车削工艺规程汇编Word格式文档下载.docx
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杜绝乱拿乱放。
1.5生产工序的现场中,该产品/零部件的有效/受控图纸及详实记录的《生产工艺&
过程检验卡》(PM-QCP-006-01)、《产品检验记录卡》(PM-QCP-006-03)、《产品终检检验卡》(PM-QCP-006-04)等追溯性文件同时存在,必须做到图、物、卡同步存在或转序。
2.目的
2.1使生产者在本规程的指导下,正确、高效地生产出合格产品。
2.2为了实现产品生产过程中的质量控制。
2.3为了合理利用原辅材料、设备、人员和生产时间。
2.4为了使公司管理规范化,使生产中的“人、机、料、法、环”得到统筹、合理安排和利用,最大限度地减小内耗、提高效益。
3.适用范围:
3.1塑料或金属及其它可车削材料的轴类、管类、套类、圆片类产品或组件的配件加工。
3.2塑料或金属及其它可车削材料的公制、美制和英制标准的内外螺纹加工。
3.3吸塑、挤出、拉深、折弯、冲压等模具零件的加工。
4.产品综述
4.1产品材料主要分金属、塑料两种。
4.2按车削工艺在产品所有工序中的占比,我公司所生产的车削类产品,应分为:
4.2.1只经过车削加工(或再经表面处理的)的单一工艺产品。
4.2.2车削工艺只是复杂加工的工序之一,经过此工序后的工件,还需要铣、整形等其它工序,即复合工序的产品。
5.依据
《生产任务单》、《检验规程》、受控/有效图纸、经技术确认的样品或等效的技术文件。
6.工序级别定义:
6.1A级:
组装类工序。
6.2B级:
零部件或分件生产工序。
7.所用主要设备
序号
设备名称
设备型号
设备编号
1
普通车床
CL6130A
HDSCSB-007
2
CA6136
HDSCSB-046
3
万能磨刀机
N/A
HDSCSB-057
4
金属带锯床
G5325/35/100
HDSCSB-031
8.工艺流程
领料——下料———去毛刺——粗车——精车(含车外圆等多道工序,详见《生产工艺&
过程检验卡》)——倒角——去毛刺——检验——表面处理——包装——入库
9.检验定义
9.1自检:
由操作者在生产操作过程中自行检验。
9.2专检:
由专职检验员检验即车间检验员、总检检验。
10.工作记录
10.1直接性记录
10.1.1《领料单》
10.1.2《生产工艺&
过程检验卡》(PM-QCP-006-01)
10.1.3《产品检验记录卡》(PM-QCP-006-03)
10.1.4《产品终检检验卡》(PM-QCP-006-04)
10.1.5《入库单》
10.1.6《出库单》
10.2间接性记录
10.2.1《样品样件台账》(PM-ECP-011)
10.2.2《文件收发登记本》(PM-ECP-010-01)
10.2.3《产品报废申请单》(PM-PCP-024-01)
10.2.4《产品报废台账》(PM-PCP-024-02)
11.具体工艺要求(见下表)
工序
工艺质量要求
设备/工具
检验
领
料
1.按照《生产任务单》和图纸或样品,领取要求材质和规格的材料。
自检、专检
2.如材料重量或长度超出操作者一人领取时,操作者应向主管领导申请协助人。
3.领料人应严格按照库房管理制度,填写《领料单》,并有主管领导及相关人员签字。
4.材料领取后,应由质检人员予以确定。
去
毛
刺
1.截取的材料,在取下下料机时,要注意截断端的切割毛刺,不要被其划伤。
自检
2.在将材料粗车前,应用如角磨机或锉刀等适当工具,对切割端的切割毛刺予以打磨。
