【文章內(nèi)容簡介】 鉆 — 擴 — 粗鉸 — 精鉸 IT7 ～ 7 鉆 — 擴 — 機鉸 — 手鉸 IT6～ 7 ～ 8 鉆 — 擴 — 拉 IT7～ 9 ～ 大批大量生產(chǎn)（精度由拉刀的精度而定） 9 粗鏜（或擴孔） IT11～ 12 ～ 除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔 10 粗鏜（粗擴 ） — 半精鏜（精擴） IT8～ 9 ～ 11 粗鏜（擴） — 半精鏜（精擴） — 精鏜（鉸） IT7～ 8 ～ 12 粗鏜（擴） — 半精鏜（精擴） — 精鏜 — 浮動鏜刀精鏜 IT6～ 7 ～ 13 粗鏜（擴） — 半精鏜 — 磨孔 IT7～ 8 0. 8～ 0. 2 主要用于淬火鋼也可用于未淬火鋼，但不宜用于有色 金屬 14 粗鏜（擴） — 半精鏜 — 粗磨 — 精磨 IT6～ 7 ～ 15 粗鏜 — 半精鏜 — 精鏜 — 金鋼鏜 IT6～ 7 ～ 主要用于精度要求高的有色金屬加工 16 鉆 — （擴） — 粗鉸 — 精鉸 — 珩磨；鉆 — （擴） — 拉 — 珩磨；粗鏜 — 半精鏜 — 精鏜 — 珩磨 IT6～ 7 ～ 精度要求很高的孔 17 以研磨代替上述方案中的珩磨 IT6級以上 表 43 平面加工方案 序號 加 工 方 案 經(jīng)濟精度級 表面粗糙度 Ra值 /μm 適 用 范 圍 1 粗車 — 半精車 IT9 ～ 2 粗車 — 半精車 — 精車 IT7～ IT8 ～ 端面 3 粗車 — 半精車 — 磨削 IT8～ IT9 ～ 4 粗刨（或粗銑） — 精刨（或精銑） IT8～ IT9 ～ 一般不淬硬平面（端銑表面粗糙度較細） 5 粗刨（或粗銑） — 精刨（或精銑） — 刮研 IT6～ IT7 0. 8～ 0. 1 精度要求較高的不淬硬平面；批量較大時宜采用寬刃精刨方案 6 以寬刃刨削代替上述方案刮研 IT7 ～ 7 粗刨（或粗銑） — 精刨（或精銑） — 磨削 IT7 ～ 精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面 8 粗刨（或粗銑） — 精刨（或精銑） — 粗磨 — 精磨 IT6～ IT7 ～ 9 粗銑 — 拉 IT7～ IT9 ～ 大量生產(chǎn) ，較小的平面（精度視拉刀精度而定） 10 粗銑 — 精銑 — 磨削 — 研磨 IT6級以上 0. 1～ Rz0. 05 高精度平面 129 表 44 各種加工方法的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 (中批生產(chǎn) ) 被加工表面 加工方法 經(jīng)濟精度 IT 表面粗糙度 Ra（ μm） 外圓和端面 粗 車 半 精 車 精 車 粗 磨 精 磨 研 磨 超精加工 精細車（金剛車） 11～ 13 8～ 11 7～ 9 8～ 11 6～ 8 5 5 5～ 6 50～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 孔 鉆 孔 鑄鍛孔的粗擴（鏜） 精 擴 粗 鉸 精 鉸 半 精 鏜 精 鏜（浮動鏜） 精細鏜（金剛鏜） 粗 磨 精 磨 研 磨 珩 磨 拉 孔 11～ 13 11～ 13 9～ 11 8～ 9 6～ 7 9～ 11 7～ 9 6～ 7 9～ 11 7～ 9 6 6～ 7 7～ 9 50～ 50～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 平面 粗刨、粗銑 半精刨、半精銑 精刨、精銑 拉 削 粗 磨 精 磨 研 磨 11～ 13 8～ 11 6～ 8 7～ 8 8～ 11 6～ 8 5～ 6 50～ ～ 3. 2 ～ ～ ～ ～ ～ 2．加工階段的劃分 對于那些加工質(zhì)量要求較高或較復雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為以下幾個階段： (1) 粗加工階段 —— 主要任務(wù)是切除各表面 上的大部分余量，其關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。 (2) 半精加工階段 —— 完成次要表面的加工，并為主要表面的精加工做準備。 (3) 精加工階段 —— 保證各主要表面達到圖樣要求，其主要問題是如何保證加工質(zhì)量。 (4) 光整加工階段 —— 對于表面粗糙度要求很細和尺寸精度要求很高的表面，還需要進行光整加工階段。這個階段的主要目的是提高表面質(zhì)量，一般不能用于提高形狀精度和位置精度。常用的加工方法有金剛車 (鏜 )、研磨、珩磨、超精加工、鏡面磨、拋光及無屑加工等。 劃分加工階段的原因： (1) 保證加工 質(zhì)量 粗加工時，由于加工余量大，所受的切削力、夾緊力也大，將引起較大的變形，如果不劃分階段連續(xù)進行粗精加工，上述變形來不及恢復，將影響加工精度。所以，需要劃分加工階段，使粗加工產(chǎn)生的誤差和變形，通過半精加工和精加工予以糾正，并逐步提高零件的精度和表面質(zhì)量。 (2) 合理使用設(shè)備 粗加工要求采用剛性好、效率高而精度較低的機床，精加工則要求機床精度高。劃分加工階段后，可避免以精干粗，可以充分發(fā)揮機床的性能，延長使用壽命。 (3) 便于安排熱處理工序，使冷熱加工工序配合的更好 粗加工后，一般要安 排去應(yīng)力的時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。