蔣超

摘 要：在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，農(nóng)業(yè)機械的作用可謂不可或缺。對此，為了讓農(nóng)業(yè)機械的作用得到最大限度的發(fā)揮，使其能高度配合農(nóng)業(yè)作業(yè)開展，便需要優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工與應用，保障農(nóng)業(yè)作業(yè)在高精度下開展，這樣便能夠最大限度提升農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工與應用的實效性。本文通過闡述農(nóng)業(yè)機械配合基準值的合理選擇，提出基軸制孔系的數(shù)控加工工藝，并根據(jù)實際情況提出農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工與應用途徑，這樣有利于提升農(nóng)業(yè)機械設備的安裝質量，以此推動我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領域穩(wěn)定健康發(fā)展。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)機械 孔系零件 數(shù)控加工

Abstract：The role of agricultural machinery is indispensable to the development of our modern agriculture. In this regard， in order to maximize the role of the agricultural machinery and make it highly compatible with agricultural operations， it is necessary to optimize the NC machining and application of the hole-making components of the base shaft in agricultural machinery， to ensure that agricultural operations in high-precision， so as to maximize the base shaft of agricultural machinery parts CNC machining and application effectiveness. This paper describes the rational selection of agricultural machinery matching reference values， proposes the NC machining process for the base shaft hole system， and proposes the NC machining and application approaches for the base shaft hole system parts in agricultural machinery according to the actual situation， this will help to improve the quality of agricultural machinery installations and thus promote the stable and healthy development of our modern agricultural sector.

Key words：agricultural machinery， hole series parts， CNC machining

基軸制孔系零件數(shù)控加工技術是產(chǎn)品設計與生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是加工系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響著農(nóng)機產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)成本。通過數(shù)控加工完成孔系零件的加工制作，可保證各結構部分加工的精確性，數(shù)控加工孔系零件還具有以下優(yōu)勢：能夠確保較高的精度定位；可在不同的加工階段自動完成刀具的更換，保證加工效率；可借助程序來校準中心孔加工，同時還能根據(jù)余量設定孔的精度標準讓刀具的使用壽命得以延長；可同步完成孔加工的銑削作業(yè)的順利進行[1]。此外，各個結構部件都可以順利進行。通過連接計算機軟件，再借助軟件編碼將可為加工的精度及效率提供保障。要降低數(shù)控孔加工零件系列的誤差，關鍵是要做好精密數(shù)控機床零件系列的設計。做好精度設計的關鍵是做好精度預測，解決精度綜合問題。其中，精度預估的具體作用確定代加工工件的制造公差。通過制作以相應精度等級為依據(jù)的閉鏈約束誤差模型，再基于對刀具于相應工作間位姿方差的預估，這樣變更得出具體的加工工藝參數(shù)，從而為實現(xiàn)預期的精度目標提供保障；而精度綜合問題則主要包含了零件制造公差的計算、差值均衡的控制以及最大位姿體積誤差的計算[2]。具體而言，精密綜合的本質是計算一系列零件的生產(chǎn)公差。在此過程中，將最大目標作為誤差靈敏度矩陣上的加權歐幾里德標準，然后使用具有相同精度水平的公差進行平衡和限制。當然，限制自然是基于線性規(guī)劃的平方問題。有效控制其精度，可以保證數(shù)控機床孔系列零件的直徑和深度誤差在合理范圍內。繼而在滿足相關標準要求同時也能提升農(nóng)業(yè)機械的基準值孔系零件加工水平。本文在研究的過程中通過選取基軸制孔系零件數(shù)控加工與應用進行分析，從而有效保證農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)加工質量，為后期進行基軸制孔系零件數(shù)控加工技術優(yōu)化提供重要的思路。