角磨机
3.或在车床上用锉刀予以打磨。
车床
粗
车
1.操作者应按照公司安全生产的要求,长发女工必须卷起头发戴好帽子、操作者必须带保护镜,不允许带手套。
2.粗车前,应先检查车刀状态。
3.将工件固定在卡盘上,转动卡盘,视觉检查工件的同心度。
4.直径小的材料,予车削的长度不能太长,应以卡盘正常转动时,材料予车削部分同心度最好为宜,不能在材料摆动的情况下车削。
5.粗车过程中,应密切注意车削量。
精
1.对粗车后形成的接近最终完成工件的目标尺寸进行精度加工。
2.严格注意工件加工与图纸要求的公差符合性。
3.车刀材料与锐度、角度等,是产品精车结果的主要因素。
4.精车后的产品,表面光洁度,要与图纸或样品、其它技术性指令或文件相符。
倒
角
1.倒角是本公司车削类产品加工过程中常见的工序,应按图纸或样品要求对所加工工件的要求位置倒直角或圆角。
2.圆角应圆滑,其光洁度也应按要求执行操作。
3.倒直角时,直边及角度与图纸或样品一致,并做光洁度处理。
1.精加工后的工件,应做表面光洁度和车削处去毛刺。
2.用800#或更高密度的纱布或砂纸打磨。
3.不可带手套操作此工序。
4.去毛刺时,车床转速要适当。
5.成品小部件,应整齐地放置在转序箱内。
转
序
1.车削加工完毕后的工件,如为金属材料的,必须做表面防腐处理,应转序到表面处理(或外协表面处理)。
2.如为塑料材料且无需做表面处理的工件,应转序到包装入库。
3.转序前,应对最终工件状态及数量再度核实。
4.转序时,工件实物应与《生产工艺&
过程检验卡》及检验记录、图纸等,一同转序。
包
装
入
库
1.合格产品单件用气泡塑料包装膜包装。
2.用本公司专用货箱包装。
包装箱内的成品,要清点好数量,并在箱子的上下放置底板和盖板。
3.上盖板与箱子上盖间,放置随货文件,即合格证、放行标签、总装箱单等,箱外适当位置贴附装箱单。
同一客户的多箱货物,可选定一个放置随货文件放置箱。
随货文件箱外,标志“文件在此箱内”字样。
4.用塑料胶带封贴箱盖后,再用打包带将货箱适当打包,防止货箱在运输过程中开裂。
5.货箱堆码要适量,重量较重的尽量避免堆码,应单放为好。
6.包装好后,暂存于库房的成品暂存区域,并通知市场部,待发货。
注:
N/A是英语“不适用”(Notapplicable)等类似单词的缩写。
12工艺重要关联与补充
12.1加工图纸中常用符号:
◎同轴度
//平行度
⊥垂直度
↗跳动
12.2车削工艺范围及特点
在车床上利用工件的旋转运动和刀具的直线移动,进行切削加工的方法,称为车削加工。
其中工件的旋转运动为主运动,刀具的移动为进给运动。
1)、工艺范围广。
2)、生产率高。
3)、生产成本低。
4)、精度范围大。
(1)荒车
荒车精度一般为IT18~IT15,表面粗糙度Ra大于80μm。
(2)粗车
粗车后的尺寸精度为IT13~IT11,表面粗糙度Ra值为30~12.5μm。
(3)半精车
尺寸精度要求不高的工件或精加工工序之前可安排半精车,半精车后的尺寸精度为IT10~IT8,粗糙度Ra为6.3~3.2μm。
(4)精车
一般作为最终工序或光整加工的预加工工序,精车后工件尺寸精度可达IT7~IT8,Ra值为1.6~0.8μm。
5)、高速精细车是加工有色金属高精度回转表面的主要方法。
12.3不锈钢的车削加工
目前应用的不锈钢,按其组织状态主要分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢,常把含鉻量超过11.7%或含镍量大于8%的合金钢,叫不锈钢,在合金钢中加入较多的金属元素(Cr和Ni),而改变了合金的物理性质和化学性质。
