评判结果。在实际应用中, 如果评判时考虑的角度不一样, 处理的问题不一样, 那么评判的结果也是不一样的。因此, 当实际的指标发生变化时, 我们需要根据具体的实际情况对指标权重进行合理的设置。

4 系统实例应用

已知一轴类零件, 如图1所示, 经过实例推理后得到加工此零件的工艺方案一共有3种方案, 各方案过程如表1所示。

1) 零件加工方案集为:

X (28) (X1, X2, X3)

2) 零件加工方案指标因素集Y

为了能够更加合理的评价加工方案的优劣性, 本例将加工方案的因素集分为两个层次, 第一层次由10个因素构成, 即Y (1) ={y1, y2, …, y10}, 第二层次由3个因素组成, 即Y (2) ={Y1, Y2, Y3}={生产成本, 生产效率, 产品质量}。具体各因素的评价指标如表2和图2所示。

3) 计算各因素的权重W

根据模糊一致矩阵法分别求得第一层次Y (1) 中各因素的权重分别为:

同理, 求得第二层次Y (2) 中各因素的权重是:

4) 构造评价矩阵R

根据定量指标隶属度和定性指标隶属度的计算公式, 分别构造出3个评判矩阵:

5) 计算一级决策集

依据权重集W1 (1) W2 (1) W3 (1) 和评判矩阵R1R2R3进行计算, 并利用模型M (, ) , 则有:

6) 计算二级决策集

由一级决策的B1、B2、B3构造出二级决策的评判矩阵R, 即

系统经过以上计算步骤后, 根据最大隶属度法输出最优的工艺方案, 如图3所示。

由图3的运行结果可知, 工艺加工路线2是最优加工方案, 此工艺加工方案能够提高加工的自动化程度, 降低了加工时间, 提高了加工效率, 符合实际的加工要求, 其工艺加工路线如表3所示。

5 结论

本文研究了CAPP系统中工艺决策模块, 提出了基于模糊综合评判的工艺加工路线方法, 大大提高了工艺决策的通用化和智能化, 为探索CAPP系统中工艺决策难题进行了有益的尝试。

参考文献

[1]曾盛绰, 韦勇福, 马俊燕, 等.基于约束矩阵与遗传算法的工艺加工顺序决策研究[J].机械设计与制造, 2012, 7:205-207.

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[5]Liu Huawen.Multi-Criteria Decision Making and ReasoningMethods in an Intuitionistic Fuzzy or Interval-ValuedFuzzy Environment[D].Jinan:Shandong UniversityDoctoral Dissertation, 2005.

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[7]草沪.实用模糊数学[M].北京:科学技术文献出版社, 1989.

[8]刘保华, 乔爱科.CAPP系统类型及关键技术研究[J].机械设计与制造, 2009, 8.

乳品加工业科技创新路线图探究论文篇2

1.1乳品加工业品类分析

我国现阶段被消费者广泛接受的乳品大类品种为：液态奶（包括常温奶和鲜奶）、酸奶及配方奶粉，下面对各类别分别进行分析。

1.1.1液态奶在液态奶方面，普通品类已无法满足消费者的要求，于是近年来，大型乳品企业纷纷开始推出高端奶产品，且竞争趋激烈。“枸杞奶”、“白金木糖”、“植物甾醇”等健康概念相关高端奶的推出，说明人们已越来越注重养生，而消费者也逐渐熟知膳食纤维、不饱和脂肪酸、植物蛋白、微量元素和矿物质等营养成分的重要性，因而生产出更多养生类的功能性液态奶制品将是一个发展方向。

1.1.2酸奶原味型酸奶甜度不够，水果型及调配型酸奶通过丰富口味及增加甜度来满足不同消费者需求。在健康方面，也可与谷物、水果、蔬菜、矿物质、维生素进行组合，使酸奶品种更丰富多样。此外，还可以发展新品种，如易保存的脱乳清酸奶、与冰淇淋口味相似的冷冻酸奶、粉末形式生产的酸奶粉等。对于目前各国都还在继续研究的生物酸奶，豆奶酸奶等，我国也需要对其进行深入研究及推广。在菌种方面，各国研发人员正致力于研发出能在人体肠道内存活且具有免疫调节作用的菌种，以及一些特殊的，如产香性能的菌种。

1.1.3奶粉奶粉方面，最重要的是质量安全问题。在经过三聚氰胺事件后，消费者对国产婴幼儿奶粉质量产生了怀疑，导致一些洋品牌奶粉在我国销量直线上升。20xx年奶粉全年进口量达到44.95万t，同比增长8.57%，进口额达16.45亿美元，同比增加18.54%[3]。因而现在对于婴幼儿奶粉产品，我国企业首先要做的是保证产品质量，重塑消费者信心，在此基础上再发展其他品种。对于中老年配方奶粉，应加大宣传以加强消费者对其认识程度，添加和强化日常所需要的营养元素，使其更适合中老年人身体健康要求。

