摘要：本文围绕微小型零件的类别、加工工艺以及设计要求进行详细的介绍，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
关键词：微小型零件；类别；加工工艺；设计
1.前言
微小型结构件的微细切削加工工艺，对常规零件的切削加工不同。其工艺设计关系到能否高效率加工出质量高、成本低的小型零件。细切削的加工工艺的制定要遵循常规的加工要求和规律。
2.微小型机械零件的类别
2.1微小型轴类零件
微小型轴类零件是微小型加工设备中经常遇到的典型零件之一，微小型轴类零件主要用于支撑微小的传动零部件以及传递扭转力矩和承受外界施加的载荷等场合。从其功用角度出发，微小型轴类零件的加工要求具有高的回转精度以及表面质量，因此对微小型零件的加工研究变得日益重要。当加工的微小型轴类零件具有较大的长径比时，由于加工过程中无法采用顶尖支撑，切削时在径向切削力的作用下极易使被加工的微小型轴类零件发生弯曲变形，造成被加工零件的翘尾现象。若加工的微小型轴类零件除了具有轴类零件所具有的典型特征之外，还具有微平面，微沟槽，微细孔等其他特征时，依靠单一的车削加工是无法完成这类微小型轴类零件加工的，需要配合其他加工方式。
2.2微小型三维结构零件
微小型三维结构零件的结构特征相对较为复杂，并不是只具有简单的回转类以及平面类特征。由于其结构特征的复杂性以及零件本身所特有的工艺特征，加大了零件加工的难度。加工过程中需要根据零件自身的工艺特点，合理地安排加工工艺，并选择尺寸相对较小，精度高，柔性好的微小型加工设备进行加工。
2.3微小型平板类零件以及齿轮类零件
微小型板类零件的主要结构特征是平面，除此之外还包括一些其他的结构特征，如台阶面，微型孔，微型槽及不规则的轮廓表面等。与微小型三维结构零件相比，微小型平板类零件的结构相对简单，加工方式相对单一，应用微细铣削和微细钻削加工技术即可满足这类零件的技术要求，完成微小型板类零件的加工。若微小型板类零件的厚度较薄时，加工时需要考虑零件的装夹方式，防止装夹时微型夹具对零件的作用力过大，使零件发生形变。微小型齿轮加工的难点及重点是其齿形的加工，齿形的加工精度直接关系到齿轮之间的啮合精度及装配之后的使用效果。目前，主要有微细成形铣削及微细滚削这两种微细切削加工方法用于微小型齿轮的加工。在应用微细成形铣削的加工方法加工微小型齿轮的过程中，成形刀具本身的制造精度对微小型齿轮的加工精度影响较大，同时由于加工系统的刚性和零件的装夹方式及系统的振动的影响，使加工完成的轮齿齿廓的形状误差较大，齿形明显失真。与微细成形铣削加工相比，微细滚削加工方法是基于范成法的成形工艺，加工过程中，滚削刀具的多个切削刃对工件进行连续切削，在加工效率与加工质量方面都要比微细成形铣削的加工方法高。
3.微小型结构件的工艺要求
3.1毛坯加工余量最小化。在微细切削中，刀具的每次进刀量均较小，每次切削去除的材料也较少，这能减少切削力导致的加工变形，确保刀具使用的可靠性和加工精度，加工时的毛坯状态决定了材料的去除总量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆毛坯加工的余量若太大，会使加工的工时增加，使加工效率下降。所以，要在普通机床上进行预切削，使毛坯加工余量为最小。
3.2合理选取加工方式和刀具类型。对小型结构件的加工方式较多，应选取合理的加工工艺和刀具。在微小型结构件的微细铣削，要先采用较大直径立铣刀粗加工，以提高刀具的寿命和加工效率；再采用较小直径铣刀精加工，选择较高切削速度，以减小工件变形，确保加工精度。
3.3刀具的集中使用。小型车铣加工中心上加工微小型结构件，要遵循刀具集中应用的要求，使用尽量少的刀具，尽可能减少换刀和刀具调整次数，提高刀具的利用率及切削加工的自动化程度。
3.4合理确定加工方式的先后顺序。加工的先后顺序对加工结果有重要影响，所以要合理安排。而对直径较小或平面较大的异形轴，它的刚性较差，为减小铣削导致的加工变形，要采取先加工平面后再加工回转面的工艺顺序，先铣削、后车削。车削时主轴转速要低，减小断续切削导致的冲击。
3.5按零件类型确定走刀路线。微细轴类零件进行微细车削通常不采用顶尖进行装夹，如必须采用顶尖，也可能因微细轴的刚性较弱，造成将工件顶弯。不使用顶尖进行微细车削，要在工件的刚性最差的部位产生让刀，使最先吃刀的部位切削量不够，导致翘尾。为确保工艺稳定性，减少工件的径向让刀量，要采用逆向进给的方式进行车削，刀具要从床头向尾座的方向进给，使工件承受拉力作用。
3.6保证关键工序的加工精度微细切削的关键工序决定零件的最终加工精度和零件合格率。微细钻削是微细孔的最终加工工序，在加工时如果略有不慎，就可能因微细钻头刚度、强度较低，而在切削或振动的作用下可能出现弯曲或折断，如无法取出可能造成整个工件报废。所以，要预先以工艺试验确定关键工序应用的工艺参数，确保关键工序的工艺能力裕度，确保关键工序的加工精度
4.数控加工工艺的设计
数控加工工艺的合理设计是微小型零件精度的重要保证,零件装夹定位和确定基准以后,要进行加工工序的划分和加工顺序的合理安排。在数控机床上划分零件加工工序可以按照刀具集中的原则、粗精加工分开和按照加工部位的原则来进行。所谓刀具集中原则是指:在一次装夹中用一把刀完成可以加工的所有部位,然后再换下一把刀加工其它部位,加工中尽量减少刀具的调用次数,以避免刀具定位误差带来的影响,专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。对易产生加工变形的零件,考虑到工件的加工精度、变形等因素,可按粗、精加工分开的原则来划分工序,即先进行粗加工后进行精加工。对不需要太多工序加工的零件,可按照加工部位分类进行加工,使每道工序加工其中一部分。在工序的划分中,一定要考虑到零件的整体结构与工艺性、加工的复杂程度、装夹和定位方式、重新定位装夹的次数、数控机床的加工能力、工厂生产组织与管理状况等因素,并灵活掌握,合理分配。
5.结束语
总之，加工中必须按照微小型零件的工艺特征选择相应的微小型加工机床,根据机床功能和零件自身结构特点确定装夹方式并进行准确定位,适应工件材料特性匹配适当的刀具材料,注意微细切削刀具特征尺寸和结构的选用,采用最优的数控加工工艺和走刀路线,可以实现微小型零件的精确、高效加工,适应批量化的产品需求。
参考文献：
[1]石文天.微小型零件的微细切削加工工艺研究[J].组合机床与自动化加工技术，2016，5.（25）
[2]石文天.基于车铣复合加工的微小型结构件工艺研究[J].制造业自动化，2015，33（8）
论文作者:袁志英
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
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