有关机械加工工艺优化的思考
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摘要：优化机械加工是保障产品质量,节能降耗的重要手段;它涵盖加工操作、技术应用、工艺设计和实施、材料分析等方面的知识,为产品上质量、上水平、并不断创新提高效益奠定基础。
关键词：机械加工；工艺
在机械制造领域里如何使用现有设备,将物及料耗降到最低,让利益最大化是每一个机械制造企业要考虑的首要问题。通过降低成本,在市场竞争中站住脚,赢得市场份额。如何将其形成一个系统贯穿整个工艺,做好每一个细节,让产品达到完美和最小成本。要打破约定俗成,突破传统。不能因为干顺手就固步自封。当时的生产受当时设备及员工素质影响及工艺落后制约,有其时代性。机械制造包括生产对象、工艺方法、工艺要素、工艺文件、工艺装备及工艺装夹5个重要环节,它将机械加工构成一个完整的工艺环节体系。
一、生产对象
生产对象是指原材料、毛坯、铸件、焊接件、冲压件、关键件、试件、工艺用件。采用何种样件完成机械制造,是我们首要考虑的问题。有些零件的制造可焊、可锻、可铸、可车,在满足其工艺要求的前提下,进行成本估算。当然首要原则要达到材料对力学方面的要求,如强度、塑性、韧性、屈服极限等等,以及在高温、高压、强酸强碱的工况下,是否达标,并且考虑生产对象的加工性能。
二、工艺方法
工艺方法是制造手段,有铸造、锻造、热处理、机械加工及电加工。因加工精度和对金属组织的要求采用不同的方法制造,一般依照机械制造行业标准制造。现对这5种加工方法进行论述并说明其主要特点。
⑴铸造是将熔融金属浇注入型腔,待凝固得到一定形状和性能。它包括刻模、刷涂料层、浇注、热处理,其环节复杂且环环相扣。制定每一个工种规范工艺,可以达到借鉴和总结经验的作用,不断地改进和提高。刻模规范的下料,合理设置浇冒口,涂料的化学性能和物理性能及涂层的厚度,浇注温度的把握及如何合理利用热效益。
⑵锻造是在加工及工具的作用下,使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形,以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件加工方法。它可以局部改善材料的材质,有较好的强度及表面硬度,对材料损耗消耗较小。
⑶热处理是将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却,以改变其整体或表面组织,从而获得所需要性能的加工方法。热处理种种工艺知识的普及对优化制造可降低成本。
⑷机械加工是利用去除材料加工方法得到,依照零件形状位置和加工精度选择合适的加工方法。充分了解车床的加工性能,及机床各个部分正确的使用方法,减少机床的磨损和刀具的损坏,同时可以提高加工的精度。
⑸电加工是直接利用对工件进行加工的方法。我们常用的有等离子加工和刷镀。
三、工艺要素
工艺要素在操作过程中有工序、工步、辅助工步。在审图施工时候首先考虑到基准。基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。它包括设计基准、工艺基准、工序基准、定位基准、测量基准、装备基准、辅助基准。基准是保证零件尺寸精度和保证外形尺寸以及零件的互换性的前提,加工基准选择不当就无法保障这些因素。依据基准进行施工并兼顾如何正常设计工艺孔、工艺凸台及工艺留量。审核尺寸链包括工艺尺寸链,工艺尺寸及工序尺寸。在尺寸考虑范畴里要考虑到加工总余量,工序余量以及切入量。依据不同的所要加工的材料和使用的刀具以及机床性能选择切削速度、进给量和切削深度。此外还要考虑主轴转速、切削力以及切削温度和切削液的使用。
四、工艺文件
制定完整的工艺文件,对单一件和小批量一卡多用,包括机械加工过程卡、产品型号、零件名称、工时定额、设备型号。依据过程进行加工,指导每一步工作,突出重点,注重细节。它具有标准零件(或典型零件)工艺过程卡片格式。
⑴零件图样的工艺性审查。根据定单是单件还是批量产品选择机械加工工种,车、锻、焊、铸,确定工种。选择原则是要达到产品工艺性能的前提下分析各工种的性价比,是对生产前的预判,不能舍本逐末,以客户需求为主,同时避免造成浪费。
⑵工艺设备的选择。在能达到同样工艺情况下,考虑电耗、刀具消耗、副油、加工便捷程度及员工的工作强度。专用设备都有专用功能兼顾其它功能,做到扬长避短。同一类型的机床也有选择:①机床加工范围应与加工零件的要求相适合;②机床的工作精度应与工序要求的精度相适合;③机床的选择应与生产类型相结合。
⑶对大批量定型铸件毛坯的尺寸,对后续加工影响很大。合理设计加工工艺凸台及留有夹持长度。同时铸件的选材要合适,材料过硬,难于加工,材料过软,达不到要求的强度。
⑷在工艺上遵循:①尽量采用统一精基准,以避免基准转换;②尽量采用工序集中原则;③提高定位基准面之间的位置精度。它是机械加工的经济精度。此外尺寸公差,行位公差和表面粗糙度的要求应经济,合理。
⑸设备的维护和保养:①车床的保养和润滑,清洁,及各转动部分是否运转自如;②粗,精加工阶段分开,可较及时发现毛坯的缺陷,避免不必要的损失;③合理使用机床,使用精密机床较长期地保持其精度。依据加工行业最快捷及最经济的原则选购先进的设备用于生产,一次投入大,但长远利益可观。
五、工艺装备与工件装夹
工艺装备分专用工艺装备、通用工艺装备、和标准工艺装备。它是由夹具、模具、刀具、计量器具、辅具构成。工艺装备一般在批量生产中使用和制造,对于标准工艺装备可以在市场求购;对小批量产品,为保证加工精度要设计夹具和模具。在加工过程中有装夹、定位、夹紧、找正和对刀5个过程。工艺装备与工件装夹使用不当也会很大程度的影响产品的质量。
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