增强了抗腐蚀能力,无论在空气中还是在酸盐的溶液中,均不易氧化生锈并在较高温度(>
450℃)下仍具有较高的强度,因此被广泛应用于航空,航天、化工、石油、建筑和食品等工业部门及日常生活中。
1)、不锈钢的主要切削特点
(1)切削力大
其中奥氏体不锈钢尤为突出,这种材料虽然硬度不高,以牌号1Cr18Ni9Ti为例,其硬度≤187HBW,但塑性很好(断后伸长率δ=40%,断面收缩率Ψ=60%),因此在切削过程中塑性变形大,使切削力增加。
在切削用量相同时,切奥氏体不锈钢耗能比低碳钢约高50%。
(2)加工硬化严重
在不锈钢中,以奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢的加工硬化现象最为突出。
他们塑性大,塑性变形时晶格产生强烈歪扭;
同时奥氏体稳定性差,在切削力的作用下,部分奥氏体会转变为马氏体;
再加上化合物杂质在切削热的作用下,易于分解呈弥散分布,使切削加工时产生硬化层。
这一切均使加工硬化现象更为明显。
(3)刀具易产生粘附磨损
不锈钢材料在切削过程中产生高温下,与刀具材料的亲和性较大,使刀具与切削间产生粘结、扩散,易形成“刀瘤”,而造成刀具粘附磨损,降低刀具的使用寿命。
(4)切削区局部温度高
这类材料所需切削力大,分离切削消耗的功率也大,产生的切削热也就多,传入刀具的热量可达20%,而加工碳素钢时仅占9%,同时由于不锈钢的导热性不好(不锈钢的导热系数约为碳钢的1/3左右),大量切削热都集中在切削区和刀-屑接触的界面上,从而是切削区局部温度很高。
2)、刀具材料的选择
根据前述不锈钢的切削特点,要求刀具材料应具有耐热性好、耐磨性高、与不锈钢的亲和作用小等特点。
目前常用的刀具材料有硬质合金、高速钢和涂层刀具。
(1)硬质合金
通常情况下,多数难加工材料都宜选用YG类硬质合金加工。
最好不选用YT类硬质合金,尤其是在加工1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢时,应绝对避免选用YT类硬质合金。
因为不锈钢中的钛(Ti)和YT类硬质合金中的Ti产生亲和作用,切削容易把合金中的Ti带走,促使刀具磨损加剧。
YG类硬质合金的韧性较好,有较高的耐磨性和红硬性,更适合不锈钢材料的加工,可采用较大的前角,使切削轻快;
导热性也好;
同时切屑与刀具间不易粘接。
(2)高速钢
当工件的形状、尺寸、结构不便使用硬质合金刀具或或硬质合金刀具易于损坏时,需选用高性能高速钢刀具。
普通高速钢(如W18Cr4V等)的刀具寿命很低,不符合要求,可采用新型高速钢刀具如含钴高速钢(W2Mo9Cr4Vco8)、含铝超硬高速钢(W6Mo5Cr4V2Al)、含氮高速钢(W12Mo3Cr4V3N)等。
(3)新型刀具材料涂层刀具
采用化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)法,在硬质合金或其他材料刀具基本上涂覆一薄层耐磨性高的难溶金属(或非金属)化合物而得到的刀具材料。
涂层刀具的镀膜可以防止切屑和刀具直接接触,减小摩擦,降低各种机械热应力。
使用涂层刀具,可缩短切削时间,降低成本,减少换刀次数,提高加工精度,且刀具寿命长。
涂层刀具可减少或取消切削液的使用。
3)、刀具参数的确定
合理选择道具参数,对提高刀具的寿命和工件的加工质量非常重要。
在保证刀具有足够强度,力求不蹦刃的前提下,应选用较大前角,不仅能降低切削力和切削温度,而且也将使硬化深度降低。
