零件加工擬定工藝路線需注意的六個方面,缺一不可!
1、定位基準的選擇
在工藝規程設計中,正確選擇定位基準,對保證零件加工要求、合理安排加工順序有著至關重要的影響。
定位基準有精基準與粗基準之分,用毛坯上未經加工的表面作為定位基準,這種定位基準稱為粗基準。用加工過的表面作定位基準,這種定位基準成為精基準。
在選擇定位基準時往往先根據零件的加工要求選擇精基準,由工藝路線向前反推,最後考慮選用哪一組表面作為粗基準才能把精基準加工出來。
(1)精基準的選擇原則
選擇精基準一般應遵循以下幾項原則:
基準重合原則:應儘可能選擇被加工表面的設計基準作為精基準,這樣可以避免由於基準不重合引起的定位誤差。
統一基準原則:應儘可能選擇用同一組精基準加工工件上儘可能多的表面,以保證各加工表面之間的相對位置精度。
互為基準原則:當工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時,可以採用兩個加工表面互為基準反覆加工的方法。
自為基準原則:一些表面的精加工工序,要求加工餘量小而均勻,常以加工表面自身作為精基準。
上述四項選擇精基準的原則,有時不可能同時滿足,應根據實際條件決定取捨。
(2)粗基準的選擇原則
工件加工的第一道工序要用粗基準,粗基準選擇得正確與否,不但與第一道工序的加工有關,而且還將對工件加工的全過程產生重大影響。
合理分配加工餘量的原則:從保證重要表面加工餘量均勻考慮,應選擇重要表面作粗基準。
便於裝夾的原則:為使工件定位穩定,夾緊可靠,要求所選用的粗基準儘可能平整、光潔,不允許有鍛造飛邊、鑄造澆冒口切痕或其它缺陷,並有足夠的支承面積。
粗基準一般不得重複使用的原則。
上述4項選擇粗基準的原則,有時不能同時兼顧,只能根據主次決擇。
2、表面加工方法的選擇
機器零件的結構形狀都是由一些最基本的幾何表面組成的,機器零件的加工過程就是獲得這些幾何表面的過程。同一種表面可以選用各種不同的加工方法,但每種加工方法所能獲得的加工質量、所用加工時間和費用卻是各不相同的。
工程技術人員的任務,就是要根據具體加工條件選用最適當的加工方法,保證加工出合乎圖紙要求的機器零件。
在選擇加工方法時,一般總是首先根據零件主要表面的技術要求和工廠具體條件,先選定它的最終工序加工方法,然後再逐一選定該表面各有關前道工序的加工方法。
零件的加工表面都有一定的加工要求,一般都不可能通過一次加工就能達到要求,而是要通過多次加工(即多道工序)才能逐步達到要求。
確定加工方法的步驟可概括如下,在分析研究零件圖的基礎上:
首先要根據每個加工表面的技術要求,確定加工方法及加工方案。
確定加工方法時要考慮被加工材料的性質。
確定加工方法要考慮到生產類型,即要考慮生產率何經濟性的問題。大批大量可採用專用高效率的設備,單件小批生產通常採用通用設備和工藝裝備。
確定加工方法要考慮本廠(本車間)的現有設備和技術條件,應該充分利用現有設備,挖掘企業潛力。
3、加工階段的劃分
當零件的加工質量要求較高時,一般都要經過不同的加工階段,逐步達到加工要求,即所謂的「漸精」原則。一般要經過粗加工、半精加工和精加工等三個階段,如果零件的加工精度要求特別高、表面粗糙度要求特別小時,還要經過光整加工階段。
各個加工階段的主要任務概述如下:
粗加工階段:高效地切除加工表面上的大部分餘量,使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品。
半精加工階段:切除粗加工後留下的誤差,使被加工工件達到一定精度,為精加工作準備,並完成一些次要表面的加工。
精加工階段:保證各主要表面達到零件圖規定的加工質量要求。
光整加工階段 主要任務是降低表面粗糙度或進一步提高尺寸精度和形狀精度,但一般不能糾正表面間位置誤差。