1 農(nóng)業(yè)機械配合基準值的合理選擇

1.1 孔軸配合的性質

根據(jù)孔與軸不同的尺寸，可對兩者的配合關系劃分為如下三類，分別是間隙配合、過盈配合以及過渡配合。而以上三類配合關系分別適用于不同的情形。如過盈配合的主要作用便是能讓兩個配合件之間的聯(lián)結變得更加緊固；而合理的間隙配合則能讓兩個配件在一定的范圍內相互運動；至于過渡配合這主要運用于配合件間的相互定位[3]。當然，實際的運用過程尚要結合現(xiàn)實需求來合理選擇配合類型。同時，為方便選用及生產(chǎn)，國家也專門針對配合性質擬定了一套固定化的配合性質標準，這也為進一步提高孔軸配合的契合度提供了保障。

針對精度尺寸的表達往往要依托于三項要素，分別為公稱尺寸、基本偏差以及公差等級。其中，公差等級作為對精度指標的重要反饋，不僅與孔和軸的自身精度有著極為密切的關聯(lián)，且在配合尺寸中也能作為對配合件精度的丈量標準；而基本偏差這主要是對孔及軸尺寸與共稱尺寸間差距的反饋，而基于對孔軸組合偏差狀況的了解，也便為后續(xù)選用怎樣的配合性質提供了參考依據(jù)。如當了解到孔軸組合主要呈現(xiàn)出孔大軸小的狀況時，在選擇孔軸配合性質時便應以間隙配合為主，反之則需采取過盈配合。至于過渡配合則與以下兩項條件密切相關，分別是“批量的孔”以及“批量的軸”，雖從單一的配合上看，任何一個具體的配合通常只會具有間隙或過盈配合其中一種性質，但因過渡配合所指為一批孔及一批軸的隨機配合。因此，任何單一配合的配合效果均有可能是間隙配合與過盈配合其中一種。

針對孔軸配合相關類型進行分析，發(fā)現(xiàn)基軸和按孔的相互尺寸包含3種，間隙配合、過渡配合、過盈配合。在具體的制造中，選擇配合方式至關重要，而如何選擇一般需 要結合配合的實際用途來進行。如果用途是發(fā)揮緊固聯(lián)結效果，最好選擇過盈配合;如果用途是實現(xiàn)配合件之間的相對定位，應該選擇過渡配合?？纵S之間的基本偏差組合對于配合性質也會產(chǎn)生較大影響，在完成組合后，如果出現(xiàn)孔大軸小的情況，屬于間隙配合范疇，相反則代表是過盈配合。這里的過渡配合主要指眾多的軸和眾多對應的孔在隨機配合的情況下，單個配合的效果中包含間隙配合或過盈配合，可見過渡配合的條件必須要眾多的孔和眾多的軸，對于孔軸數(shù)量有一定要求。

1.2 孔軸配合的選擇

通常情況下，針對孔軸配合的具體選用會因孔軸的偏差不同，加之配合過程也是采取了隨機組合的方式，也便導致了諸多配合情況的產(chǎn)生，這不僅讓用戶面臨了更為復雜的選擇，也讓生產(chǎn)制造的難度大幅提升。因此，針對孔軸配合的實際選用應首先對孔或軸其中一者的尺寸予以固定，而另一者則根據(jù)固定尺寸配合件及現(xiàn)實需求來做出相應的調整，這樣才能確保所選用的孔軸均契合具體生產(chǎn)加工過程所需的配合性質。不僅如此，此種處理方式還將具有以下幾大優(yōu)勢：一是固定其中一種配合件尺寸將會讓因隨機配合而產(chǎn)生的配合種類大大降低，從而為生產(chǎn)人員選擇提供便利；二是固定了任意一方尺寸，則生產(chǎn)加工過程也能根據(jù)現(xiàn)實需求隨時對配合件的規(guī)格做出相應調整，從而擴大了配合件的應用范圍[4]。以上加工處理的方法便是所謂的基準制，而以此為基準，若固定對象為孔則細稱為基孔制；而若固定對象為軸，則被稱作基軸制。