车削各种不锈钢的前角一般为12°
-13°
。
在保证刀具足够的前提下,宜选较大的后角。
一般取10°
-20°
,还可采用在主刀刃上负倒棱等措施来强化到头,以提高刀具的耐磨能力。
由于不锈钢韧性、塑性大,切削时断屑困难,应用强迫变形的方法,主要是合理地选择前刀面上断屑槽的参数和切削用量。
我们在合理选择切削用量基础上,一般采用双刃倾角加外斜式卷屑槽的办法。
对外圆车刀磨出双刃倾角,使切屑面呈棱面形,刀具前刀面上刃磨出外斜式圆弧卷屑槽,使切屑沿卷屑槽导流卷曲成宝塔状卷屑或短紧螺旋卷屑。
加工不锈钢时,切屑对刀具的粘附性强,容易产生积屑瘤,因此刀具的前、后刀面及刃口要有较小的表面粗糙度值,以降低切削阻力。
减小切削粘附、提高刀具寿命。
4)、切削用量
(1)切削速度v
为了保证合理的刀具寿命,可降低切削速度。
一般切削不锈钢时切削速度可按车削普通碳钢的40%-60%。
(2)进给量f
为提高加工表面质量,给进量宜采用较小值。
(3)背吃刀量ap
(4)一般粗加工时可选ap=2—5mm,精加工时可选ap=0/2—0.5mm。
加工不锈钢的切削用量
5)、切削液
由于不锈钢的切削加工性较差,切削区温度高,要求切削液具有较高的冷却性能、润滑性能和渗透性。
为强化冷却效果,可采用高压喷住或油雾冷却。
常用的切削液有:
(1)硫化油:
具有一定的冷却性能和润滑性能,而且来源丰富,成本较低。
(2)四氯化碳+矿物油或其他油类:
矿物油或其他油类添加四氯化碳后,大大提高了切削液的渗透性,特备由于不锈钢材料的精加工。
6)、结束语
基于以上所述,不锈钢材料车削的基本原则是:
刀具材料应用坚韧好、强度高的硬质合金或涂层刀具,刀具参数应尽可能的合理并尽可能将刀具刃磨得锋利些,便于切屑的卷曲、折断,还应使切削用量适当和切削液供应充足。
相关措施方法应尽量配合使用。
使用涂层刀具时,合理选用车削要素,通过多次试验,批量加工涂层刀具更胜一筹,比以往在普通车床加工效率提高五倍以上。
12.4塑料件的切削加工
12.4.1前言
塑料制件一般采用直接成型的方法生产,但有些塑件直接成型困难或对其精度要求高时,必须进行切削加工。
塑件的切削加工一般采用加工金属的设备。
由于塑料的性能和金属相差较大,且塑料品种繁多,其种类不同性能也有较大差异,所以塑件的切削加工有它自身的特点。
12.4.2塑料的性能对切削加工的影响
热性能、弹性模量、塑料切屑的特点:
和金属相比,塑料的热容量小,导热性差(其导热系数只有金属的千分之三或更小),热膨胀系数大(比金属大1.5~20倍)。
故在切削过程中因摩擦而产生的热量主要传给刀具。
即使少量热量传给塑件内部,极易产生局部过热,引起塑件变色,熔融、甚至燃烧。
而且温度过高,塑件的弹性变形加剧,影响塑件的表面质量和尺寸精度,严重时引起工件弹跳,甚至造成事故。
因此,加工中常采用冷却剂(一般用压缩空气)降低温度。
塑料的弹性模量只有金属的1/10~1/16,切削加工时,若刀具和夹具对它施加压力过大,会引起较大的弹性变形,影响塑件的加工精度,严重时会造成加工困难。
因此在切削加工时,刀具的参数要合理,刃口要锋利,切削用量应适当,以减小切削力。
夹紧力不可过大。
在高速切削时,被切下来的塑料碎屑呈胶熔状态,遇冷即硬化。
在加工过程中,碎屑极易粘附在刀具上,从而改变刀具的角度,增大切削深度,影响塑件的加工精度,因此应及时除去切屑。
此外塑料制件在切削加工过程中,会产生大量切屑粉尘,必须采取有效的通风除尘措施,使空气中的粉尘含量符合国家规定的标准。
12.4.3刀具材料的选择
刀具的材料主要有高速钢、硬质合金、金刚石等。