1.1.4其他乳制品对于其他乳制品的品种，大致可分为两大类，一类是受我国消费者消费习惯的影响而一直没有被重视的奶酪制品；另一类是特殊乳制品，如针对肥胖者的特殊乳制品，针对运动员的乳制品，或其他乳清类、免疫乳制品等。奶酪的营养很丰富，蛋白质含量达到25%左右，钙可达1.2%，但由于受我国消费习惯的影响一直没有被消费者重视。乳清是生产奶酪中产生的副产品，其含有的成分乳糖、乳清蛋白及其他微量等，非常有营养价值。乳清蛋白是目前市场上营养价值最高的蛋白质产品，可以帮助运动员迅速的恢复体力，也可以调节婴儿奶粉中酪蛋白和乳清蛋白的比例，使其更接近母乳。从乳品品类长远发展来看，在发展奶酪制品基础上，应对其副产物乳清同时进行深入的研究，以创新出更多的品类，满足不同消费者的要求。免疫乳是指哺乳动物选择性地接种一些外来抗原，刺激机体产生免疫应答，分泌特异性的抗体或免疫球蛋白进入乳中[4]。国外研究机构对乳牛接种细菌抗原，制成含有大量的抗体和抗炎症因子乳粉。

1.2乳品消费区域分析

根据20xx年《中国奶业年鉴》的数据[2]，20xx~20xx年各地区城镇居民家庭平均每人全年消费性支出中对奶及奶制品的支出费用及排名情况如表1所示。根据表中的数据可以看到，这三年始终排在前四位的是上海、北京、西藏、安徽。上海、北京是国际性的大都市，生活水平高，因而对乳制品的消费水平也高。西藏地区奶牛的养殖业较发达，当地居民的饮食习惯也偏向食用奶油等乳制品，因此对乳品的消费量也大。安徽省的现代牧业集团是蒙牛奶源最重要的供应地之一，因而该地的消费乳品支出排在前面也是合理的。消费量较低的地区主要是黑龙江、湖南、吉林、云南等地，因而在进行区域发展的规划时，应引导乳品加工企业有意识的向这些省份开拓市场。进行区域发展规划的总体思路即为，对原来消费量较高的地区，因其经济水平也相对较好，因而可以发展高端奶，并丰富产品品种，满足消费者的需求，稳固并逐步增加其销量；对于中等消费地区，重点应加大宣传，进一步提高消费量；对消费量较低的地区，按当地文化消费习惯、自然条件、经济条件三方面划分归类，针对不同的地域特点进行路线图的设计。如对于湖南等在消费习惯上不适应乳制品的地区，企业应加大对乳品作用的宣传，可先对容易接受新事物的青年多进行宣传，以不同口味、独特的包装吸引青年消费者，以此逐渐打开市场。黑龙江、吉林等东北地区，由于与主产品生产地的距离较远，导致外地乳品进入较难。对于这种情况，企业可采取与当地小型乳品企业合作，逐渐找开该地的消费市场。对经济不发达地区，如云南，乳品企业可有针对性的改变包装大小，进行小包装低价格的方式来扩大销售量。

1.3乳品加工关键技术分析

乳制品生产加工的关键技术大致包括：原料乳的检测、杀菌、浓缩、干燥等，下面结合国内外情况分别对其进行分析。

1)对于检测技术，因对乳品加工行业来讲，产品质量安全是企业的命脉，故乳品行业要求十分严格。但对原料乳中一些含量极少、但影响大的物质检测可能需要一些特定的技术手段，我国应进一步引进并研究生物传感器、超声波技术、高效毛细管电泳分析技术等，以提高检测水平。

2)对于杀菌技术，我国目前采用是热杀菌，主要是巴氏杀菌和超高温杀菌技术。一些发达国家应用在生产领域的冷杀菌技术，既可保持乳品中功能成分的生理活性，也能很好的保持乳中色、香、味，具体有高压杀菌技术、超声波杀菌技术、微波杀菌、电场杀菌、磁力杀菌、辐射杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌等。高压杀菌技术独特新颖，而且简单而易操作，是近年发展起来的一种新型杀菌技术，目前还处于试验研究阶段。微波杀菌相对于传统加热方式而言，引起营养物质损失程度较少，对食物的风味影响也较小。但如果加热时间不充足、温度不均匀，可能导致杀菌不彻底，如何解决这一问题需进一步探讨的。电场杀菌现用于延长面包、牛奶、橙汁、啤酒等产品的保质期，但其对微生物作用机理还没有十分明确，成本也比较高，所以还没有进入到商业应用阶段。我国乳品企业应不断探索引进新型杀菌技术，以更好的保存乳制品营养成分，满足消费者对健康的更高要求。

