(1)选择加工方法应考虑的因素
选择加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度、零件材料的可加工性、工件的结构形状和尺寸,生产类型及工厂现有身产条件。
加工表面的技术要求是决定表面加工方法的最重要因素。这些技术要求除了零件设计图样上所规定的以外,还包括由于基准不重合而提高对某些表面的加工要求,以及由于选择作为精基准而可能对其提出的更高加工要求。
根据各加工表面的技术要求,首先选择能保证该要求的最终加工方法,然后依次向前选定各预备工序的加工方法。
(2)外圆、内孔及平面的各种加工方案的适用范围(表4-10~表4-12)
表4-10 外圆表面加工方案的适用范围
加工方法 |
经济精度 |
表面粗糙度Ra/μm |
适用范围 |
粗车 |
ⅠT11以下 |
50~12.5 |
适用于淬火钢以外的各种金属 |
粗车-半精车 |
ⅠT8~10 |
6.3~3.2 |
粗车-半精车-精车 |
ⅠT7~8 |
1.6~0.8 |
粗车-半精车-精车-滚压(或抛光) |
ⅠT7~8 |
0.2~0.025 |
粗车-半精车-磨削 |
ⅠT7~8 |
0.8~0.4 |
主要用于淬火钢,也可用于未淬火钢,但不宜加工有色金属 |
粗车-半精车-粗磨-精磨 |
ⅠT6~7 |
0.4~0.1 |
粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工(或轮式超精磨) |
ⅠT5 |
0.1~Rz0.1 |
粗车-半精车-粗磨-精磨-超精磨或镜面磨 |
ⅠT5 |
0.025~ Rz0.05 |
粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨 |
ⅠT5 |
0.1~ Rz0.05 |
粗车-半精车-精车-金刚石车 |
ⅠT6~7 |
0.4~0.025 |
主要用于要求较高的有涩金属加工 |
表4-11 孔加工方案的适用范围
加工方案 |
经济精度 |
表面粗糙度Ra/μm |
适用范围 |
钻 |
ⅠT11~12 |
12.5 |
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯,也可用于加工孔径小于15~20mm的有色金属(但表面粗糙度稍粗糙) |
钻-铰 |
ⅠT9 |
3.2~1.6 |
钻-铰-精铰 |
ⅠT7~8 |
1.6~0.8 |
钻-扩 |
ⅠT10~11 |
12.5~6.3 |
同上,但孔径大于15~20mm |
钻-扩-铰 |
ⅠT8~9 |
3.2~1.6 |
钻-扩-粗铰-精铰 |
ⅠT7 |
1.6~0.8 |
钻-扩-机铰-手铰 |
ⅠT6~7 |
0.4~0.1 |
钻-扩-拉 |
ⅠT7~9 |
1.6~0.1 |
大批大量生产中小零件上午通孔(精度由拉刀的精度而定) |
粗镗(或扩孔) |
ⅠT11~12 |
12.5~6.3 |
除淬火钢外各种材料,毛坯有铸出孔或锻出孔 |
粗镗(粗扩)-半精扩(精扩) |
ⅠT8~9 |
3.2~1.6 |
粗镗(扩)-半精镗(精扩-精镗(铰) |
ⅠT7~8 |
1.6~0.8 |
粗镗(扩)-半精镗(精扩)-精镗-浮动镗刀精镗 |
ⅠT6~7 |
0.8~0.4 |
粗镗(扩)-半精镗-磨孔 |
ⅠT7~8 |
0.8~0.2 |
主要用于淬火钢,也可用于未淬火钢,但不宜用于有色金属 |
粗磨(扩)-半精镗-粗镗-精镗 |
ⅠT6~7 |
0.2~0.1 |
粗镗-半精镗-精镗-金刚镗 |
ⅠT6~7 |
0.4~0.05 |
主要用于精度要求高的有色金属加工 |
钻-(扩)-粗铰-精铰-珩磨;钻-(扩)-拉-珩磨;半精镗-精镗-珩磨 |
