常州机电职业技术学院毕业设计指导书-数控加工工艺

常州机电职业技术学院毕业设计指导书-数控加工工艺内容摘要：

零件会产生较大的变形。 而且经过粗加工后零件的内应力要重新分布，也会使零件发生变形。 如果不划分加工阶段而连续加工，就无法避免和修正上述原因所引起的加工误差。 加工阶段划分后，粗加工造成的误差，通过半精加工和精加工 可以得到修正，并逐步提高零件的加工精度和表面质量，保证了零件的加工要求。 （ 2）合理使用机床设备的需要 粗加工一般要求功率大，刚性好，生产率 8 高而精度不高的机床设备。 而精加工需采用精度高的机床设备，划分加工阶段后就可以充分发挥粗、精加工设备各自性能的特点，避免以粗干精，做到合理使用设备。 这样不但提高了粗加工的生产效率，而且也有利于保持精加工设备的精度和使用寿命。 （ 3）及时发现毛坯缺陷 毛坯上的各种缺陷（如气孔、砂眼、夹渣或加工余量不足等），在粗加工后即可被发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工后 造成工时和加工费用的浪费。 （ 4）便于安排热处理 热处理工序使加工过程划分成几个阶段，如精密主轴在粗加工后进行去除应力的人工时效处理，半精加工后进行淬火，精加工后进行低温回火和冰冷处理，最后再进行光整加工。 这几次热处理就把整个加工过程划分为粗加工 —— 半精加工 —— 精加工 —— 光整加工阶段。 在零件工艺路线拟订时，一般应遵守划分加工阶段这一原则，但具体应用时还要根据零件的情况灵活处理，例如对于精度和表面质量要求较低而工件刚性足够，毛坯精度较高，加工余量小的工件，可不划分加工阶段。 又如对一些刚性好的重型零件，由 于装夹吊运很费时，也往往不划分加工阶段而在一次安装中完成粗精加工。 还需指出的是，将工艺过程划分成几个加工阶段是对整个加工过程而言的，不能单纯从某一表面的加工或某一工序的性质来判断。 例如工件的定位基准，在半精加工阶段甚至在粗加工阶段就需要加工的很准确，而在精加工阶段中安排某些钻孔之类的粗加工工序也是常有的。 三、 工序的划分 工序集中就是零件的加工集中在少数工序内完成，而每一道工序的加工内容却比较多；工序分散则相反，整个工艺过程中工序数量多，而每一道工序的加工内容则比较少。 (一 ) 工序集中的特点 9 有利于采用高生产率的专用设备和工艺装备，如采用多刀多刃、多轴机床、数控机床和加工中心等，从而大大提高生产率。 减少了工序数目，缩短了工艺路线，从而简化了生产计划和生产组织工作。 减少了设备数量，相应地减少了操作工人和生产面积。 减少了工件安装次数，不仅缩短了辅助时间，而且在一次安装下能加工较多的表面，也易于保证这些表面的相对位置精度。 专用设备和工艺装置复杂，生产准备工作和投资都比较大，尤其是转换新产品比较困难。 （二）工序分散特点 设备和工艺装备结构都比较简单，调整方便，对工人的技术水平 要求低。 可采用最有利的切削用量，减少机动时间。 容易适应生产产品的变换。 设备数量多，操作工人多，占用生产面积大。 工序集中和工序分散各有特点；在拟订工艺路线时，工序是集中还是分散，即工序数量是多还是少，主要取决于生产规模和零件的结构特点及技术要求。 在一般情况下，单件小批生产时，多将工序集中。 大批量生产时，既可采用多刀、多轴等高效率机床将工序集中，也可将工序分散后组织流水线生产；目前的发展趋势是倾向于工序集中。 （三）工序顺序的安排 机械加工工序的安排 （ 1）基准先行 零件加工一般多 从精基准的加工开始，再以精基准定位加工其它表面。 因此，选作精基准的表面应安排在工艺过程起始工序先进行加工，以便为后续工序提供精基准。 例如轴类零件先加工两端中心孔，然后再以中心孔作为精基准，粗、精加工所有外圆表面。 