在零件制造過程中，減少加工工序，簡化制造工藝流程是降低產(chǎn)品制造成本的重要途徑�？s短零件制造工藝流程，可以減少機床、刀具和夾具的數(shù)量，以及減少設(shè)備操作人員和設(shè)備作業(yè)面積，由此促使生產(chǎn)設(shè)備投資的減少和零件制造周期的縮短，取得降低產(chǎn)品制造費用的效果。

    簡化零件制造工藝流程是通過新的制造工藝替代傳統(tǒng)制造工藝來實現(xiàn)的。例如，硬車替代磨削，高速磨削替代車削和高速硬銑替代電解加工等。零件制造工藝流程的合理化是精密成形技術(shù)和加工技術(shù)不斷發(fā)展以及合理應(yīng)用新工藝的必然結(jié)果。

1.制造連桿的斷裂剖分工藝

    本文介紹業(yè)已在生產(chǎn)中采用的簡化零件制造工藝流程的一些方法，其中包括一些新工藝和新刀具。新工藝包括精密成形、硬加工、高速磨削、高速車銑和斷裂剖分工藝，新刀具指多功能刀具和復(fù)合刀具。

2.精密成形

    隨著精密成形技術(shù)的發(fā)展，使毛坯輪廓愈來愈接近成品尺寸，零件的加工余量顯著減少。目前，在大批量生產(chǎn)中，通過精密熱成形(精鑄、精鍛和燒結(jié))已可獲得尺寸精度為(0.3～1.0)mm的毛坯；通過精密冷成形(冷軋和冷撥)則可獲得IT7～ IT11精度的毛坯。這類毛坯往往可不經(jīng)粗車或粗銑而直接通過精加工獲得成品。對于毛坯尺寸公差在磨削余量范圍內(nèi)的可免去軟切削而進行淬火，然后進行磨削或進行硬車(或硬銑)。

    通過精密成形簡化制造工藝流程是目前中大批量生產(chǎn)中常用的方法。

3.硬加工

    采用具有一定幾何形狀的刀具進行硬切削(45 HRC～62 HRC)可明顯簡化工藝流程。例如，按常規(guī)工藝加工軸承環(huán)時，需采用熱軋、退火、車削、淬火和磨削等五道工序。改用硬車工藝替代磨削就只需熱軋、淬火(62 HRC)和硬車(Rz 1µm～ Rz 2µm)三道工序，減少了二道工序。這樣，可縮短65%的加工時間，降低能耗45%和降低零件制造成本35%。又如戴姆勒-克萊斯勒的卡塞爾(Kassel)工廠采用硬車加工載貨車的后橋半軸(CK45，61HRC，年產(chǎn)量30萬件)，取代以往的磨削工藝，并用一臺CNC車床代替過去的三臺磨床，使工件的單件費用降低了50%以上。

    目前，通過硬銑簡化模具制造的工藝流程是模具制造業(yè)中的技術(shù)發(fā)展趨勢。模具的傳統(tǒng)制造工藝是銑削(軟銑)和電解加工。近幾年來，高速硬銑已在許多場合(除了窄縫和深槽加工外)替代了軟銑和電解加工，也就免去了電極的制造和拋光工序，由硬銑實現(xiàn)模具的全部加工。例如，一連桿鍛壓模(56NiCRMoV7)過去的傳統(tǒng)加工工藝流程是精銑、淬火、電極制造、電解加工和拋光，目前采用硬銑工藝后，工件經(jīng)淬火(47HRC)即可在一次裝夾下只需進行粗銑和精銑就能加工成成品，加工表面粗糙工低于Ra 0.8μm。這里可以看出，新工藝免去了常規(guī)工藝的軟銑、電極制造、電解加工和拋光，大大簡化了工藝制造流程。模具的加工時間一般可縮短75%，加工費用可節(jié)省50%。

    硬銑的應(yīng)用，也為模具制造實現(xiàn)CAD-CAM-HSC的集成創(chuàng)造了條件，可以認為，高速硬銑正在給模具制造技術(shù)帶來一次重大的變革。

    應(yīng)指出，硬車和硬銑是高溫切削，為避免因采用冷卻潤滑液引起的溫度的急劇變化，致使刀具過早失效，所以硬加工是采用干式切削，這對保護生態(tài)環(huán)境有利。