由于諸多農(nóng)業(yè)機械所面臨的作業(yè)環(huán)境及性質均有顯著差異，也因此導致了農(nóng)業(yè)機械的設計往往是將關注點放在了機械本身的經(jīng)濟性與實用性之上，至于美觀度及配合度則為其次。然而，因削減加工成本仍涉及到孔軸配合。因此，在不重視配合度的情況下，雖無需為孔軸加工步驟購買相關的加工工具，但也因配合度的問題容易導致諸多故障的發(fā)生，后因機械維修反而會導致生產(chǎn)成本的增高。故而在對農(nóng)業(yè)機械進行加工時，基軸制仍是不可忽視的重點。

1.3 基面的選擇

基面作為整個孔系零件加工過程均不容忽視的重要工作，也是保證孔系零件加工質量的重要前提。因此，必須慎選適宜的加工基面并以模鍛的方式進行毛坯加工，在提升毛坯精準度的同時將外圓表面作為加工時的粗基準，這樣便能對輔助工序予以簡化，從而為車削的精準度提供保障。

2 農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工分析

數(shù)控機床中心作為機械領域中必不可少的重要加工設備，不僅綜合性能強，而且能夠滿足復雜工況下零件加工的要求。因此，它也應引起機械領域的廣泛關注。然而，在農(nóng)業(yè)機械方面，加工中心的應用比例仍然很低，需要不斷改進。對于帶有用于加工零件的CNC機床的農(nóng)業(yè)機器的主軸孔，專用機床的精度決定了該機床是否可以引入生產(chǎn)和加工市場。從加工孔系零件的數(shù)控機床控制誤差的種類來看，主要有靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差兩種。其中，靜態(tài)誤差主要由機床本身的影響引起。由于機床本身在生產(chǎn)過程中會造成熱變形、過大的切削負荷和較大的鉸鏈空間，因此也會導致機床誤差；動態(tài)誤差是由機床刀具結構的影響引起的。這主要是由于機床本身的刀具結構的動態(tài)特性，這將不可避免地在切削過程中引起振動。振動是機床加工誤差的主要原因[5]。從上述兩種誤差類型各自的產(chǎn)生原因中我們不難看出，靜態(tài)誤差無疑是導致數(shù)控機床加工孔系零件時產(chǎn)生誤差的主要原因。

2.1 孔系數(shù)控加工

農(nóng)業(yè)機械的諸多零件均具有孔系的特征，且農(nóng)業(yè)機械對不同零件之間孔與孔的定位精度也有著嚴格要求。倘若農(nóng)業(yè)機械不要求孔的直徑精度及孔深，則利用普通機床加工孔系零件的過程便容易出現(xiàn)以下問題：①孔間距的定位尺寸無法得到有效保障；②一旦孔系的深度呈現(xiàn)出不一致的狀況，便容易導致加工出現(xiàn)深度尺寸錯誤的問題；③當存在孔徑尺寸不一致的孔系時，需要針對不同孔徑尺寸的孔系選用適宜的刀具，而頻繁更換刀具的過程便會降低加工效率；④不易掌握孔加工時的深度尺寸，致使后續(xù)加工出現(xiàn)差池；⑤對加工過程的控制主要依靠人力，且孔加工本身需要多名工人，進而也導致了加工效率偏低[6]。

總之，普通鉆床加工農(nóng)機孔系并不利于掌控加工工藝，且因過程主要依靠人工來完成，故也很難保障加工質量，尤其是在加工復雜孔系需要多名工人共同操作時，更是無法保障加工質量，繼而也將對后續(xù)的生產(chǎn)產(chǎn)生嚴重影響。