3)对于浓缩技术，现在普遍使用真空浓缩。真空浓缩的设备方面有缺陷：单效式浓缩设备结构简单，制造方便，生产能力大，但管子较长，清洗不太方便；双效式浓缩设备由于二次蒸汽能够加以利用，降低了能耗，但其设备结构较复杂，要求较高操作和管理水平。现在发展的浓缩新技术有超滤反渗透技技术、冷冻浓缩技术等。超滤可以从溶液中分离高分子和微粒，反渗透可以除水，冷冻浓缩是基于冰与水溶液之间的固液平衡原理将水以固态方式从溶液中去除。这两种方法的耗能比真空浓缩蒸发少。但设备成本和保养费较高且不易操作。我国乳品企业需要深入研究并开发浓缩新技术，兼顾能耗和可操作性。

4)对于干燥技术，目前国内乳粉生产普遍采用加热干燥法，即喷雾干燥法。但喷雾干燥法所需空间大，一次性投资大，热效率低，喷雾干燥塔内壁粘有的乳粉，时间长会影响成品的溶解性能，而且清除困难。冷冻干燥因蛋白质不会受到损害，对乳粉质量更加有利，但因其能耗太高而未被广泛应用。对于已有方法的缺陷及新方法的不足，都是可进行进一步研究的方向，以切实解决乳品加工生产中的技术难题。

5)应用于生产特定的乳品品种的其他一些先进技术。如膜分离技术中的反渗析技术应用于浓缩乳清，超滤技术应用于蛋白质浓缩、分离以及提纯等，生物技术中的基因工程、酶工程、发酵工程等应用于生产免疫乳，微胶囊技术应用于生产功能性乳品等。其中膜技术在国外发达国家已成功地应用于乳品生产中，用来浓缩牛奶、分离乳清固型物等。微胶囊技术是将物料包埋或封存在微型胶囊中，使其成为一种固体微粒产品的技术，这样能够使被包裹的物料与外界环境隔绝，防止营养物质的破坏与损失，最大限度地保持其原有的色香味和生物活性[5]。我国乳品企业需要引入并进一步完善相关技术，推进特定乳制品的生产。

1.4乳品加工设备分析

先进的设备不仅能够生产优质的乳品、节约能源、降低劳动强度，而且与企业的科技创新，新技术的应用，新产品的生产有着密不可分的.关系[6]。我国乳品加工流程中原料乳预处理、杀菌、浓缩、干燥及包装等诸多关键环节的设备大多还是依赖于进口，这增加了乳品企业的负担。

1)在原料乳检测设备方面，我国自动检测仪器、乳制品在线检测设备等方面的研究才刚刚起步，现有的快速检测设备大部分是从国外进口，价格昂贵，应用受限。

2)在原料乳净化设备方面，目前多采用分体设备分别完成对乳的分离、净乳、标准化，但这耗费时间较长，因而应研究生产出性能稳定的一体化处理设备，提高生产率。

3)在原料乳预处理的均质机设备方面，我国均质机种类较多，也被大多乳品企业广泛使用，但设备稳定性方面与国外的还有一定的差距，有待提高。4)在高温杀菌设备方面，因为常温奶是我国乳品消费的主要品种，因而对于高温杀菌设备需求量也相对较大。但在这方面，我国乳品企业基本上都是引进外国整套的生产线。虽然国内企业也研发无菌生产设备，但质量和性能方面都存在一定的问题。

5)在乳粉生产所需浓缩设备方面，真空浓缩设备的形式较多，按加热蒸汽被利用的次数有单效浓缩设备、多效浓缩备、带热泵的浓缩设备等。蒸发器效数多，可节约蒸汽，降低能耗。在国外一些发达国家，真空浓缩所使用的蒸发器的效数已可达到七效，最新研发的闪蒸设备更是可以更大程度的节约能源、降低成本，提高产品质量。但目前在我国多采用的是多为单效和双效的蒸发器。

6)在乳粉生产过程中干燥环节所需喷雾设备方面，国产一段干燥设备较多，但二次干燥设备和速溶喷雾设备，与国际水平还有一定的差距，可作为以后研发重点。

7)在奶酪加工生产设备方面，由于我国奶酪生产很少，所以相关国产设备基本还是空白，加快奶酪设备的研究对生产奶酪制品也有重要的推动作用。

加工路线篇3

关键词：数控车实训加工路线换刀点

学生在数控车实训过程中，为了更好地实现高效加工，必须进行合理地编制加工程序。为了进一步提高加工效率，学生在编程过程中要综合考虑刀具进给路线的选择，以及合理确定换刀点位置，以确保安全的情况下缩短换刀时间，从而提高实训项目的加工效率。

