1.工艺过程的四个阶段
(1)粗加工阶段 切除毛坯上大部分多余的金属,主要目标是提高生产率。
(2)半精加工阶段 使主要表面达到一定的精度,留有一定的精加工余量,并可完成一些次要表面加工,如扩孔等。
(3)精加工阶段 保证各主要表面达到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求,主要目标是全面保证加工质量。
(4)光整加工阶段 对工件上精度和表面粗糙度要求很高的表面,需进行光整加工,主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。此阶段一般不能用来提高位置精度。
2.划分加工阶段的目的
(1)保证加工质量 按加工阶段加工,粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正。
(2)合理使用机床 粗加工可采用功率大、刚度高、效率高而精度低的机床。精加工可采用高精度机床。这样发挥了设备各自的特点,既能提高生产率,又能延长精密设备的使用寿命。
(3)便于及时发现毛坯缺陷 对毛坯的各种缺陷,如铸件的气孔、夹砂和余量不足等,在粗加工后即可发现,便于及时修补或决定报废。
(4)便于安排热处理工序 粗加工后,一般要安排去应力热处理,以消除内应力。精加工前要安排淬火等最终热处理。
加工阶段的划分也不应绝对化,应根据工件的质量要求、结构特点和生产批量灵活掌握。
切削加工工序通常按下列原则安排:
(1)基面先行原则 用作精基准的表面应优先加工出来,因为定位基准的表面越精确,装夹误差就越小。如加工轴类工件时,总是先加工中心孔,再以中心孔为基准加工外圆表面和台阶。
(2)先粗后精原则 各个表面的加工顺序按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的顺序依次进行,逐步提高表面的加工精度并减小表面粗糙度。
(3)先主后次原则 工件的主要表面、装配基面应先加工,从而及早发现毛坯中主要表面可能存在的缺陷。次要表面可穿插进行,放在主要加工表面加工到一定程度后,精加工之前进行。
(4)先面后孔原则 对复杂工件,一般先加工平面再加工孔。一方面平面定位,稳定可靠;另一方面在加工过的平面上加工孔比较容易,并能提高孔的加工精度,特别是钻出的孔轴线不易偏斜。
表 卧式车床工作精度要求的项目及数值
工序 | 工艺 | 工艺代号 | 应用 | 工序位置安排 | 目的 |
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预备热处理 | 退火 | 5111 | 用于铸铁或锻件毛坯,以改善其切削性能 | 毛坯制造后,粗加工之前进行 | 改善材料的力学性能,消除毛坯制造时的内应力,细化晶粒,均匀组织,并为最终热处理准备良好的金相组织 |
正火 | 5121 | ||||
低温时效 | 用于各种精密工件,消除切削加工的内应力,保持尺寸的稳定性,对于特别重要的高精度的工件要经过几次低温时效处理。有些轴类工件在校直工序后,也要安排低温时效处理 | 半精车后,或粗磨、半精磨以后 | |||
调质 | 5151 | 调质工件的综合力学性能良好,对某些硬度和耐磨性要求不高的工件,也可作最终热处理 | 粗加工后、半精加工之前 | ||
最终热处理 | 淬火 | 5131 | 适用于碳素结构钢。由于工件淬火后,表面硬度高,除磨削和线切割等加工外,一般方法不能对其切削 | 半精加工后、磨削加工之前 | 提高工件材料的硬度、耐磨性和强度等力学性能 |
渗碳淬火 | 5310-131 | 适用于低碳钢和低合金钢(如15、15Cr、20、20Cr等),其目的是先使工件表层含碳量增加,然后经淬火使表层获得高的硬度和耐磨性,而心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳淬火还可以解决工件上部分表面不淬硬的工艺问题 | 半精加工于精加工之间 | ||
渗氮 | 5330 | 渗氮是使氮原子渗入金属表面,从而获得一层含氮化合物的热处理方法。渗氮层较薄,一般不超过0.6~0.7 mm。渗氮后的表面硬度很高,不需淬火 |
精磨或研磨之前 |
数控工序前后一般都穿插有其他普通工序,如衔接不好就容易产生矛盾,因此,要解决好数控工序与非数控工序之间的衔接问题。最好的办法是建立相互状态要求,例如,要不要为后道工序留加工余量,留多少;定位面与孔的精度要求及几何公差等。其目的是相互能满足加工需要,且质量目标与技术要求明确,交接验收有依据。
有关手续问题,如果是在同一个车间,可由编程人员与主管该工件的工艺员协商确定,在制定工序工艺文件中互审会签,共同负责;如果不是在同一个车间,则应用交接状态表进行规定,共同会签,然后反映在工艺规程中。
1.轴类工件工艺路线
加工轴类工件主要是加工外圆表面及相关端面,轴线为设计基准,两端中心孔为定位基面。
一般主轴的加工工艺路线如下:
下料→锻造→退火(正火)→粗加工→调质→半精加工→表面淬火→粗磨→低温时效→精磨。
2.套类工件工艺路线
套类工件一般由孔、外圆、端面和槽组成,如图所示。套类工件的主要表面是同轴度要求较高的内、外圆表面,而孔是套类工件中起支撑或导向作用的最主要表面。支撑孔或导向孔所表达的轴线是设计基准,而支撑孔或导向孔则是定位基面。
具有花键孔的双联齿轮的加工工艺路线如下:
下料→锻造→粗车→调质→半精车→拉花键孔→套花键心轴车外圆→插齿(或滚齿)→齿部倒角→齿面淬火→珩齿或磨齿。
3.支架、箱体类工件加工工艺路线
常见的支架和箱体类工件如图所示。箱体的结构较复杂,箱壁上有相互平行或垂直的孔系。箱体的底平面(或侧平面、上平面)既是装配基准,也是加工过程中的定位基准。
一般先加工主要平面,后加工支撑孔。对于刚度较低、要求较高的支架类工件,为了减小加工后的变形,宜分粗、精加工工序。
单件小批量生产,精度要求较高的支架、箱体类工件的加工工艺路线如下:铸造毛坯→退火→划线→粗加工主要平面→粗加工支撑孔→精加工主要平面→精加工支撑孔。其他次要表面的加工可根据情况穿插安排,螺钉孔的加工往往放在最后进行。
工件相邻两工序的工序尺寸之差,称为工序余量(加工余量)。选择毛坯时表面应留的加工余量称为毛坯余量。又如粗车后,要在直径上留1mm余量精车,这个1mm是精车余量;又如精车后要留0.4mm磨削,0.4mm是磨削余量。
在制定工艺卡时,必须确定适当的工序余量。如淬火工件,磨削余量留得太多,磨削时容易使工件表面退火;余量太少,又往往因工件淬火后变形等原因,下道工序无法把上道工序的痕迹切除而使工件报废。
工序余量一般采用查表方法获得。轴类工件毛坯在长度上的工序余量不宜留得过大。
知识点词条:工艺路线的制定