机械工艺中的机械零件的挤压工艺分析

轴类零件数控车削工艺分析及数控加工编程

1 摘 要

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。

本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，加工效率，简化工序等方面的优势。

关键词 工艺分析 加工方案 进给路线 控制尺寸

2 前 言

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

3 目 录

摘 要 ......................................................................................................................... 1

水泵零件机械制造工艺分析

Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

一、机械制造工艺的重要性：

优质产品来源于优秀的设计，更是依赖于优良制造的可靠保证，而优良制造取决于完善的加工工艺。只有选择了正确的加工工艺，才能制造出高精度产品，降低生产成本，提高生产效率，为企业创造良好的效益。水泵零件的制造因品种多、结构复杂、用料广泛，以致加工难度大，工艺质量不易控制。尤以单件、小批量，品种多变的生产模式，工序相对较为集中，更加要求操作者掌握较全面的机械制造专业知识，具有良好的综合素质。

水泵零件结构复杂，铸件占80%以上，主要为铸铁件、铸钢件和铸造不锈钢件；轴类零件较少，主要为优质碳钢、铬钢或不锈钢件。水泵零件的加工，因其具有水力流道，在考虑定位装夹基准时必须找正流道的正确位置。避免装配后造成压水室与叶轮流道偏斜、错位、间隙不均甚至碰擦，影响产品质量。为了保证零件制造精度，需要设计相应的工装，并合理安排工艺流程控制工艺因素。现针对生产中容易出现的问题将工件装夹、加工要求、典型零件加工工艺浅析如下：

二、水泵零件的机械制造工艺：

（ 一）、工件的装夹：

1、操作者必须在熟悉产品图样、工艺文件和工艺装备的基础上从事作业生产，避免盲目生产造成零件报废；

2、在机床工作台面上安装夹具时，要擦净其定位基准面，并找正加工要求的相对位置；

3、工件装夹前应将其定位面、夹紧面，夹具的定位面擦拭干净，不得有毛刺，保证定位精度；

4、按工艺规定的定位基准装夹，定位基准符合以下原则：

（1）、尽可能使设计基准、加工基准、检验基准重合，便于加工尺寸链的换算和测量；

（2）、尽可能使各加工面采用同一定位基准，容易保证形位公差，如平行度、同心度、垂直度等；

（3）、粗加工基准选取应结合后续工序的定位要求，有利于提高加工精度；

- 1 - 紫铜冷挤压工艺

紫铜冷挤压工艺是一种利用机械力将金属粉末或坯料，挤压成多种复杂的零件的制造工艺。它可以制备三维复杂曲面的冷挤压零件，具有体积小、加工精度高、流动性好等优点，广泛应用于汽车、空调、家电、油泵、轴承、内燃机等产品制造。

紫铜冷挤压工艺的工艺流程主要包括设计和制造准备、冷挤压成型预处理、冷挤压成型、锯磨抛光、淬火处理、返锻矫正等几个过程。

设计和制造准备步骤首先需要根据产品的使用要求和技术要求，制定零件的设计图。其次，检查铸件结构以及相关件的匹配度，确保工艺上的可操作性。再者，对铸件进行预处理，清除垢物、腐蚀物和固体体块，以保证铸件光洁平整。最后，以油管连接铸件孔内，调整结构，使冷挤压筒型塞子、机械极限类型塞子能够顺利进入模具孔中。

冷挤压成型过程是紫铜冷挤压工艺的关键环节，其采用特殊的模具制造，对紫铜进行柔性挤压，形成复杂的三维曲面零件。在挤压的过程中，采用挤压螺杆的动力，将铸件螺纹结构固定在模具中，在螺杆的挤压作用下，紫铜柔性挤出零件形状。

锯磨抛光工艺是挤压后零件结构表面抛光处理，其目的是消除紫铜零件挤压过程中的微小凹凸，使紫铜零件表面光洁整齐，增加零件的表观外观感。锯磨抛光工艺主要通过手工抛光、仪表和检测设备完成锯磨抛光工艺，确保紫铜零件表面达到质量要求。