一、合理确定进给路线

在数控车实训教学中，学生通过粗车—半精车—精车的加工顺序，来逐步提高实训项目的加工精度。粗车是为了将工件表面上的大部分加工余量在较短的时间内加工完成，一方面是为了提高金属切除率，另一方面是为了使精车的加工余量更加均匀。此实训环节主要是让学生将所编制的加工程序能达到减少循环走刀次数，提高加工效率的目的，学生在对实训项目编程时应合理选择其走刀方式。在轴套类零件加工时，尽量选择轴向走刀、径向进刀的走刀路线，加工盘类零件时，尽量选择径向走刀、轴向进刀的走刀路线。

在实际车削加工中，为进一步提高加工效率，尽量缩短进给路线，减少加工时间。在保证加工安全的情况下，要合理地选择进刀点，避免空行程走刀路线的产生。

二、合理选择退刀路线

学生在零件车削加工过程中，为了确保刀具与工件发生碰撞，也要合理选择退刀路线。当零件切削加工结束后，刀具都是以G00快速移动方式返回到刀具的起始位置的。学生在选择退刀路线时应考虑以下两个方面：其一，保证加工安全，避免刀具在退刀过程中与工件发生碰撞；其二，缩短退刀时间，使刀具退刀的路线短，提高加工效率。

在数控车削实训过程中，由于每个实训项目所要加工的部位各不相同，所以退刀路线也随之不同。数控车床通常选用以下三种退刀路线。

1.X轴、Z轴联动退刀路线

X轴、Z轴联动退刀路线，如图1所示。此种退刀路线行程短，这种退刀方式适合于加工圆柱表面时的退刀。学生在选用这种退刀方式时应注意，如果车削阶梯轴时，刀具应车出阶台部分后再进行退刀。

2.先X轴，后Z轴退刀路线

先X轴，后Y轴退刀路线，如图2所示。是指刀具先沿经X轴向退刀后，到达指定位置时再沿Z轴向退刀。此种退刀方式多应用于为外轮廓的切槽加工时的退刀。学生在编辑加工程序时，一定要注意要将切刀退出槽外后再进行Z轴退刀。

3.先Z轴，后X轴退刀路线

先Z轴，后X轴退刀路线的顺序与上一种退刀方式正好相反，使刀具退刀Z轴安全位置后，再退X轴，如图3所示。这种退刀方式应用于内孔的车削加工时的退刀。学生要保证编辑的程序Z轴方向退到安全距离后再退X轴方向。

三、合理确定换刀位置

此部分内容是学生在实训中必须要掌握的重点内容之一。设置数控车床刀具的换刀点是编制加工程序过程中必须考虑的问题，换刀点最安全的位置是换刀时刀架或刀盘上的任何刀具都不与工件或机床其他部件发生碰撞的位置。

学生往往会在编辑程序时忽略此问题，造成刀具与工件发生碰撞，对机床造成损坏。一般的，在单件小批量生产中，我们习惯把换刀点设置为一个固定点，其位置不随工件坐标系的位置改变而发生变化。换刀点的轴向位置由刀架上轴向伸出最长的刀具（如内孔镗刀、钻头等）决定，换刀点的径向位置则由刀架上径向伸出最长的刀具（如外圆车刀、切槽刀等）决定。

在大批量生产中，为了提高生产效率，减少机床空行程时间，降低机床导轨面磨损，有时候可以不设置固定的换刀点，每把刀各有各的换刀位置。这时，编制和调试换刀部分的程序应该遵循两个原则。

（1）确保换刀时刀具不与工件发生碰撞。

（2）力求最短的换刀路线，即所谓的“跟随式换刀”。

学生在实训过程中要严格遵守换刀点设定原则，确保实训加工安全。

四、小结

学生在实训加工中首先要合理地确定加工路线，其次要考虑数值计算要简单，走刀路线尽量短以及换刀位置合理等方面。合理地选择加工路线对保证实训项目加工精度和表面粗糙度，以及充分发挥数控车床的加工效率十分重要，从而也进一步提高了学生的实训技能。

参考文献：

[1]罗继红.浅谈数控车削加工技巧[J].新课程（下）， 2013（5）.

[2]胡小波.浅谈数控车床加工程序的编制[J].装备制造技术，2007（11）.

机械零件加工路线的影响因素研究篇4

1 机械零件加工工艺路线

1.1 加工中心工艺方案的特点

加工中心是一种功能较全的数控机床，可减少工件的装夹次数，节省大量的专用和通用工艺装备，节省占用的车间面积。它集铣削、钻削、铰削、镗削、攻螺纹和切螺纹于一身，有利于保证各加工部位的位置精度要求。采用加工中心加工，还可减少装卸工件的辅助时间，消除因多次装夹带来的定位误差，使其具有多种工艺手段，提高加工精度，避免了工件多次装夹所带来的定位误差，综合加工能力较强。

1.2 工艺路线的确定

工艺路线的拟定是制定工艺规程的重要内容之一，设计者应根据从生产实践中总结出来的一些综合性工艺原则，在对零件功用、结构特点及技术要求进行充分仔细的工艺分析的基础上，拟定工艺路线是工艺规程设计最关键、最重要的内容。全部工序不都在加工中心上完成，首先选择平面、孔系、孔系与平面中精度要求高的关键、重要加工工序，加工中心加工前的预加工，适合数控加工的内容，安排在加工中心上，以充分发挥其优势，结合实际生产条件，找出最优方案。

