技术

   在零件制造过程中，减少加工工序，简化制造工艺流程是降低产品制造成本的重要途径。缩短零件制造工艺流程，可以减少机床、刀具和夹具的数量，以及减少设备操作人员和设备作业面积，由此促使生产设备投资的减少和零件制造周期的缩短，取得降低产品制造费用的效果。

    简化零件制造工艺流程是通过新的制造工艺替代传统制造工艺来实现的。例如，硬车替代磨削，高速磨削替代车削和高速硬铣替代电解加工等。零件制造工艺流程的合理化是精密成形技术和加工技术不断发展以及合理应用新工艺的必然结果。

    制造连杆的断裂剖分工艺

    本文介绍业已在生产中采用的简化零件制造工艺流程的一些方法，其中包括一些新工艺和新刀具。新工艺包括精密成形、硬加工、高速磨削、高速车铣和断裂剖分工艺，新刀具指多功能刀具和复合刀具。

    精密成形

    随着精密成形技术的发展，使毛坯轮廓愈来愈接近成品尺寸，零件的加工余量显著减少。目前，在大批量生产中，通过精密热成形(精铸、精锻和烧结)已可获得尺寸精度为(0.3～1.0)mm的毛坯；通过精密冷成形(冷轧和冷拨)则可获得IT7～IT11精度的毛坯。这类毛坯往往可不经粗车或粗铣而直接通过精加工获得成品。对于毛坯尺寸公差在磨削余量范围内的可免去软切削而进行淬火，然后进行磨削或进行硬车(或硬铣)。

    通过精密成形简化制造工艺流程是目前中大批量生产中常用的方法。

    硬加工

    采用具有一定几何形状的刀具进行硬切削(45HRC～62HRC)可明显简化工艺流程。例如，按常规工艺加工轴承环时，需采用热轧、退火、车削、淬火和磨削等五道工序。改用硬车工艺替代磨削就只需热轧、淬火(62HRC)和硬车(Rz1µm～Rz2µm)三道工序，减少了二道工序。这样，可缩短65%的加工时间，降低能耗45%和降低零件制造成本35%。又如戴姆勒-克莱斯勒的卡塞尔(Kassel)工厂采用硬车加工载货车的后桥半轴(CK45，61HRC，年产量30万件)，取代以往的磨削工艺，并用一台CNC车床代替过去的三台磨床，使工件的单件费用降低了50%以上。

    目前，通过硬铣简化模具制造的工艺流程是模具制造业中的技术发展趋势。模具的传统制造工艺是铣削(软铣)和电解加工。近几年来，高速硬铣已在许多场合(除了窄缝和深槽加工外)替代了软铣和电解加工，也就免去了电极的制造和抛光工序，由硬铣实现模具的全部加工。例如，一连杆锻压模(56NiCrMoV7)过去的传统加工工艺流程是精铣、淬火、电极制造、电解加工和抛光，目前采用硬铣工艺后，工件经淬火(47HRC)即可在一次装夹下只需进行粗铣和精铣就能加工成成品，加工表面粗糙工低于Ra0.8μm。这里可以看出，新工艺免去了常规工艺的软铣、电极制造、电解加工和抛光，大大简化了工艺制造流程。模具的加工时间一般可缩短75%，加工费用可节省50%。

    硬铣的应用，也为模具制造实现CAD-CAM-HSC的集成创造了条件，可以认为，高速硬铣正在给模具制造技术带来一次重大的变革。

    应指出，硬车和硬铣是高温切削，为避免因采用冷却润滑液引起的温度的急剧变化，致使刀具过早失效，所以硬加工是采用干式切削，这对保护生态环境有利。

高速磨削

    随着超硬CBN砂轮的开发和应用，磨削速度和进给速度得到大幅度提高。这种高速磨削(圆周速度90m/s～250m/s)工艺不仅具有很高的材料磨除率，并且能达到很高的加工质量，这就使磨削工艺从纯粹的精加工工艺发展成为一种通用的加工工艺。如采用电镀CBN砂轮磨削合金灰铸铁凸轮轴，直径上磨削余量为4.1mm，磨削速度90m/s，磨削时间只需12s，其单位砂轮宽度材料磨除率达到20mm3/mms。这样，采用CBN砂轮进行高速磨削就免去常规工艺流程中车削或铣削这样的预加工工序，直接通过磨削实现工件的粗、精加工。例如，一企业在加工草坪割草机的发动机曲轴,过去是采用六道车削工序和三道磨削工序,目前改用三道高速磨削工艺,采用电镀CBN砂轮，磨削速度为123m/s，免去所有车削工序，结果加工时间减少65%。