淬火处理是紫铜冷挤压工艺的重要环节，其目的是为零件赋予力学性能优势，提高零件的耐磨性、贮存性、结构紧固性等性能，以改 - 2 - 善零件的耐久性。淬火处理方法主要包括回火、淬火、升温回火等。

最后一步是返锻矫正，返锻矫正主要是改善紫铜冷挤压零件的精度，矫正零件结构尺寸，加强零件的结构紧固性，消除挤压成型后零件的缺陷。返锻矫正需要定期检查，准确掌握返锻矫正的实际参数，防止返锻矫正的误差。

紫铜冷挤压工艺是一种具有较高生产率、成本低、加工精度高的工艺手段，被广泛应用于汽车、空调、家电、油泵、内燃机等行业，在满足用户要求的同时，又为用户提供更优质的产品材料和制造服务。

InternalCombustionEngine&Parts

轴是组成机械的重要零件之一，汽车的传动轴只传递扭矩、不承受弯矩。随着国家经济可持续发展、对保护环境、节能减排要求力度的增加，工业生产也要求产品减少材料的使用，生产加工以保护环境为主。其中，汽车产品要求轻量化也成为必然的趋势，在产品制造时减少材料消耗，在应用时，在保证更好的安全、操控性的条件下，减少能源的浪费和对环境的污染。在保证各种要求的情况下，空心轴的优点有：可以减少材料浪费、消耗、使轴轻量化；由于空心轴的质量小，转动惯量更小，并且振动减弱，所以将空心轴应用在交通工具上，比如汽车、高铁和飞行器等，优越性更为显著[2]。空心轴和实心轴在使用功能上差别不大，但重量却能大幅降低，随着轻量化的发展，对空心轴的需求会越来越多，成形方法将向高效、精密、智能的方向发展[3]。汽车传动轴外形为两端径向尺寸较小的圆柱体，适用于管件的两端缩径工艺加工，即选取一定尺寸的无缝钢管作为初始管坯，对初始管坯的两端缩径，保持中部区域不变形，制得汽车传动空心轴。缩径已经成为管材加工制造中重要的成形方法，制造成本低，生产效率高，已广泛用于汽车、飞机、工程机械中管件的加工制造，根据变形力的作用方式，主要分为电磁缩径、旋压缩径、冲击缩径及冲压缩径等。电磁缩径是一种高效成形方法，可实现局部较大变形，成形过程无污染，近年来发展迅速，但电磁成形适用于制件局部成形，且其成形装置价格昂贵，不适用中厚壁管坯两端缩径工艺；旋压缩径对于薄壁筒形管件缩径是一种有效的方法，该工艺在普通车床或专用旋压机上，利用旋轮进给运动得到管件目标尺寸，但旋压缩径适用于薄壁长管件，对于中厚壁管坯的两端缩径，工艺复杂，且较大的旋压力容易造成管坯弯曲；冲击缩径加工在旋转锻造机上，也称为旋转模锻（或径向锻造）缩径，主要用于长管件的缩径加工，不适用于中厚壁管件的大变形缩径，尤其是两端均需缩径的工艺；冲压缩径是通过凹模将管坯外径进行缩减的冲压方法，按作用方式不同分为拉拔缩径与推压缩径，其中拉拔缩径是拉动管坯端部经过缩径凹模进行减径的一种加工方法。拉拔缩径后需对端部夹持部分进行切除，对于中厚壁管的两侧缩径，材料利用率低、制造成本高。推压缩径是一种应用广泛的管坯减径的方法，通过缩径模具的挤压来减少管件或棒料的横截面积，该方法对于胀压成形汽车桥壳初始管坯的两侧缩径是可行的。推压缩径按照成形过程中有无芯轴，分为无芯轴的自由推压缩径和芯轴推压缩径[4]。要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要课题项目院高精度汽车空心传动轴冷挤压成形工艺的研究，课题编号：2019ZC040。