定位基准的选择应尽量选择零件上的设计基准作为定位基准，还要考虑一次装夹就能够完成全部关键精度部位的加工。当无法同时完成包括设计基准在内的工位加工时，其定位基准的选择需考虑完成尽可能多的内容，应尽量使定位基准与设计基准重合。中心上既加工基准又完成各工位的加工时，最好采用一面两销的定位方式，以便刀具对其他表面进行加工。一次装夹能完成机械许多表面的加工，且精度高而稳定，又可选用较小的零件加工余量。

2 机械零件数控加工系统的关键技术

2.1 零件信息的输入

零件信息包括总体信息、尺寸、容差、热处理及其他技术要求等方面的信息。当工艺设计是由人工完成时，工艺设计的任务就是要根据这些信息，人用眼睛看图，制定一个零件的制造过程。在采用计算机进行辅助工艺设计时，并在头脑中还原图样上表达的产品设计要求，否则计算机就不能进行工艺设计。按照目前已达到的技术水平，最重要的问题是计算机还不能直接读懂零件图。CA PP系统的零件信息输人与计算机内部如何对产品或零件进行表达的问题，需要确定合理的零件信息描述方法，其实质就是如何组织和描述零件信息，分类编码法从CA D系统读取，让计算机也能够读懂零件图。

2.2 分类编码法

所谓分类编码法就是把信息从一种表现形式变换成另一种表现形式，零件分类编码描述法是按照零件分类编码系统对零件进行编码，对于CA D/CA PP集成系统而言，零件代码粗略地描述形状、尺寸、精度等特征，就是用特殊的文字、数字和它们的组合来代表零件的基本特征信息及其相互联系的信息，然后将代码及一些补充信息输人CA PP系统。这些特定的文字或数字，就称之为代码。这种信息输入方式比较简单，在编码以后，对代码的处理和传递，主要适用于派生式CA PP系统。

2.3 参数化造型

在机械CA D系统中，参数化造型是一种先进的设计思想，是实现CA D/CA PP集成的必由手段。进行这些产品设计所采用的数学模型及产品的结构都是固定不变的，结构尺寸的差异是由于相同数目不同值而造成的。可以将已知条件随着产品规格而变化的基本参数用相应的变量代替，由计算机自动查询图形数据库，由专门的绘图生成软件在屏幕上自动地设计出图形来。参数化CA D/CA PP应用软件主要用于标准化的定型产品，对于这些定型产品，通过变量选取不同的数值可以将结构不同的产品归并成一个参数图。通过改变圆的直径及正方形边长这两个变量，采用一个参数化绘图程序进行设计。

3 机械零件最优工艺路线选择

3.1 工艺规程编制

依据机械零件常规加工方法，初步拟定加工工艺规程为：在立式加工中心上，粗精加工机械底平面和4个安装孔。

设工步Sa(t)的刀具号码为Ta(t)，每次换刀的时间为tT，则顺序x的换刀时间为：

其中函数g(*)的取值为：

设工步Sa(t)的方位代码为Da(t)，工作台转位90。所需的时间为tD,D，则顺序x的工作台转位时间为：

在卧式加工中心上，以机械底平面和两安装孔定位，粗加工前后端面、曲轴孔，同时完成端面上各销孔、螺纹孔加工。在立式加工中心上，以机械底平面为基准，粗加工机械内壁面和孔，同时完成相应表面上阀孔、销孔和螺纹孔的加工。在卧式加工中心上，均以机械底平面和两销孔定位，先精加工前后端面和曲轴孔;加工机械顶面及各螺纹孔;工作台再旋转一定角度，分别加工安装簧片的缸孔端面浅沟槽等。

此方案装夹的次数增加了，避免了因切削应力过大而引起的尺寸变形问题，但各重要部位均是全面粗加工之后，再全面精加工，有效地完成了高难度加工质量要求;粗精加工分开，两台加工中心同时加工，且先加工大余量、高硬度的部位，整个零件的加工时间并不长。

3.2 定位、夹紧方案确定

本工件的主要面、孔不但有很高的尺寸精度要求，除了底平面加工之外，同时还有很高的形位公差要求。为了保证工件的精度要求，加工中途改换了机床及夹具，降低成本，压板夹紧，这样既符合基准统一的原则，夹具设计简化。

