机械零件加工工艺的建议
在制造生产过程中,由于零件的要求和生产条件等不同,其制造工艺方案也不相同。相同的零件采用不同的工艺方案生产时,其生产效率、经济效益也是不相同的。在确保零件质量的前提下,拟定具有良好的综合技术经济效益、合理可行的工艺方案的过程称为零件的工艺过程设计。
一、材料选择的建议
在选择钢件作为材料时,小件建议更多的采用铝合金,如果因为强度和硬度的原因不能采用铝件,可以考虑采用S等不锈钢,它们的优劣对比如下:
45#钢劣势加工难度大,时间长,表面处理后尺寸精度发生较大变化,镀层中间位置薄,边缘厚,按科瑞公司镀铬层要求12-18um,则边缘厚度至少30um左右。尤其轴类零件更为明显。另外,45#钢就算表面进行了镀铬处理,但表面有细小微孔,时间长了也会生锈,操作上难免有轻微划痕和手摸汗渍也会生锈,硬度在20-30之间。S等不锈钢优势①强度和硬度比45#钢要高。硬度在30左右,不需表面处理也不会生锈;②减少一个流程缩短了加工时间;品质容易保证。但是S等不锈钢;③价格较高,大件不宜采用。铝合金等优势容易加工,加工时间短,成本低,表面处理容易,氧化后尺寸不容易发生变化,外观漂亮举例如下:
建议:将此零件的材料更改为S等其它不锈钢材料,不用表面
处理,尺寸也能保证,小件成本差异不大。
二、工艺改进的建议
□直角和直边与弧连接形成的角的制作建议
如上所示:
?铣直角时如图1所示的铣方式是铣不出来的,如果一边较短短于铣刀长度换一个方向才可铣成直角,否则只能铣出带R的角。黄色为R部分。
?如图2铣直线和弧连接形成的角也是如此,黄色为过渡区域,其实是弧不是角。一般忽略此问题,但遇到象图3的槽,而且需要装扁轴或扁头销就装不进了,因为扁轴和扁头销是外圆加工,四个角是有菱角的。(红色箭头为铣切方向)。
如果以上零件是钢件则全部可采用线割方式加工完成,还有一
种方式就是在角的位置先钻一个工艺避空孔再铣。
举例:
建议:在孔的四角位置各增加一个小的工艺避空孔再直接铣加工
一次完成。如图中四个红色圈圈的位置加钻孔。
三、结构改进的建议
□T型、工型和L型等类似零件改进建议
如上图所示:此类零件一般采用与长宽高相同尺寸的方料来加工,空出的部分全部靠铣(有些钢件可采用线割,铝件全部靠铣),成本浪费较大。如无特殊用途的零件,建议改为组装件。
此建议需建立在零件功能达到实际用途和要求为前提
建议:将图1-3分别按颜色分割成不同部分,按图纸尺寸采购板料就可以,将两块或三块板料加工好(留余量),在相应位置钻沉头孔和销钉孔(如图4),按图4的方式镶在一起以后再铣L以外的位置,使尺寸达到图纸要求,最后钻图纸上要求的其他孔。两边越长的零件节省越多。
四、其他建议
□可塑性材料(如赛钢、尼龙等)加工难度改进建议
可塑性材料因铣切破坏它们的结构以后会变形,切削量越大变形越大,所以尺寸不好控制,一般的做法是分多次铣的方式完成,而且每铣一次需静止放置一段时间,等变形稳定以后再进行下次加工,越到后面铣切量越小才能最后达到要求。但是对于锣空较多的平行度要求较高的工件就很难满足要求,只能降低要求。
□非金属材料螺纹孔的制作
分析:非金属材料使用螺纹孔,由于强度和硬度不够,螺纹容易损坏、拔牙,使用寿命短的现象。
建议:所有非金属材料需要做螺纹孔的均采用镶牙套的方式,当工件多次拆装也不会损坏,增加螺纹使用寿命。
□需热处理工件的工艺要求
需要热处理的零件,必须考虑其结构形状适合热处理工艺性的要求1.零件应尽量避免尖角、棱角零件的尖角、棱角处容易产生过热、应力集中,导致裂纹产生。在设计零件时应将其设计为圆角或倒角。2.零件截面厚度应力求均匀零件截面尺寸差别较大时,容易造成冷却速度和组织转变不一致,产生很大的应力,导致较大的变形或开裂。设计零件结构时,尽量使其各部分厚度均匀一致,如变盲孔为通孔,厚大部位应尽量减薄,在大截面处开工艺孔,合理安排零件上孔洞位置等设计,使零件减少变形和开裂。3.零件的形状应尽量对称和封闭。零件的几何形状不对称易造成淬火时冷却速度不同,应力分布不均匀而产生变形,因此应将零件形状对称设计。□尽量采用对称设计
自动化非标领域,机械零部件90%的零件是比较简单的,机械工程师在设计的时候,尽量的选用标准件,在米思米或者怡合达等
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