齿轮加工则先加工内孔及基准端面，再以内孔及端面作为精基准，粗、精加工齿形表面。 10 （ 2）先粗后精 精基准加工好以后，整个零件的加工工序，应是粗加工工序在前，相继为半精加工、精加工及光整加工。 按先粗后精的原则先加工精度要求较高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再进行精加工和光整加工。 在 对重要表面精加工之前，有时需对精基准进行修整，以利于保证重要表面的加工精度，如主轴的高精度磨削时，精磨和超精磨削前都须研磨中心孔；精密齿轮磨齿前，也要对内孔进行磨削加工。 （ 3）先主后次 根据零件的功用和技术要求。 先将零件的主要表面和次要表面分开，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。 次要表面一般指键槽、螺孔、销孔等表面。 这些表面一般都与主要表面有一定的相对位置要求，应以主要表面作为基准进行次要表面加工，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结束。 也有放在 最后加工的，但此时应注意不要碰伤已加工好的主要表面。 （ 4）先面后孔 对于箱体、底座、支架等类零件，平面的轮廓尺寸较大，用它作为精基准加工孔，比较稳定可靠，也容易加工，有利于保证孔的精度。 如果先加工孔，再以孔为基准加工平面，则比较困难，加工质量也受影响。 热处理工序的安排 热处理可用来提高材料的力学性能，改善工件材料的加工性能和消除内应力，其安排主要是根据工件的材料和热处理的目的来进行。 （ 1）正火、退火 正火和退火是为了改善切削加工性能和消除毛坯的内应力。 如含碳量大于 %的低碳钢和低碳合金钢 ，为降低硬度便于切削，常采用退火；含碳量低于 %的低碳钢和低碳合金钢为避免硬度过低切削时粘刀，一般采用正火以提高硬度；退火和正火常安排在毛坯制造之后粗加工之前。 （ 2）调质 调质处理即淬火后的高温回火，能获得均匀细致的索氏体组织，为以后表面淬火和渗氮作组织准备，常安排在粗加工之后半精加工之前进行。 （ 3）时效处理 时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应 11 力。 常安排在粗加工之后进行。 对于加工精度要求不高的工件，也可放在粗加工之前进行。 （ 4）淬火 淬火处理的目的主要是提高零件材料的硬度和耐 磨性。 淬火工序一般安排在半精加工与精加工之间进行，因淬火后工件硬度很高，且有一定变形，需再进行磨削或研磨加工，以修正热处理工序产生的变形。 在淬火工序之前需将铣键槽、车螺纹、钻螺纹底孔、攻螺纹等次要表面的加工进行完毕，以防止零件淬硬后不能加工。 （ 5）渗碳淬火 渗碳淬火适用于低碳钢和低碳合金钢，其目的是使零件表层含碳量增加，经淬火后使表层获得高的硬度和耐磨性，而芯部仍保持其较高的韧性。 由于渗碳淬火变形大，且渗碳层深度一般为 ~2 mm 之间，因此渗碳淬火工序一般安排在半精加工与精加工之间。 （ 6）渗氮处理 渗氮是使氮原子渗入金属表面而获得一层含氮化合物的处理方法。 渗氮层可以提高零件表面的硬度，耐磨性，疲劳强度和抗蚀性。 由于渗氮处理温度较低，变形小，且渗氮层较薄（在 ~ ），因此常安排在精加工之间进行。 为减小渗氮变形，在切削加工之后一般需进行调质处理。 检验工序的安排 检验工序一般安排在粗加工后，精加工前；送往外车间前后；重要工序和工时长的工序前后；零件加工结束后，入库前。 其它工序的安排 （ 1）表面强化工序 如滚压、喷丸处理等，一般安排在工艺过程的最后。 （ 2）表面处理工序 如发蓝、电镀等一般安排在工艺过程的最后。 （ 3）探伤工序 如 X 射线检查、超声波探伤等多用于零件。