工藝人員在對隔爆型零件的施工圖樣熟悉和掌握以及結(jié)構(gòu)工藝性分析以后就可以制訂零件加工的工藝路線。在制訂機(jī)械工藝路線時，人們應(yīng)該考慮以下基本原則。
1.制訂隔爆型零件機(jī)械加工工藝路線的基本原則
在制訂隔爆型零件機(jī)械加工工藝路線時，人們應(yīng)該遵循的總的原則是如何保證實現(xiàn)機(jī)械加工的“優(yōu)質(zhì)、高效、低成本”，正確地選擇機(jī)械加工方法、恰當(dāng)?shù)匕才偶庸すに図樞蚝秃侠淼靥幚砑庸すば虻募信c分散。這些方面都是工藝人員所必須審慎考慮的。
(1)機(jī)械加工方法確定原則
在選擇
防爆電器機(jī)械加工方法時，人們應(yīng)該重點考慮以下幾點：
1)生產(chǎn)綱領(lǐng)和現(xiàn)有生產(chǎn)條件
按照生產(chǎn)綱領(lǐng)就可以知道生產(chǎn)的批量，就可以確定加工時采用什么樣的設(shè)備和工裝；根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)條件就可以初步確定加工設(shè)備是使用現(xiàn)有設(shè)備還是需要添加設(shè)備，或者采用外協(xié)加工。
2)零件材料與加工方法
不同材料適應(yīng)的機(jī)械加工方法是不同的，有一些適于切削加工，麗另一些則適于磨削加工。通常情況下，硬度小的材料適于切削加工，例如有色金屬材料；硬度大的材料除切削加工外還適于磨削加工，例如黑色金屬材料。
零件材料一般都標(biāo)注在零件圖中，人們可以按照圖樣標(biāo)注材料選擇合適的加工方法。
3)加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度與零件的技術(shù)要求精度、表面粗糙度
每一種加工方法都有一個恰當(dāng)?shù)募庸そ?jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度。正確地選擇符合相應(yīng)加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度的加工方法有利予實現(xiàn)待加工零件所需的精度和表面粗糙度要求。
所謂“加工經(jīng)濟(jì)精度”，是指在正常的加工條件下，即在使用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的加工設(shè)備、工藝裝備和相應(yīng)技術(shù)等級的操作人員且不延長加工時間的情況下所能夠?qū)崿F(xiàn)的加工精度。這里列出一些加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度的相互關(guān)系，供大家在選擇加工方法時參考。
?、俑舯屯鈭A表面加工時加工方法與加工經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度的關(guān)系參考表1。
表1 隔爆型外圓表面加工方法與加工經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度推薦值①
加工方法 | 加工步驟 | 加工經(jīng)濟(jì)精度(公差等級) | 表面粗糙度Ra/um |
車削 | 粗車 | IT12-IT13 | 10～80 |
半精車 | IT10-IT11 | 2.05-10 |
精車 | IT7-IT8 | 1.25-5 |
鏡削 | 粗鏡 | IT12-IT13 | 10-80 |
半精銑 | IT11-IT12 | 2.5-10 |
精銑 | IT8-IT9 | 1.25-5 |
(外)磨削 | 粗磨 | IT8-IT9 | 1.25-10 |
| 半精磨 | IT6-IT7 | 0.63-2.5 |
表2 隔爆型平面加工方法與加工經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度推薦值①
加工方法 | 加工步驟 | 加工經(jīng)濟(jì)精度(公差等級) | 表面粗糙度Ra/um |
娩削 | 粗銑 | IT11-IT13 | 5-20 |
半精銑 | IT8-IT11 | 2.5-10 |
精銑 | IT6-IT8 | 0.63-5 |
車削(端面) | 粗車 | IT12-IT13 | 10-80 |
半精車 | IT8-IT11 | 2.5-10 |
精鏡 | IT6-IT8 | 1.25~5 |
刨削 | 粗倒 | IT11-IT13 | 5-20 |
半精刨 | IT8-IT13 | 2.5-10 |
精刨 | IT6-IT8 | 0.63-5 |
插銷 | - | IT8-IT13 | 2.5-20 |
拉削 | 粗拉 | IT10-IT11 | 5-20 |
(乎)磨削 | 粗磨 | IT8-IT10 | 1.25-10 |
?、偻?。
?、鄹舯涂准庸r加工方法與加工經(jīng)濟(jì)精度、表面粗糙度的關(guān)系參考表3。
加工方法 | 加工步驟 | 加工經(jīng)濟(jì)精度(公差等級) | 表面粗糙度Ra/um |
