【文章內(nèi)容簡介】 精度和表面質量要求較低而工件剛性足夠，毛坯精度較高，加工余量小的工件，可不劃分加工階段。又如對一些剛性好的重型零件，由于裝夾吊運很費時，也往往不劃分加工階段而在一次安裝中完成粗精加工。還需指出的是，將工藝過程劃分成幾個加工階段是對整個加工過程而言的，不能單純從某一表面的加工或某一工序的性質來判斷。例如工件的定位基準，在半精加工階段甚至在粗加工階段就需要加工得很準確，而在精加工階段中安排某些鉆孔之類的粗加工工序也是常有的。工序的劃分 工序集中就是零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)完成，而每一道工序的加工內(nèi)容卻比較多；工序分散則相反，整個工藝過程中工序數(shù)量多，而每一道工序的加工內(nèi)容則比較少。(1)工序集中的特點 ① 有利于采用高生產(chǎn)率的專用設備和工藝裝備，如采用多刀多刃、多軸機床、數(shù)控機床和加工中心等，從而大大提高生產(chǎn)率。 ② 減少了工序數(shù)目，縮短了工藝路線，從而簡化了生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作。 ③ 減少了設備數(shù)量，相應地減少了操作工人和生產(chǎn)面積。 ④ 減少了工件安裝次數(shù)，不僅縮短了輔助時間，而且在一次安裝下能加工較多的表面，也易于保證這些表面的相對位置精度。 ⑤ 專用設備和工藝裝置復雜，生產(chǎn)準備工作和投資都比較大，尤其是轉換新產(chǎn)品比較困難。(2)工序分散特點 ① 設備和工藝裝備結構都比較簡單，調(diào)整方便，對工人的技術水平要求低。 ② 可采用最有利的切削用量，減少機動時間。 ③ 容易適應生產(chǎn)產(chǎn)品的變換。 ④ 設備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。 工序集中和工序分散各有特點；在擬訂工藝路線時，工序是集中還是分散，即工序數(shù)量是多還是少，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模和零件的結構特點及技術要求。在一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，多將工序集中。大批量生產(chǎn)時，既可采用多刀、多軸等高效率機床將工序集中，也可將工序分散后組織流水線生產(chǎn)；目前的發(fā)展趨勢是傾向于工序集中。工序順序的安排(1) 機械加工工序的安排1）基準先行 零件加工一般多從精基準的加工開始，再以精基準定位加工其它表面。因此，選作精基準的表面應安排在工藝過程起始工序先進行加工，以便為后續(xù)工序提供精基準。例如軸類零件先加工兩端中心孔，然后再以中心孔作為精基準，粗、精加工所有外圓表面。齒輪加工則先加工內(nèi)孔及基準端面，再以內(nèi)孔及端面作為精基準，粗、精加工齒形表面。2）先粗后精 精基準加工好以后，整個零件的加工工序，應是粗加工工序在前，相繼為半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原則先加工精度要求較高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再進行精加工和光整加工。在對重要表面精加工之前，有時需對精基準進行修整，以利于保證重要表面的加工精度，如主軸的高精度磨削時，精磨和超精磨削前都須研磨中心孔；精密齒輪磨齒前，也要對內(nèi)孔進行磨削加工。3）先主后次 根據(jù)零件的功用和技術要求。先將零件的主要表面和次要表面分開，然后先安排主要表面的加工，再把次要表面的加工工序插入其中。次要表面一般指鍵槽、螺孔、銷孔等表面。這些表面一般都與主要表面有一定的相對位置要求，應以主要表面作為基準進行次要表面加工，所以次要表面的加工一般放在主要表面的半精加工以后，精加工以前一次加工結束。也有放在最后加工的，但此時應注意不要碰傷已加工好的主要表面。4）先面后孔 對于箱體、底座、支架等類零件，平面的輪廓尺寸較大，用它作為精基準加工孔，比較穩(wěn)定可靠，也容易加工，有利于保證孔的精度。如果先加工孔，再以孔為基準加工平面，則比較困難，加工質量也受影響。(2)熱處理工序的安排 熱處理可用來提高材料的力學性能，改善工件材料的加工性能和消除內(nèi)應力，其安排主要是根據(jù)工件的材料和熱處理目的來進行。熱處理工藝可分為兩大類：預備熱處理和最終熱處理。1) 預備熱處理 預備熱處理的目的是改善加工性能、消除內(nèi)應力和為最終熱處理準備良好的金相組織。其熱處理工藝有退火、正火、時效、調(diào)質等。① 退火和正火。退火和正火用于經(jīng)過熱加工的毛坯。含碳量高于 ％的碳鋼和合金鋼，為降低其硬度易于切削，常采用退火處理；含碳量低于 ％的碳鋼和合金鋼，為避免其硬度過低切削時粘刀，而采用正火處理。退火和正火尚能細化晶粒、均勻組織，為以后的熱處理做準備。退火和正火常安排在毛坯制造之后、粗加工之前進行。② 時效處理。時效處理主要用于消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應力。為減少運輸工作量，對于一般精度的零件，在精加工前安排一次時效處理即可。但精度要求較高的零件 ( 如坐標鏜床的箱體等 ) ，應安排兩次或數(shù)次時效處理工序。簡單零件一般可不進行時效處理。除鑄件外，對于一些剛性較差的精密零件 ( 如精密絲杠 ) ，為消除加工中產(chǎn)生的內(nèi)應力，穩(wěn)定零件加工精度，常在粗加工、半精加工之間安排多次時效處理。有些軸類零件加工，在校直工序后也要安排時效處理。