3.3 加工方法及刀具选择

加工机械面时，难度最大之处是机械侧面与机械正面硬度相差太大，先用+25 m m的立铣刀粗铣机械侧面端面，采用一把+50 m m的硬质合金端面铣刀加工，进给量可达600m m/m in);最后用+50 m m的端面铣刀精铣整个缸盖面(进给量选800 m m/m in)，再用同一把刀，以800m m/m in的进给量粗铣机械侧面以外硬度较小区域的缸盖面。用小直径铣刀加工效率明显提高、刀具磨损减小，保证了表面粗糙度，粗加工不同硬度的部位采用不同的进给量，用大直径铣刀精加工，解决了因局部材料过硬，用同一把大直径端面铣刀加工时效率和质量不可兼顾的问题。

本机械上孔的种类多，数量大，对于类型不同、尺寸规格不同的孔应采用不同的加工方法。粗镗孔时选用双刃镗刀，硬度高、深度长，其切削力均匀、进给量大、效率高;精镗孔时可选用一体式单刃镗刀加工余量约为2m m;曲轴孔尺寸精度要求亦较高，其加工余量为4 m m。阀孔、通气孔等因孔径不大，尺寸精度要求不高，后端面曲轴孔尺寸较大，均采用二刃键槽铣刀加工完成，故用组合镗刀进行粗精加工。工件上各螺纹孔均采用钻孔、攻丝。四个底面安装孔因用作定位孔，精度要求高，故采用钻、扩、铰孔。

3.4 切削用量参数控制

切削用量主要包括主轴转速、进给量、吃刀量。主轴转速一般根据切削速度来计算，吃刀量的大小主要受机床、工件和刀具刚度的限制。而切削速度的选择是影响刀具耐用度的最主要因素;结合该工件的材料硬度、形状尺寸、精度要求等诸多因素，进给量的选择直接影响零件的加工精度和表面粗糙度，其大小选择取决于工件材料的力学性能、刀具材料和结构等诸多因素。

4 结语

在加工机械零件过程中，探讨了机械零件加工工艺路线的确定原则和程序，只有改进加工工艺方案，选择合适的定位装夹方案，实现零件特征要素加工方法的决策，有效利用各种数控设备和加工刀具，设定最佳切削用量，才能切实有效地保证加工质量、提高生产效率。

参考文献

[1]Vancza J,Markus A.Gen etic Algorithms in Process Planning.Computers in Industry,2007,17(3):181—194.

[2]高峰.在钻镗类加工中心上零件加工工艺优化的研究和系统实现.(硕士学位论文).西安:西安交通大学机械工程系,2009.

[3]刘旭宇,陈昭荣.加工中心上机械零件加工工艺路线的确定.机床与液压.2006(2):260262.

浅谈机械加工工艺路线的制定篇5

1.1 加工经济精度。

在正常加工条件下, 采用符合质量标准的设备和工艺装备, 使用标准技术等级工人, 不延长加工时间, 一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度各种加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度, 都是在一定的范围内的。任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的设备和加工方法及切削量, 加工精度就可以提高, 表面粗糙度就可以减小, 但所耗费的时间与成本也会愈大。

1.2 加工方法的选择。

首先要根据每个加工表面的精度要求, 尺寸、形状、位置、精度及表面粗糙度, 对照各种加工方法, 能达到的精度及粗糙度, 选择最合理的加工方法。其次要注意加工材料的性质。第三要考虑生产类型, 即生产率和经济性问题。在大批大量生产中可用专用高效设备。最后要考虑本车间的现有设备加工能力及技术要求, 能达到的加工经济精度。

1.3 工艺阶段的选择。机械加工的工艺过程通常情况下可分为四个阶段:

粗加工阶段。粗加工阶段的主要作用是去除大部分的加工余量, 为半精加工提供定位基准和均匀适当的余量, 这样就可以大大提高生产效率。

半精加工阶段。其作用是为零件主要表面的精加工作好准备工作, 此项工作必须在进行热处理之前完结。

精加工阶段。该阶段是使机械零件的主要表面的加工工艺达到设计图纸的要求, 此阶段的技术含量及操作要求是最高的, 同时此阶段需要切除的余量也是最少的。

光整加工阶段。这一阶段的主要作用是提高机械加工产品的尺寸精度以及表面质量, 减小加工面粗糙度值, 使外观看起来更加圆滑光洁达到图纸的技术要求。一般不在此阶段进行纠正形状误差和位置误差的操作。其适用范围是公差等级在IT6以上, 粗糙度值Ra在0.2μm以下的表面。

2 工艺路线的具体划分

工艺路线大致可分为主要工艺路线和替代工艺路线两种。主要工艺路线是制造机械加工产品使用最为频繁的一组工序。一般情况, 在制定一个项目计划时, 就需要同时定义出一个主要工艺路线与多个替代工艺路线。在定义主要工艺路线时, 需要指定一个工艺路线版本。比如要为装配件和测试工序的项目定义工艺路线时, 而工艺路线中必须要使用这些工序对机械产品进行加工, 那么就可以将此项目工序定义为主要工艺路线。

