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金属工艺拟定工艺路线的优化方案

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:常见典型表面的加工方案可参考第7章的有关内容来确定。热处理工序及表面处理工序 热处理是用来改善材料的性能及消除内应力的。热处理工序在工艺路线中的安排,应根据零件的材料和热处理的目的来确定。有时,为了避免过多的运输工作量,对于精度要求不太高的零件,一般把去除内应力的人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之前进行。3)送往外车间加工的前后,特别是热处理前后。

金属工艺拟定工艺路线的优化方案

1.确定加工方案

根据零件每个加工表面(特别是主要表面)的技术要求,选择较合理的加工方案。常见典型表面的加工方案可参考第7章的有关内容来确定。

在确定加工方案时,除了表面的技术要求外,还要考虑零件的生产类型、材料性能及本单位现有的加工条件等。

2.安排加工顺序

一个复杂零件的加工过程包括以下几种工序:机械加工工序、热处理工序、辅助工序等。

(1)机械加工工序的安排原则 包括以下4点:

1)先基面后其他。作为精基准的表面应在机械加工工艺过程一开始便进行加工,因为后续工序中加工其他表面时要用该精基准来定位,如果精基准不止一个,则应按照基面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基面和主要表面的加工。例如:精度要求较高的轴类零件(如机床主轴、丝杠,汽车发动机曲轴等),其第一道机械加工工序一般是铣端面,打中心孔,然后以顶尖孔定位加工其他表面;箱体类零件(如车床主轴箱,汽车发动机中的气缸体、气缸盖、变速器壳体等)也都是先安排定位基准面的加工(多为一个大平面,两个销孔),再加工其他平面和孔系。

2)先粗后精。对精度和表面质量要求较高的零件,应先安排粗加工,中间安排半精加工,最后安排精加工和光整加工。

3)先主后次。先安排主要表面的加工,后安排次要表面的加工。主要表面指设计基准面、工作表面、装配基面等;次要表面指非工作表面,如键槽紧固用的光孔和螺孔等。因为次要表面的加工工作量较小,且往往与主要表面有位置精度的要求,因此,一般要在主要表面达到一定的精度(如半精加工)之后,再以主要表面定位加工次要表面。例如,箱体主轴孔端面上的轴承盖螺钉孔,对主轴孔有位置要求,应排在主轴孔加工后加工,因为加工这些次要表面时,切削力、夹紧力小,一般不影响主要表面的精度。

4)先面后孔。对于箱体、支架等零件,其上有较大的平面可作为定位基准,应以平面为精基准来加工孔,可以保证定位稳定、准确、可靠,装夹方便,如法兰盘上的螺钉孔。

(2)热处理工序及表面处理工序 热处理是用来改善材料的性能及消除内应力的。热处理工序在工艺路线中的安排,应根据零件的材料和热处理的目的来确定。(www.xing528.com)

1)预备热处理。预备热处理的目的是改善切削性能,消除毛坯制造时的内应力和降低硬度,因此一般安排在机械加工之前。例如,对于碳的质量分数超过0.5%的碳钢一般采用退火,以降低硬度;对于碳的质量分数小于0.5%的碳钢一般采用正火,以提高材料的硬度,使切削时切屑不粘刀,表面较光滑。通过调质可使零件获得细密均匀的回火索氏体组织,也可用作预备热处理,调质处理常安排在粗加工之后、半精加工之前。

2)最终热处理。最终热处理应安排在半精加工之后、磨削加工之前进行(氮化处理应安排在精磨之后),目的是提高零件材料的强度、硬度和耐磨性等。氮化处理由于温度低、变形小,氮化层较薄(0.3~0.7mm),故应放在精磨之后进行。表面装饰性镀层、发蓝处理、阳极氧化等表面处理工序一般都安排在工艺过程的最后进行。

3)去除应力处理。去除应力处理最好安排在粗加工之后、精加工之前,如人工时效、退火。有时,为了避免过多的运输工作量,对于精度要求不太高的零件,一般把去除内应力的人工时效和退火放在毛坯进入机械加工车间之前进行。但是,对于精度要求特别高的零件(如精密丝杠),在粗加工和半精加工的过程中,要经过多次去除内应力退火,在粗、精磨过程中,还要经过多次人工时效。

(3)辅助工序 辅助工序主要包括工件的检验、去飞边、去磁、清洗和涂防锈油等。其中检验工序是主要的辅助工序,它是监控产品质量的主要措施,除了各工序的操作工人自行检验外,还必须在下列情况下安排单独的检验工序:

1)粗加工阶段结束之后。

2)重要工序之后。

3)送往外车间加工的前后,特别是热处理前后。

4)特种性能(如磁力无损检测、密封性等)检验之前。

除检验工序外,其余的辅助工序也不能忽视,如果缺少相关的辅助工序或要求不严,将对装配工作带来困难,甚至使机器不能使用。例如,未去净的飞边,将使零件不能顺利地进行装配,并危及工人的安全;润滑油道中未去净的切屑,将影响机器的运行,甚至使机器损坏。

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