③ 調(diào)質。調(diào)質即是在淬火后進行高溫回火處理，它能獲得均勻細致的回火索氏體組織，為以后的表面淬火和滲氮處理時減少變形做準備，因此調(diào)質也可作為預備熱處理。由于調(diào)質后零件的綜合力學性能較好，對某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作為最終熱處理工序。2) 最終熱處理 最終熱處理的目的是提高硬度、耐磨性和強度等力學性能。① 淬火。淬火有表面淬火和整體淬火。其中表面淬火因為變形、氧化及脫碳較小而應用較廣，而且表面淬火還具有外部強度高、耐磨性好，而內(nèi)部保持良好的韌性、抗沖擊力強的優(yōu)點。為提高表面淬火零件的機械性能，常需進行調(diào)質或正火等熱處理作為預備熱處理。其一般工藝路線為：下料一鍛造一正火 ( 退火 ) 一粗加工一調(diào)質一半精加工一表面淬火一精加工。② 滲碳淬火。滲碳淬火適用于低碳鋼和低合金鋼，先提高零件表層的含碳量，經(jīng)淬火后使表層獲得高的硬度，而心部仍保持一定的強度和較高的韌性和塑性。滲碳分整體滲碳和局部滲碳。局部滲碳時對不滲碳部分要采取防滲措施 ( 鍍銅或鍍防滲材料 ) 。由于滲碳淬火變形大，且滲碳深度一般在 ~2mm之間，所以滲碳工序一般安排在半精加工和精加工之間。其工藝路線一般為：下料一鍛造一正火一粗、半精加工一滲碳淬火一精加工。當局部滲碳零件的不滲碳部分，采用加大余量后切除多余的滲碳層的工藝方案時，切除多余滲碳層的工序應安排在滲碳后，淬火前進行。③ 滲氮處理。滲氮是使氮原子滲入金屬表面獲得一層含氮化合物的處理方法。滲氮層可以提高零件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。由于滲氮處理溫度較低、變形小、且滲氮層較薄 ( 一般不超過 ～) ，因此滲氮工序應盡量靠后安排，常安排在精加工之間進行。為減小滲氮時的變形，在切削后一般需進行消除應力的高溫回火。(3)檢驗工序的安排檢驗工序一般安排在粗加工后，精加工前；送往外車間前后；重要工序和工時長的工序前后；零件加工結束后，入庫前。(4)其它工序的安排1）表面強化工序 如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過程的最后。2）表面處理工序 如發(fā)藍、電鍍等一般安排在工藝過程的最后。3）探傷工序 如 X 射線檢查、超聲波探傷等多用于零件內(nèi)部質量的檢查，一般安排在工藝過程的開始。磁力探傷、熒光檢驗等主要用于零件表面質量的檢驗，通常安排在該表面加工結束以后。4）平衡工序 包括動、靜平衡，一般安排在精加工以后。在安排零件的工藝過程中，不要忽視去毛刺、倒棱和清洗等輔助工序。在銑鍵槽、齒面倒角等工序后應安排去毛刺工序。零件在裝配前都應安排清洗工序，特別在研磨等光整加工工序之后，更應注意進行清洗工序，以防止殘余的磨料嵌入工件表面，加劇零件在使用中的磨損。加工余量的確定加工余量的概念及其影響因素在選擇了毛坯，擬訂出加工工藝路線之后，就需確定加工余量，計算各工序的工序尺寸。加工余量大小與加工成本有密切關系，加工余量過大不僅浪費材料，而且增加切削工時，增大刀具和機床的磨損，從而增加成本；加工余量過小，會使前一道工序的缺陷得不到糾正，造成廢品，從而也使成本增加，因此，合理地確定加工余量，對提高加工質量和降低成本都有十分重要的意義。(1)加工余量的概念 在機械加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度稱為加工余量。加工余量分為工序余量和加工總余量。 工序余量是指為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差。加工總余量是指由毛坯變?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面上所切除的金屬層總厚度，即毛坯尺寸與零件圖設計尺寸之差。 由于毛坯尺寸和各工序尺寸不可避免地存在公差，因此無論是加工總余量還是工序余量實際上是個變動值，因而加工余量又有基本余量、最大余量和最小余量之分，通常所說的加工余量是指基本余量。加工余量、工序余量的公差標注應遵循“入體原則”即：“毛坯尺寸按雙向標注上、下偏差；被包容表面尺寸上偏差為零，也就是基本尺寸為最大極限尺寸（如軸）；對包容面尺寸下偏差為零，也就是基本尺寸為最小極限尺寸（如內(nèi)孔）。 加工過程中，工序完成后的工件尺寸稱為工序尺寸。由于存在加工誤差，各工序加工后的尺寸也有一定的公差，稱為工序公差。工序公差帶的布置也采用“入體原則”法。表示加工余量及其公差的關系，不論是被包容面還是包容面，其加工總余量均等于各工序余量之和。Z＝ Z＋ Z＋ Z＋ … 加工余量還有雙邊余量和單邊余量之分，平面加工余量是單邊余量，它等于實際切削的金屬層厚度。對于外圓和孔等回轉表面，加工余量是指雙邊余量，即以直徑方向計算，實際切削的金屬為加工余量數(shù)值的一半。(2)確定加工余量應考慮的因素 為切除前工序在加工時留下的各種缺陷和誤差的金屬層，又考慮到本工序可能產(chǎn)生的安裝誤差而不致使工件報廢，必須保證一定數(shù)值的最小工序余量。為了合理確定加工余量，首先必須了解影響加工余量的因素。影響加工余量的主要因素有：1) 前工序的尺寸公差 由于工序尺寸有公差，上工序的實際工序尺寸有可能出現(xiàn)最大或最小極限尺寸。為了使上工序的實際工序尺寸在極限尺寸的情況下，本工序也能將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除，本工序的加工余量應包括上工序的公差。2) 前工序的形狀和位置公差 當工件上有些形狀和