替代工艺路线是指在生产相同机械加工产品的不同制造流程。它与主要工艺路线的区别在于, 要通过指定项目和替代名称来对替代工艺路线进行定义。在对替代工艺路线进行定义时, 必须首先对主要工艺路线进行定义后, 才能对替代工艺路线进行定义。

3 工艺路线在机械加工中的作用

3.1 为MRP系统提前期数据的采集提供基础。

当库存模块在定义要素时, 可以定义每个要素的提前期信息, 对于制造物料则可以通过工艺路线累计其提前期信息。提前期信息是机械制造业库存管理信息处理系统进行计划时的基础资料, 通过对提前期进行设置, 系统可以很容易推算出采购开始日期, 生产开始日期, 这样就可以让系统实现自动按日期发放采购订单的功能。

3.2 作为MRP系统进行能力计算和考核的根本。

工艺路线作为实现能力计划的基础资料, 当系统在进行能力计划时, 系统将考虑生产车间所拥有的资源数量, 由工艺路线可以推算出生产机械产品所需的原料数量, 随即可以计算出生产车间是否能够在规定的时间内按生产计划生产出产品。

3.3 实现系统标准外协功能。

系统内的标准外协功能是通过定义外协资源和外协物料来实现的。关联外协资源和外协工艺路线, 当在系统内释放或移动生产任务时, 系统根据生产任务使用的外协资源自动生成相关联外协物料的采购订单, 当对外协物料的采购订单接收时, 系统自动把外协物料的费用记录到生产任务当中。

3.4 准备定义物料清单。

在确定工艺路线后, 即可完全算出物料清单, 然后就能定义出每项原材料的投入情况, 进而准确地计算出物料所需要的时间。通过WIP信息管理系统依据工艺路线的具体设置自动扣减物料, 这样就可以使得库存数据实现实时自动更新, 库存量就会更为准确。

4 结束语

工艺路线作为一种关联工作的中心, 它是实施劳动定额管理的重要手段。从本质上讲, 工艺路线是指导生产制造车间按照规定的作业流程完成生产任务的手段, 此外工艺路线还是计算工作中心能力需求的基础, 它可以反映出每一道工序采集到的实际完成数, 方便企业管理人员了解和掌握生产进度的完成情况。工艺路线还是比较重要的文件, 它代表了某个项目作业在工厂里的运行方式。因此工艺路线在机械加工生产及管理过程中拥有不可缺少的地位。随着未来科技水平的不断提高, 工艺路线的制定水平以及起的作用也必将越来越大。

摘要：机械加工工艺路线是用来表示机械产品在生产过程的加工顺序以及在各个工序中的标准工时定额的情况, 是机械产品按时、按质完成的保证。它做为一种重要计划管理文件的形式存在, 工艺部门的简单工艺卡是不能与之相提并论的。本文对机械加工工艺路线的制定进行了研究, 并对工艺路线的制定原则与方法提出了自己的认识。

关键词：机械加工,工艺路线,原则,方法,制定,认识

参考文献

[1]华茂发.数控机床加工工艺手册p165表5-15.北京:机械工业出版社, 2000.

[2]杨丰, 黄登红.数控加工工艺p25表4-2.北京:高等教育出版社, 2003.

零件数控加工走刀路线的设计原则篇6

1 零件数控加工一般性设计原则

1.1 先粗后精的原则

在进行数控加工时, 根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时, 应遵循粗、精加工分开原则来划分工序, 即先粗加工全部完成之后再进行半精加工、精加工。对于某一加工表面, 应按粗加工—半精加工—精加工顺序完成, 粗加工时应当在保证加工质量、刀具耐用度和机床—夹具—刀具—工件工艺系统的刚性所允许的条件下, 充分发挥机床的性能和刀具切削性能, 尽盘采用较大的切削深度、较少的切削次数得到精加工前的各部余童尽可能均匀的加工状况, 即粗加工时可快速切除大部分加工余量、尽可能减少走刀次数, 缩短粗加工时间, 精加工时主要保证零件加工的精度和表面质量, 故通常精加工时零件的最终轮廓应由最后一力连续精加工而成。

1.2 先近后远, 先面后孔的原则

按加工部位相对于对刀点的距离大小而言, 在一般情况下, 离对刀点近的部位先加工, 离对刀点远的部位后加工, 以便缩短刀具移动距离, 减少空行程时间。对于车削而言, 先近后远还有利于保持坯件或半成品的刚性, 改替其切削条件。对于既有铣平面又有锉孔的零件的加工中, 可按先铣平面后锉孔顺序进行。因为铣平面时切削力较大, 零件易发生变形, 先铣面后锉孔, 使其有一段时间恢复, 待其恢复变形后再键孔, 有利于保证孔的加工精度, 其次, 若先锉孔后铣平面, 孔口就会产生毛刺、飞边, 影响孔的装配。