4.高速磨削

    隨著超硬CBN砂輪的開發(fā)和應(yīng)用，磨削速度和進給速度得到大幅度提高。這種高速磨削(圓周速度90 m/s～250 m/s)工藝不僅具有很高的材料磨除率，并且能達到很高的加工質(zhì)量，這就使磨削工藝從純粹的精加工工藝發(fā)展成為一種通用的加工工藝。如采用電鍍CBN砂輪磨削合金灰鑄鐵凸輪軸，直徑上磨削余量為4.1 mm，磨削速度90 m/s，磨削時間只需12s，其單位砂輪寬度材料磨除率達到20 mm3/mms。這樣，采用CBN砂輪進行高速磨削就免去常規(guī)工藝流程中車削或銑削這樣的預(yù)加工工序，直接通過磨削實現(xiàn)工件的粗、精加工。例如，一企業(yè)在加工草坪割草機的發(fā)動機曲軸,過去是采用六道車削工序和三道磨削工序,目前改用三道高速磨削工藝,采用電鍍CBN砂輪，磨削速度為123 m/s，免去所有車削工序，結(jié)果加工時間減少65%。

5.高速車銑

    車銑工藝是由車削和銑削合成的一種復(fù)合加工新工藝。進行車銑時，工件作慢速轉(zhuǎn)動，由裝在刀架驅(qū)動軸上的圓盤銑刀對工件進行銑削。由于銑削速度高(300m/min～500m/min)，切削力小、加工時間短、加工精度高和表面質(zhì)量好的諸多優(yōu)點，所以應(yīng)用這種新工藝可以節(jié)省加工工序。采用高速車銑工藝加工曲軸的連桿頸、主軸頸、軸肩和沉割槽時，要比常規(guī)工藝節(jié)省二道工序。

6.斷裂剖分工藝

    斷裂剖分是使一個整體件通過沖擊斷裂使其分離成兩件的一種工藝，目前，這種工藝已應(yīng)用于連桿和曲軸箱的加工上，應(yīng)用這種新工藝旨在通過斷裂剖分使被斷裂分離的連桿體和連桿頂蓋，曲軸箱軸承座和軸承蓋能直接進行精確合裝，免去如傳統(tǒng)工藝為實現(xiàn)連桿體和其頂蓋、曲軸箱軸承座和軸承蓋精確合裝所需的眾多切削加工(如傳統(tǒng)的連桿加工工藝，一般要14道加工工序，而采用斷裂剖分新工藝，就只需6道加工工序)。這就大大簡化了工藝流程，并且還顯著地提高了這兩種合裝件的合裝精度，提高了發(fā)動機的工作性能。

7.多功能刀具和復(fù)合刀具

    在中、大批量生產(chǎn)(如汽車工業(yè))中，在組合機床和自動線上常常通過復(fù)合刀具來完成工件多個部位的加工或?qū)崿F(xiàn)多個工序的加工，以減少加工工位和縮短自動線的長度，使生產(chǎn)合理化。

    采用多功能刀具和復(fù)合刀具，并且利用加工中心控制系統(tǒng)的插補功能可以簡化加工的工藝流程。

    在加工中心上用多功能刀具進行銑孔時，旋轉(zhuǎn)的銑刀繞Z軸作螺旋插補運動，一次工作行程就可加工出所需大小的孔。例如加工直徑為285mm的孔，采用160mm直徑的銑刀，在一次工作行程中即可完成加工任務(wù)，這比常規(guī)工藝可節(jié)省五道擴孔工序和節(jié)省73%的加工時間。

    近年來，在加工中心上采用螺紋銑刀也只需一次工作行程銑出螺紋孔。而按常規(guī)工藝，螺紋孔的加工常常是要采用兩把或三把刀具分別進行鉆底孔、倒角和攻絲。這不僅縮短了加工時間，而且也變相增加了加工中心的刀庫容量。這種螺紋孔銑削工藝，已非常普遍地用于汽車發(fā)動機缸蓋、缸體和變速箱體上的螺紋孔加工。

    從上面所述簡化零件制造工藝流程的一些方法和實例中可以看出，減少零件毛坯的切削余量和加工工序是優(yōu)化制造工藝流程的主要途徑，而先進的刀具和加工工藝以及機床技術(shù)是其關(guān)鍵。這些技術(shù)的進一步發(fā)展，為不斷提高各個加工工藝的潛在能力創(chuàng)造了條件，進而促進了不同加工工藝的相互競爭和替代，由此促進零件生產(chǎn)工藝流程的不斷簡化。

    很顯然，具體的生產(chǎn)工藝流程是同投資費用聯(lián)系著的，因此，企業(yè)在決策時，應(yīng)對零件的整個生產(chǎn)流程(從毛坯成形到軟加工或硬加工出成品)全盤加以考慮和分析，采用新的刀具和新的加工工藝，選擇最佳的制造工藝流程，以獲得更好的經(jīng)濟效益。

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本文標題：零件的制造工藝流程

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