当零件表面具有较高的精度与表面粗糙度要求时,是不可能在一个工序中就把毛坯加工成成品的,需要把零件的加工过程分成若干个阶段进行,才能满足加工的质量要求。
1)加工阶段的划分
从保证加工质量、合理使用设备及人力等因素考虑,工艺路线按工序性质一般分为粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段。对那些加工精度和表面质量要求特别高的表面,在工艺过程中还应安排光整加工阶段。
(1)粗加工阶段。其主要任务是切除加工表面上的大部分余量,使毛坯的形状和尺寸尽量接近成品。粗加工阶段,加工精度要求不高,切削用量、切削力都比较大,所以粗加工阶段主要考虑如何提高劳动生产率。
(2)半精加工阶段。进一步提高精度和降低表面粗糙度,并留下合适的加工余量为主要表面精加工做好准备。本阶段还完成一些次要表面的加工,如钻孔、攻螺纹、切槽等。对于加工精度要求不高的表面或零件,经过半精加工后即可达到要求。
(3)精加工阶段。使精度要求高的表面达到规定的质量要求。要求的加工精度较高,各表面的加工余量和切削用量都比较小。
(4)光整加工阶段。对尺寸精度和表面粗糙度要求特别高的表面,还要安排光整加工,以进一步提高精度和减小表面粗糙度,一般不纠正形状和位置误差。(www.xing528.com)
应当指出,加工阶段的划分是指零件加工的整个过程,不能以某一表面的加工或某一工序的性质来判断。同时,在具体应用时,也不可以绝对化。当加工质量要求不高,工件的刚性足够,毛坯质量高,加工余量小时可以不划分加工阶段;在加工中心等自动机床上加工的零件以及某些运输、安装困难的重型零件,也不划分加工阶段,而是在一次安装下完成全部表面的粗、精加工。对于精度要求稍高的零件可在粗加工之后将夹具松开以消除夹紧变形,再用较小的力重新夹紧进行精加工。
2)划分加工阶段的作用
(1)保证加工质量。工件在粗加工阶段切除的余量较多,产生的切削热和切削力较大,工件所需要的夹紧力也大,因而使工件产生的内应力和由此引起的变形也大,所以粗加工阶段不可能达到高的精度和较小的表面粗糙度。完成零件的粗加工后,再进行半精加工、精加工,可以逐步减小或消除先行工序的加工误差,最后达到设计图样所规定的加工要求。
(2)合理使用设备。由于工艺过程分阶段进行,粗加工阶段可以采用功率大、刚度好、精度低、效率高的机床进行加工,以提高生产率。精加工阶段可采用高精度机床和工艺装备,严格控制有关工艺因素,以保证加工零件的质量要求。所以粗、精加工分开,可以充分发挥各类机床的性能、特点,做到合理使用设备,延长高精度机床的使用寿命。
(3)便于热处理工序的安排。机械加工工艺过程分阶段进行,便于在各工序之间穿插安排必要的热处理工序,既可以充分发挥热处理的效果,也有利于切削加工和保证加工精度。例如,对于一些精密零件,粗加工后安排去应力的时效处理,可以减小工件的内应力,从而减小对加工精度的影响。在半精加工后安排淬火处理,不仅能满足零件的性能要求,也使零件的粗加工和半精加工容易,零件因淬火产生的变形可以通过精加工予以消除。
(4)便于及时发现毛坯缺陷。由于工艺过程分阶段进行,在粗加工各表面之后,可及时发现毛坯缺陷,如气孔、砂眼和加工余量不足等,以便及时报废或修补,避免继续加工造成浪费。
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