1.3 先内后外、内外交叉原则

对既有内表面 (内型、内腔) , 又有外表面需加工的零件, 安排加工顺序时, 通常应安排先加工内表面, 后加工外表面, 应先进行内外表面粗加工, 后进行内外表面精加工。通常在一次装夹中, 切不可将零件上某一部分表面 (外表面成内表面) 加工完毕后, 再加工零件上的其它表面 (内表面或外表面) 。

1.4 刀具最少调用次数原则

在数控加工时, 为了减少换刀次数, 压缩空程时间, 应按所用刀具来划分工序和工步。即可按刀具集中工序的方法加工零件。为了减少换刀时间, 同一把刀具工序尽可能集中, 尽可能用同一把刀具加工完零件表面上的相同切削部分, 以避免同一把刀具的多次调用、安装。即在一次装夹中, 尽可能用同一把刀具加工完工件上所有带要用该刀具加工的各个部位后, 再换第二把刀具加工其它部位。

1.5 走刀路线最短原则

在保证加工质量的前提下, 使加工程序具有最短的走刀路线, 不仅可以节省加工时间, 还能减少一些不必要的刀具磨损及其它消耗。走刀路径的选择主要在于粗加工及空行程的走刀路径的确定, 因精加工切削过程的走刀路线基本上都是沿着其零件轮廓顺序进行的。一般情况下, 若能合理选择起刀点、换刀点, 合理安排各路径间空行程衔接, 都能有效缩短空行程长度。

2 零件数控加工走刀路线的设计原则

走刀路线是指切削加工过程中刀具相对于被加工零件的运动轨迹和运动方向, 即指刀具从对刀点开始运动起, 直至返回该点并结束加工程序所经过的路径, 包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。走刀路线是编制程序的依据之一。

(1) 在确定走刀路线时最好画一张工序简图, 将己拟定的加工路线画上去, 包括刀具进退路线, 这样可为编程带来不少方便。走刀路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。为保证工件轮廓表面加工的表面粗栖度婆求, 最终轮廓表面应安排最后一次走刀连续加工出来。

(2) 应尽盆使加工路线最短, 减少空行程时间, 以提高加工效率, 合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式。一般来说, 数控机床采用滚珠丝杠, 运动间除很小, 因此, 顺铣优点多于逆铣。还要选择工件加工变形小的加工路线。在一次安装加工多道工序中, 先安排对工件刚性破坏较小的工序。

(3) 根据工件的形状、刚度、加工余里、机床系统的刚度等情况, 确定循环加工次数, 合理设计刀具的切入与切出的方向。采用单向趋近定位方法, 避免传动系统反向间隙而产生的定位误差。刀具的进退方向及路线要认真考虑, 以尽量减少接刀痕迹。另外, 在切削过程中, 刀具不能与工件轮廓发生干涉。

(4) 在数控铣床上铣削外轮廓零件时, 为了保证轮廓表面质量的要求, 减少接刀的痕迹, 应设计合理的刀具切入和切出时的进、退刀位置一般采用立铣刀侧刃切削, 设计进给路线时应沿外轮廓的沿长线切向切入, 尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿, 尽童不要在连续的轮廓中安排切入和切出或换刀及停顿, 以免因切削力突然变化而造成弹性变形, 致使光滑连续轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等。

(5) 铣削封闭内轮廓表面零件时也要注意刀具切入和切出时的运动轨迹。为了提高加工精度和减少表面粗糙度, 在铣削封闭的内轮廓时, 因刀具切入、切出不允许外延, 此时刀具的切入和切出点尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处或者以圆弧切向进刀。

(6) 用圆弧插补铣削整圆时, 当整圆加工完毕后, 不要在切点处直接退刀, 要让刀具最好沿切线方向多运动一段距离, 以免取消刀具补偿时, 刀具与工件表面发生碰撞, 造成工件报废。同样铣削内圆时也要遵守切向切入的原则, 以提高内孔表面的加工精度及表面质量。

(7) 在铣削圆弧与直线的连接处, 可能由于刀具的原因会产生“欠切”现象, 这时在设计进给路线时, 须选用直径较小的刀具, 采用补加工的方式消除欠切现象。同样, 在空载运行过快和高速进给的轮廓加工中, 由于工艺系统的惯性容易出现过切现象。那么在加工过程中, 采用先快后慢的进给方式, 特别是拐角处应通过进给修调的方式, 选择变化的进给速度进行加工。

3 结语

数控加工的效率与质量极大地取决于加工工艺决策和切削参数的合理选择。数控加工工艺决策与切削参数规范化的研究是数控加工走向智能化、实用化和标准化的重要标志。现代数控加工与传统加工技术相比, 无论在加工工艺, 加工的自动控制, 还是在加工设备与工装等诸多方面均有所不同。用数控机床加工零件比用普通机床加工零件更应重视加工之前的工艺分析, 因此走刀路线的设计也显得尤为重要, 文章对此了一些粗浅的探讨, 以期能对相关工作人员提供参考。