劃分加工階段的主要目的是:
保證零件加工質量:劃分階段以後,粗加工階段造成的加工誤差,可以通過半精加工和精加工階段予以逐步修正,零件的加工質量容易得到保證。
有利於及早發現毛坯缺陷並得到及時處理。
有利於合理利用機床設備。
為了在機械加工工序中插入必要的熱處理工序,同時使熱處理髮揮充分的效果,這就自然的把機械加工工藝過程劃分為幾個階段,並且每個階段各有其特點及應該達到的目的。
此外,將工件加工劃分為幾個階段,還有利於保護精加工過的表面少受磕碰、切屑滑傷等損壞。
將工藝過程劃分成幾個階段是對整個加工過程而言的,不能拘泥於某一表面的加工。劃分加工階段並不是絕對的。
4、工序的集中與分散
確定加工方法之後,就要根據零件的生產類型和工廠 (車間)具體條件確定工藝過程的工序數。
確定零件加工過程工序數有兩種不同的原則,一種是工序集中原則,另一種是工序分散原則。
按工序集中原則組織工藝過程的特點是:
有利於採用自動化程度較高的高效機床和工藝裝備,生產效率高;
工序數少,設備數少,可相應減少操作工人數和生產面積;
工件的裝夾次數少,不但可縮短輔助時間,而且由於在一次裝夾中加工了許多表面,有利於保證各加工表面之間的相互位置精度要求。
按工序分散原則組織工藝過程,就是使每個工序所包括的加工內容盡量少些,其極端情況是每個工序只包括一個簡單工步。
按工序分散原則組織工藝過程的特點是:
所用機床和工藝裝備簡單,易於調整對刀;
對操作工人的技術水平要求不高;
工序數多,設備數多,操作工人多,生產佔用面積大。
5、工序順序的安排
(1)機械加工工序的安排
一般遵循以下幾個原則:
先加工定位基準面,再加工其它表面;
先加工主要表面,後加工次要表面;
先安排粗加工工序,後安排精加工工序;
先加工平面,後加工孔。
(2))熱處理工序及表面處理工序的安排
為改善工件材料切削性能安排的熱處理工序,例如退火、正火、調質等,應在切削加工之前進行。
為消除工件內應力安排的熱處理工序,例如人工時效、退火等,最好安排在粗加工階段之後進行。
為改善工件材料機械性能的熱處理工序,例如淬火、滲碳淬火等,一般都安排在半精加工和精加工之間進行。
為提高工件表面耐磨性、耐蝕性安排的熱處理工序以及以裝飾為目的而安排的熱處理工序,例鍍鉻、鍍鋅、發蘭等,一般都安排在工藝過程最後階段進行。
(3)其它工序的安排
為保證零件製造質量,防止產生廢品,需在下列場合安排檢驗工序:
粗加工全部結束之後;
送往外車間加工的前後;
工時較長和重要工序的前後;
最終加工之後。
6、機床設備與工藝裝備的選擇
正確選擇機床設備很重要,它不但直接影響工件的加工質量,而且還影響工件的加工效率和製造成本。所選機床設備的尺寸規格應與工件的形狀尺寸相適應,精度等級應與本工序加工要求相適應,電機功率應與本工序加工所需功率相適應,機床設備的自動化程度和生產效率應與工件生產類型相適應。
選用機床設備應立足於國內,必須進口的機床設備,須經充分論證,多方對比,合理的分析其經濟性,不能盲目引進。
如果工件尺寸太大(或太小)或工件的加工精度要求過高,沒有現成的設備可供選擇時,可以考慮採用自製專用機床。可根據工序加工要求提出專用機床設計任務書;機床設計任務書應附有與該工序加工有關的一切必要的數據資料,包括工序尺寸公差及技術條件,工件的裝夾方式,工序加工所用切削用量、工時定額、切削力、切削功率以及機床的總體布置形式等。
工藝裝備的選擇將直接影響工件的加工精度、生產效率和製造成本,應根據不同情況適當選擇。在中小批生產條件下,應首先考慮選用通用工藝裝備;在大批大量生產中,可根據加工要求設計製造專用工藝裝備。
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