精加工前要安排淬火等最終熱處理，其變形可以通過精加工予 130 以消除。 (4)有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷 (如鑄件的砂眼氣孔等 ) 粗加工時去除了加工表面的大部分余量，若發(fā)現(xiàn)了毛坯缺陷，及時予以報廢，以免繼續(xù)加工造成工時的浪費。 應(yīng)當指出：加工階段的劃分不是絕對的，必須根據(jù)工件的加工精度要求和工件的剛性來決定。一般說來，工件精度要求越高、剛性越差，劃分階段應(yīng)越細；當工件批量小、精度要求不太高、工件剛性較好時也可以不分或少分階段；重型零件由于輸送及裝夾困難，一般在一次裝夾下完成粗精加 工，為了彌補不分階段帶來的弊端，常常在粗加工工步后松開工件，然后以較小的夾緊力重新夾緊，再繼續(xù)進行精加工工步。 3．加工順序的安排 (1) 切削加工順序的安排 ①先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。 ②先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如鍵槽、緊 固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常與主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前進行。 ③先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件 ，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利于保證孔與平面的位置精度，減小刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方便。 ④基面先行 用作精基準的表面，要首先加工出來。所以，第一道工序一般是進行定位面的粗加工和半精加工 (有時包括精加工 )，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，軸類零件頂尖孔的加工。 (2) 熱處理工序的安排 熱處理可以提高材料的力學性能，改善金屬的切削性能以及消除殘余應(yīng)力。在制訂工藝路線時，應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)，合理地安排熱處理工序。 ①退火與正火 退火或正火的目的是為了消除組織的不均勻，細化晶粒，改善金屬的加工性能。對高碳鋼零件用退火降低其硬度，對低碳鋼零件用正火提高其硬度，以獲得適中的較好的可切削性，同時能消除毛坯制造中的應(yīng)力。退火與正火一般安排在機械加工之前進行。 ②時效處理 以消除內(nèi)應(yīng)力、減少工件變形為目的。為了消除殘余應(yīng)力，在工藝過程中需安排時效處理。對于 — 般鑄件，常在粗加工前或粗加工后安排一次時效處理；對于要求較高的零件，在半精加工后尚需再安排一次時效處理；對于一些剛性較差、精度要求特別高的重要零件 (如精密絲杠、主軸等 )，常常在每個加工階 段之間都安排一次時效處理。 ③調(diào)質(zhì) 對零件淬火后再高溫回火，能消除內(nèi)應(yīng)力、改善加工性能并能獲得較好的綜合力學性能。一般安排在粗加工之后進行。對一些性能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。 ④淬火、滲碳淬火和滲氮 它們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工 (磨削 )之前進行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零件變形很小，也可以安排在精加工之后。 (3) 輔助工序的安排 檢驗工序是主要的輔助工序，除每道工序由操作者自行檢驗外，在粗加工之后，精加工 131 之前，零件轉(zhuǎn)換車間時，以及重要工序之后和全部 加工完畢、進庫之前，一般都要安排檢驗工序。 除檢驗外，其它輔助工序有：表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等。正確地安排輔助工序是十分重要的。如果安排不當或遺漏，將會給后續(xù)工序和裝配帶來困難，甚至影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以必須給予重視。 4．工序的集中與分散 經(jīng)過以上所述，零件加工的工步順序已經(jīng)排定，如何將這些工步組成工序，就需要考慮采用工序集中還是工序分散的原則。 (1) 工序集中 就是將零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工內(nèi)容多，工藝路線短。其主要特點是： ①可以采用高效機床和工藝裝備，生產(chǎn)率高 ； ②減少了設(shè)備數(shù)量以及操作工人人數(shù)和占地面積，節(jié)省人力、物力； ③減少了工件安裝次數(shù)，利于保證表面間的位置精度； ④采用的工裝設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，調(diào)整維修較困難，生產(chǎn)準備工作量大。 (2) 工序分散 工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長。其主要特點是： ①設(shè)備和工藝裝備比較簡單，便于調(diào)整，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變換； ②對工人的技術(shù)要求較低； ③可以采用最合理的切削用量，減少機動時間； ④所需設(shè)備和工藝裝備的數(shù)目多，操作工人多，占地面積大。 在擬定工藝路線時，工序集中或分 散的程度，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模、零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求，有時，還要考慮各工序生產(chǎn)節(jié)拍的一致性。一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，只能工序集中，在一臺普通機床上加工出盡量多的表面；大批大量生產(chǎn)時，既可以采用多刀、多軸等高效、自動機床，將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能采用效率較高的半自動機床，使工序適當集中，從而有效地提高生產(chǎn)率。 對于重型零件，為了減少工件裝卸和運輸?shù)膭趧恿?，工序?yīng)適當集中；對于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)適當分散。 據(jù)統(tǒng)計，在我國的機械產(chǎn)品中，屬于中小批量生產(chǎn)性質(zhì) 的企業(yè)已超過了企業(yè)總數(shù)的 90%，單件中小批量生產(chǎn)方式占絕對優(yōu)勢。隨著數(shù)控技術(shù)的普及，多品種中小批量生產(chǎn)中，越來越多地使用加工中心機床，從發(fā)展趨勢來看，傾向于采用工序集中的方法來組織生產(chǎn)。 數(shù)控加工工藝設(shè)計 數(shù)控加工的基本過程 數(shù)控加工，就是泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。數(shù)控機床是一種用計算機來控制的機床，用來控制機床的計算機，不管是專用計算機、還是通用計算機都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機床的運動和輔助動作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要 求、機床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式 (數(shù)控語言或符號 )編 132 制的。所謂編程，就是把被加工零件的工藝過程、工藝參數(shù)、運動要求用數(shù)字指令形式 (數(shù)控語言 )記錄在介質(zhì)上，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運行或終斷信息來控制機床的各種運動。當零件的加工程序結(jié)束時，機床便會自動停止。任何一種數(shù)控機床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機床就不能工作。 機床的受控動作大致包括機床的起動、停止；主軸的啟停、旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的變換；進給運動的方向、速度、方式；刀具的選擇、長度和半徑的補償；刀具的 更換，冷卻液的開起、關(guān)閉等。圖 429 是數(shù)控機床加工過程框圖。從框圖中可以看出在數(shù)控機床上加工零件所涉及的范圍比較廣，與相關(guān)的配套技術(shù)有密切的關(guān)系。合格的編程員首先應(yīng)該是一個很好的工藝員，應(yīng)熟練地掌握工藝分析、工藝設(shè)計和切削用量的選擇，能正確地選擇刀輔具并提出零件的裝夾方案，了解數(shù)控機床的性能和特點，熟悉程序編制方法和程序的輸入方式。 刀 具 調(diào) 整 卡模擬調(diào)試程序操作機床試切刀 輔 具 選 取確 定 刀 具手工編程程序輸入自動編程通訊傳輸工藝分析刀具方案零件圖紙工藝設(shè)計夾具方案組 合 夾 具可 調(diào) 夾 具通 用 夾 具成品刀對裝件工夾 圖 429 數(shù)控機床加工過程框圖 133 數(shù)控加工程序編制方法有手工 (人工 )編程和自動編程之分。手工編程，程序的全部內(nèi)容是 由人工按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編寫的。自動編程即計算機編程，可分為以語言和繪畫為基礎(chǔ)的自動編程方法。但是，無論是采用何種自動編程方法，都需要有相應(yīng)配套的硬件和軟件。 可見，實現(xiàn)數(shù)控加工編程是關(guān)鍵。但光有編程是不行的，數(shù)控加工還包括編程前必須要做的一系列準備工作及編程后的善后處理工作。一般來說數(shù)控加工工藝主要包括的內(nèi)容如下： (1) 選擇并確定進行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容； (2) 對零件圖紙進行數(shù)控加工