導語：農業(yè)機械中基軸制孔數(shù)控加工的研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：農業(yè)機械中的孔軸配合主要以基軸制配合為主，在加工具有由多個孔構成的孔系特征的農業(yè)機械零件時，如何在滿足低成本、實用精度的前提下，高效地進行孔加工就是一個值得研究的問題，在本文中，提出了利用數(shù)控加工中心來加工的解決方案。

關鍵詞：農業(yè)機械；孔軸配合；基軸制；數(shù)控加工

1農業(yè)機械配合基準值的合理選擇

1.1孔軸配合的性質

孔軸配合的按孔與軸的相互尺寸關系可以分為：間隙配合、過盈配合和過渡配合3種。在實際應用中該選擇哪種形式的配合主要是根據(jù)配合的用途來選擇。若是為了緊固聯(lián)結兩個配合件，那么就選擇過盈配合；若是為了讓2個配合件之間能產(chǎn)生相互運動，則選擇間隙配合合理；若是為了讓配合件之間相互定位，那么可以選擇過渡配合。為了方便選用和生產(chǎn)，配合性質已經(jīng)以國家標準的形式固定化、系列化。要完整地表達一個精度尺寸需要3個要素：公稱尺寸、基本偏差和公差等級。其中公差等級反映了精度指標，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尺寸之間的差距。孔軸二者的基本偏差組合情況決定了配合性質是怎么樣的，組合后孔大軸小就是間隙配合，軸大孔小就是過盈配合。過渡配合是指一批孔和對應的一批軸隨機配合后，單個配合的配合效果有的是間隙配合，有的配合是過盈配合，即過渡配合這個概念是和“批量的孔”“批量的軸”這2個條件相關的，單獨看一個具體的配合，它就只可能有2種性質：要么是間隙配合，要么是過盈配合。

1.2農業(yè)機械中的孔軸配合制選擇

在實際運用中，不同偏差的孔和不同偏差的軸如果隨機組合配合的話，將會產(chǎn)生很多種配合情況，太多的配合組合加大了用戶選用的難度，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。因此在實際應用中，是采取固定孔或軸其中的一個尺寸不變，讓另外一個對應的配合尺寸做出變化，從而構成所需的配合性質。這樣處理的好處是：

（1）減少了配合種類的組合，相對容易選擇。

（2）由于孔軸其中一種相對固定，所以在制造加工時，可以減少孔或者軸的規(guī)格。這種處理方法被稱為基準制?？椎钠畋３植蛔?，軸作相應變化被稱為基孔制；軸的偏差保持不變，孔作相應變化被稱為基軸制?；鶞手档倪x擇主要考慮的是是否方便配合零件的加工制造，因此在選擇基準值時盡量讓難加工的、加工成本高的一方相對固定。從加工難度上看，相對于軸，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，因為一把車刀可以車削不同直徑尺寸的軸，而一把麻花鉆就只能鉆鉆頭對應尺寸的孔，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。而大部分農業(yè)機械由于使用性質和作業(yè)環(huán)境的特點，并不是很注重機械的配合精度、美觀度和操作的舒適度，注重的是可靠性、耐用性和經(jīng)濟性。為了減少加工成本，農業(yè)機械的孔軸配合大多采用這種方式：配合中的軸是直接購買鋼筋或者圓鋼，然后按需要的長度切斷，不做任何外圓車削加工，這樣的話就完全省掉了軸加工的工序，可以不用購置軸加工機床、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的要求來進行加工。因此農業(yè)機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

農業(yè)機械中很多零件都有孔系特征，這些零件的特點是孔與孔相互之間的定位精度有要求，每個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。若采用普通鉆床進行加工的話，容易出現(xiàn)以下的問題：

（1）難以保證孔間距定位尺寸。

（2）當孔系的深度不一致時,容易出現(xiàn)深度尺寸加工錯誤的問題。

（3）當孔系中孔徑尺寸不一致時，需要頻繁地手動更換刀具，導致加工效率降低。

（4）锪孔加工時深度尺寸不容易掌握，容易出錯。

（5）加工過程中主要靠操作工人控制加工過程，導致加工效率低，需要較多的工人進行孔加工，工人勞動強度大。綜上可以看出，利用普通鉆床加工農機中的孔系時，工藝性并不是很好。利用普通鉆床加工時基本都得依靠人工操作，所以加工質量難以保證。稍復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