切削一般的塑料,可选用前两种刀具材料。
相比较而言,高速钢的磨利性较好,选用高度刚刀具并仔细刃磨,能是刀具刃口更锋利,使其耐用度低于硬质合金刀具。
加工玻璃钢宜选用金刚石刀具。
因玻璃钢由塑料和玻璃钢纤维两种材料组合而成,切削时软硬相间,断续切削,每分钟的冲击达百万次以上,刀具比切削纯硬质材料还要容易磨钝,因此应选用耐磨性极好的金刚石刀具。
12.4.4刀具几何参数的选择
在选择刀具几何参数时应尽量减小切削力,降低切削温度,以保证塑件的加工质量,并尽可能提高生产率和刀具耐用度,降低加工成本。
下面着重讨论车刀几何参数选择原则。
表1切削常用塑料的车刀参考角度
塑料材料
前角(°
)
后角(°
硬聚氯乙烯
10~15
聚烯烃聚四氟乙烯
0~15
15~30
聚甲醛
10~25
聚丙烯酸酯
0~10
聚酰胺
5~15
5~10
聚碳酸酯
2~5
聚苯乙烯
0~5
玻璃钢
15
酚醛层压板
-5~0
8~18
车刀前角的大小直接影响切削效果。
前角选大些可减小切削变形、切削力,减少切削热的产生,降低切削温度,减小刀具刃口钝圆半径,使刀刃锋利;
同时能提高塑件加工质量。
但前角过大会削弱刀具强度,散热条件变差,切削温度反而升高,使刀具耐用度和塑件加工质量下降。
因此合理选择刀具的前角很重要。
选择时应综合考虑塑件材料、刀具材料及加工性质三方面的因素。
试验证明,加工塑件时,随刀具前角的增大,切削阻力会减小。
这是因为大多数塑料的抗压强度大于抗拉强度(一般大2~3倍),从力学的角度分析,杜兰萍刀具前角愈大愈有利于塑料发生拉伸断裂。
故加工塑件时,刀具前角应选大些;
但加工玻璃钢等材料,冲击力较大,为保证刀具强度,前角应取小些,甚至取负值。
刀具材料不同,前角的选择也不相同。
高速钢的抗弯强度和冲击韧性较大,可承受较大的切削力,前角可取更大的数值,以减小切削力。
加工性质不同,前角的选择也不同。
粗加工时,切削深度和进给量都较大,切削力大,为减小切削力,前角应取大些;
精加工时,切削速度一般较高,产生的切削热较多,为改善刀具散热条件,降低切削温度,前角可取小些。
12.4.5切削速度、进给量和切削深度
1)切削速度
提高切削速度可以缩短切削时间,提高生产率,且切削力不会增大,塑件表面粗糙度也几乎不受切削速度的影响。
但切削速度增加会使切削温度明显升高,塑件会产生热膨胀和热变形,甚至变色,影响加工质量,且刀具磨损加剧、耐用度降低(切削速度提高10%,刀具耐用度会缩短为原来的40%~60%),这样使换刀、磨刀、对刀调整等辅助时间增加,生产率反而有所下降,因此要控制切削速度。
常用塑料加工时的切削速度参见表2。
表2切削常用塑料的切削用量塑料材切削速进给切削深度量度料(mm)
切削速度(mm/min)
进给量(mm/r)
切削深度(mm)
120~180
0.1~0.25
0.12~0.5
150~180
0.05~0.38
150~300
聚烯烃、
聚四氟乙烯
90~225
0.05~0.2
230~300
0.03~0.1
-
酚醛层压塑料
150~600
-0.25~0.75
玻璃纤维酚醛
层压塑料
45~60
0.25
有机玻璃
15~80
-0.15~0.2
2)进给量和切削深度
进给量和切削深度增大时也使切削加工时间缩短,且因改善了散热条件,切削温度和刀具耐用度下降不大,不会使换刀、磨刀等辅助时间明显增加,故可提高生差率。
但随着进给量和切削深度的增加,切削力会显著增大(进给量增大一倍,切削力约增大70%~80%,切削深度增大一倍,切削力几乎成倍增加),易使塑件产生变形而影响加工质量,甚