ⅠT6~7 |
0.2~0.025 |
黑色金属 |
以研磨代替上述方案中的珩磨 |
ⅠT6级以上 |
<0.1 |
表4-12 平面加工方案的适用范围
加工方案 |
经济精度 |
表面粗糙度Ra/μm |
适用范围 |
粗车-半精车 |
ⅠT9 |
6.3~3.2 |
未淬硬钢、铸铁、有色金属工件 |
粗车-半精车-精车 |
ⅠT7~8 |
1.6~0.8 |
粗车-半精车-磨削 |
ⅠT8~9 |
0.8~0.2 |
钢、铸铁 |
粗刨(或粗铣)-精刨(或精铣) |
ⅠT8~9 |
6.3~1.6 |
未淬硬钢、铸铁、有色金属工件。批量较大时宜采用宽刃精刨方案 |
粗刨(或粗铣)-精刨(或精铣)-刮研 |
ⅠT6~7 |
0.8~0.1 |
以宽刃刨削代替上述方案刮研 |
ⅠT7 |
0.8~0.2 |
粗刨(或粗铣)-精刨(或精铣)-磨削 |
ⅠT7 |
0.8~0.2 |
淬硬或未淬硬黑色金属工件 |
粗削(或粗铣)-精刨(或精铣)-粗磨-精磨 |
ⅠT6~7 |
0.4~0.02 |
粗铣-拉 |
ⅠT7~9 |
0.8~0.2 |
大量生产未淬硬较小的平面(精度视拉刀精度而定) |
粗铣-精铣-磨削-研磨 |
ⅠT6以上 |
0.1~Rz0.05 |
淬硬或未淬硬黑色金属工件 |
3. 加工阶段的划分与工序的合理组合
(1)加工阶段的划分。按加工性质和目的的不同,工艺过程一般可划分成组加工、半精加工、精加工和光整加工几个阶段,划分加工阶段的作用是:能减少或消除内应力、切削力和切削热对精加工的影响;及早发现毛坯缺陷;便于安排热处理,可合理使用机床;避免或减少损伤已精加工过的表面。
下列情况也可不划分加工阶段;加工精度要求不高、刚性足够或加工余量不大的工件;装夹、运输不便的重型零件。
(2)工序的组合,组合工序有两种不同的原则,即工序集中原则和工序分散原则。
工序集中的特点;零件各个反复面的加工集中在少数几个工序中完成,每个工序所安排的加工内容多;有利于保证各加工面间的相互位置精度要求;有利于采用高效机床和工艺装备;生产面积和操作工人数量减小;生产计划和生产组织得到简化;工件装夹次数减小。
工序分散的特点;工序多,工艺过程长,每个工序所包含的加工内容少;所使用的工艺设备和装备比较简单,易于变换产品。
一般来说,单件小批生产多遵循工序集中原则,而大批大量生产既可采取工序集中,也可采取工序分散。
4.加工顺序的安排
(1)切削加工顺序的安排原则
1)先加工基准表面、再加工其他表面
2)先加工主要表面(指装配基面、工作表面等),后加工次要表面(指键槽、螺孔等)
3)先安排粗加工工序,后安排精加工工序
(2)热处理工序的安排(见表4-13)
(3)检验工序的安排
1)加工质量检验,除各工序操作者自检外,在下列场合应考虑单独安排检验工序;零件粗加工阶段结束之后;从一个车间送往另一个车间的前后,重要工序的前后,零件全部加工结束之后。
2)特种检验X射线检查、超声波探伤检查等多用于检查工件内部质量,一般安排在工艺过程的开始;荧光检查、磁力探伤主要用来检查工件表面质量,通常安排在精加工阶段;密封性检查、工件的平衡及重量检查,一般都安排在工艺过程的最后。
表4-13 热处理工序的安排
热处理种类、名称 |
预备热处理 |
时效处理 |
最终热处理 |
表面处理 |
退火、正火、调质等 |
人工时效、自然时效 |
淬火、淬火回火、渗碳、冰冷处理 |
氧化 |
电镀、涂层、发蓝、氧化等 |
热处理目的 |
改善材料加工性能 |
消除内应力 |
提高材料硬度和耐磨性 |
提高表面耐磨性、耐腐蚀性,使之美观 |
热处理工序安排 |
机械加工之前 |
粗加工前或后 |
半精加工之后,精加工之前 |
精加工之后 |
工艺过程最后 |