2.2 孔系零件數(shù)控加工

CNC機床模具中心是加工一系列孔零件時的強大力量。它在加工一系列孔時具有很大的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在：（1）與普通鉆頭相比，定位精度高；（2）可以完成自動換刀。當孔系統(tǒng)由不同孔組成時，可通過編程實現(xiàn)刀具的自動更換，在一定程度上可有效提高加工效率，避免刀具安裝不當造成的浪費；（3）通過編程控制每個孔的深度，以提供其自身的深度尺寸；（4）機床中心具有豐富的圓孔加工功能，也可以加工不同種類的孔，如導孔；（5）在鉆孔過程中，通過編程控制進給速度和其他相關參數(shù)，冷卻和切屑去除促進了刀具壽命的提高；（6）除了孔加工，它還具有成型功能，可用于形成盒、槽等。對于CNC機械設備，巨大的機械功能使其受到歡迎。對于智能和靈活的生產(chǎn)系統(tǒng)，它取決于機械中心。隨著農(nóng)機制造業(yè)的現(xiàn)狀，加工中心在生產(chǎn)過程中逐年增加，但其在整個農(nóng)機裝備制造業(yè)加工設備中的份額仍然很低，尚未達到制造業(yè)的整體水平[7]。

3 農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工的應用路徑

目前，大多數(shù)農(nóng)機制造公司對數(shù)控加工技術的使用并沒有表現(xiàn)出太大的熱情。造成這種現(xiàn)象的主要原因是，使用數(shù)控加工技術生產(chǎn)農(nóng)機是不可避免的。由于農(nóng)業(yè)機械在整個機械生產(chǎn)領域中不屬于生產(chǎn)技術要求較高的產(chǎn)品，而數(shù)控加工屬于高精度加工技術的范疇，因此將其用于農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)是不經(jīng)濟的，甚至會造成一些資源浪費。然而，隨著中國科技的不斷進步，經(jīng)濟型數(shù)控機床中心的價格也大幅下降。加之如今的數(shù)控加工中心也更多的偏向于孔系零件加工中的孔加工以及輪廓銑削等內容。因此，成本方面已然十分親民。不僅如此，隨著技術的不大提升，數(shù)控加工的質量仍在不斷上漲。加之數(shù)控加工還將涉及到后續(xù)的保護及維護，故在阿金少了其他設備與人員使用的情況下，整體機床加工的成本也是機械制造企業(yè)可以承受的。因此，從長遠角度來看，數(shù)控機床在孔系零件加工中的運用可以達到更為理想的應用效果。

農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工技術的優(yōu)勢非常突出，但數(shù)控加工技術的精度較差，很多復雜的零部件并不能夠被有效的應用到農(nóng)業(yè)機械基軸制空系零件加工中，這樣便會嚴重影響到農(nóng)業(yè)機械的應用效益。同時，在現(xiàn)代社會快速發(fā)展的背景下，農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工技術在應用過程中對精度的要求不斷提升，數(shù)控領域的發(fā)展速度較快，從而大幅度推動了農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工技術的應用[8]。

當前國產(chǎn)加工中心的質量呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢，其基軸制孔系零件數(shù)控加工技術在應用過程中的可靠性能夠滿足多種加工領域的需求，且后續(xù)的維護和保養(yǎng)成本較低，有效提升了農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工應用的便利性。其中，非常關鍵的一點是當前農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工的性能得到了大幅度提升，所以通過合理選擇數(shù)控加工中心，能夠有效減少加工人員的配置數(shù)量，大幅度降低基軸制孔系零件數(shù)控加工人員的成本，最大限度提升農(nóng)業(yè)機械中基軸制孔系零件數(shù)控加工的效率。

4 結語

總之，隨著我國農(nóng)業(yè)科技的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代化也已成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的大勢所趨。因此，作為與農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)制造密切相關的孔系零件加工自然也要引起農(nóng)業(yè)機械制造企業(yè)的高度關注。而鑒于數(shù)控機床不僅能替代過往普通機床的基軸制孔系零件加工工作，且能達到節(jié)約成本的目的，更也更需引起相關企業(yè)的高度重視，繼而積極引進當代、先進的數(shù)控機床來控制好基軸制孔系零件的加工質量，以此方能為農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)質量提供保障，繼而在維護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的有序開展同時也促進我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

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