數(shù)控加工在國內制造業(yè)中的應用越來越廣泛，因為數(shù)控機床在加工中相對于普通機床有較多的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢表現(xiàn)在：

（1）加工精度更高。

（2）能加工普通機床不能加工的復雜輪廓。

（3）柔性高，產(chǎn)品變化時只需要調整加工程序和刀具就可以適應。

（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，質量穩(wěn)定。

（5）加工時不需要操作者全程參與，工人勞動強度小，必要時可以一個工人操作多臺數(shù)控機床。

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

（7）數(shù)控機床的加工信息易于數(shù)字化、網(wǎng)絡化管理。數(shù)控機床的種類較多，數(shù)控加工中心便是一種在制造業(yè)廣泛使用的數(shù)控機床。加工中心（MT）分為數(shù)控車削加工中心和數(shù)控銑削加工中心，車削加工中心主要用于加工回轉類零件，銑削加工中心主要用于孔系、箱體類、型腔類零件的加工。數(shù)控銑削加工中心從結構上看，其實就是一個數(shù)控銑床附加一個可以裝多把刀的刀庫，同時比數(shù)控銑床多了一個自動利用刀庫換刀的功能。因此在需要多刀加工的孔系加工時，選擇數(shù)控銑削加工中心是非常合理的。

2.3農業(yè)機械中孔系零件數(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項，選擇銑削加工中心來加工孔系，工藝性優(yōu)越，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）相對于普通鉆床，加工中心的定位精度更高。

（2）具有自動換刀功能，在加工由多個不同孔徑的孔構成的孔系時，利用編程實現(xiàn)自動換刀，提高了加工效率，不會產(chǎn)生裝錯刀導致把零件做成廢品的情況。

（3）通過編程來精確控制每個孔的深度，使每個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，能實現(xiàn)各種類型的孔加工，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，可以通過編程精確控制進給量和回退量，有利于排屑和冷卻，延長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軟件結合，在CAD/CAM軟件上設計的零件能迅速生成加工程序傳到加工中心，實現(xiàn)設計到加工的無縫連接。數(shù)控加工中心的強大加工能力使它成為機械加工中的明星，柔性制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)等都離不開加工中心這個功能強大的制造細胞單元。在農業(yè)機械制造領域，加工中心的使用逐年增多，但加工中心在農業(yè)機械制造企業(yè)的設備占比較低，遠不及制造行業(yè)的整體水平。

2.4數(shù)控加工中心在農業(yè)機械制造行業(yè)推廣的實用性和經(jīng)濟性分析

很多農業(yè)機械制造企業(yè)（尤其是小型的農機制造企業(yè)）對購置和使用數(shù)控加工中心缺乏熱情，2個認識上的誤區(qū)導致部分業(yè)界人士對數(shù)控加工中心存在偏見。這兩個認識誤區(qū)就是認為購置和使用數(shù)控加工中心“用不上”和“不劃算”?！坝貌簧稀本褪钦J為數(shù)控加工中心在農業(yè)機械的制造過程中不實用，使用加工中心是“殺雞用牛刀”，存在功能上的浪費。這個認識誤區(qū)說明沒有徹底了解數(shù)控加工中心加工的工藝優(yōu)勢?！安粍澦恪边@個認識誤區(qū)主要是認為購置數(shù)控加工中心的一次性投入多，后期維護成本高。其實近年來，隨著國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的崛起，國產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控加工中心價格已經(jīng)非常親民了。農業(yè)機械制造中的零件主要是孔加工和簡單輪廓銑削，選擇刀庫刀位為16個或者12個的加工中心已經(jīng)足夠對付，目前這種檔次的加工中心價格不高于15萬元，因此一次性投入并不算高。國產(chǎn)加工中心的質量和可靠性近年來有了長足進步，沒必要擔心后期的維護保養(yǎng)。更重要的是，加工中心功能強大，一臺數(shù)控加工中心如果使用得當?shù)脑?，能完?臺左右鉆銑床的加工任務，這樣可以減少操作工人數(shù)量，考慮到近年來的人工成本升高，選用加工中心的使用成本反而會大幅度降低。

3結束語

隨著國產(chǎn)加工中心的質量提高和價格降低，農業(yè)機械制造行業(yè)應該主動升級加工設備，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：

[1]聞邦椿.機械設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2018.

作者:楊學智 繪弘 單位:恩施職業(yè)技術學院