鉆削 | (φ≤15mm) | IT11-IT13 | 5-80 |
(φ>15mm) | IT10-IT12 | 20-80 |
擴(kuò)削 | 粗?jǐn)U | IT12-IT13 | 20-20 |
鑄孔一次擴(kuò)削 | IT11-IT13 | 10-40 |
精擴(kuò) | IT9-IT11 | 1.25-10 |
鉸削 | 半精鉸 | IT8-IT9 | 1.25-10 |
精鉸 | IT1.25-IT10 | 0.32-5 |
拉削 | 粗拉 | IT9-IT10 | 1.25-5 |
鑄孔一次拉削 | IT10-IT11 | 0.32-2.5 |
鏜削 | 粗健 | IT12-IT13 | 5-20 |
半精鐙 | IT10-IT11 | 2.5-10 |
精鏜 | IT7-IT9 | 0.63-5 |
(內(nèi))磨削 | 粗磨 | IT9-IT11 | 1.25-10 |
?、芡?。
這里應(yīng)該指出的是，各種加工方法所達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度在各種文獻(xiàn)中的描述是不一致的，因而表I一表3所示方法和數(shù)據(jù)僅供參考。還要強(qiáng)調(diào)說明，對于隔爆型零件，表面粗糙度并不是越小越好，非常光滑的表面有利于爆炸生成物通過，容易發(fā)生“傳爆”，因而只要符合要求就可以了。
(2)機(jī)械加工順序安排原則
在安排機(jī)械加工順序時，人們應(yīng)該考慮以下幾項主要內(nèi)容：
1)粗加工和精加工的加工順序
通常情況下，零件的粗加工和精加工分開進(jìn)行，而且先進(jìn)行粗加工后進(jìn)行精加工。這樣安排有如下優(yōu)點：
①及早地發(fā)現(xiàn)被加工零件存在的缺陷，例如氣孔、砂眼等，及早地剔除這些零件，避免浪費(fèi)人力物力。
?、谳^好地減小零件裝夾引起的彈性變形、切削熱引起的熱變形等因素對精加工工序的影響。
有時因情況的不同粗加工和精加工也可以安排在一起進(jìn)行。例如，生產(chǎn)綱領(lǐng)小的零件的加工，或者笨重體大的零件的加工，安排在一起進(jìn)行加工可以減小裝夾和搬運(yùn)成本。
2)基準(zhǔn)面和功能面的加工順序
在
加工過程中，基準(zhǔn)面的選擇十分重要?！盎鶞?zhǔn)面”影響著“功能面”，人們常常先加工基準(zhǔn)面后加工功能面。這樣安排的優(yōu)點如下：
?、儆欣诙ㄎ换鶞?zhǔn)，例如精基準(zhǔn)的定位。
②有利于保證加工精度。
3)主要表面和次要表面的加工順序
一般情況下，先加工主要表面(例如平面)，后加工次要表面(例如孔或鍵槽等)。這樣的安排有如下優(yōu)點：
?、儆欣诙ㄎ换鶞?zhǔn)，例如精基準(zhǔn)的定位。
?、谟欣诒ＷC孔或鍵槽的位置度。
這里需要指出的是，在這些加工順序安排中還有一些其他的工序，例如檢驗。檢驗應(yīng)該采用三檢模式(自檢、互檢、專檢)來保證各道工序加工尺寸的正確性。通常情況下，檢驗應(yīng)該在機(jī)械加工過程中、加工場地轉(zhuǎn)換前后以及機(jī)械加工完成時進(jìn)行。隔爆型零件必須進(jìn)行工序檢驗和完工檢驗。
(3)機(jī)械加工工序集中原則
工藝人員在安排加工順序時還應(yīng)該考慮工序的集中性或分散性。根據(jù)每一道工序安排加工的內(nèi)容多少，人們把工序過程分為工序集中和工序分散兩類。
這兩類工序過程各有特點：
1)工序集中
?、僖粋€零件在每道工序中加工工步內(nèi)容多，因而所需工序少，工藝路線短。
?、诹慵b夾次數(shù)少，能夠較好地保證加工精度，而且節(jié)約附加工時。
③加工設(shè)備和工裝相對要復(fù)雜一些。
?、懿僮魅藛T的技術(shù)水平要求相對要高一些。
2)工序分散
①一個零件在每道工序中加工工步內(nèi)容少，因而所需工序多，工藝路線長。
②加工設(shè)備、零件裝夾次數(shù)多，費(fèi)力費(fèi)時。
?、奂庸ぴO(shè)備和工裝相對要簡單一些。
?、懿僮魅藛T的技術(shù)水平要求相對要低一些。
在實際應(yīng)用中，人們應(yīng)該根據(jù)具體情況選擇是采用工藝集中，還是采用工藝分散，抑或是兩者兼之。習(xí)慣上，零件結(jié)構(gòu)相對簡單且生產(chǎn)批量又較大時常常采用工藝集中，反之則采用工藝分散。顯然，這不是一個簡單的采用模式。人們應(yīng)該顧及多種因素，例如零件的批量、技術(shù)要求的精度、現(xiàn)有加工設(shè)備和工裝的適應(yīng)性以及操作人員的綜合技術(shù)素質(zhì)等，經(jīng)過綜合分析來確定。
2.隔爆塑零件機(jī)械加工工藝路線示例
上面簡單地討論了隔爆型零件機(jī)械加工工藝路線的制訂原則，下面大概地介紹一下在防爆電氣設(shè)備制造中常用的幾種隔爆型零件的機(jī)械加工工藝路線。
(1)隔爆型平面
在隔爆型電氣設(shè)備中，隔爆外殼的殼體和蓋子之間經(jīng)常采用一種所謂“平面式連接(或稱法蘭式連接)”的隔爆接合面結(jié)構(gòu)。這是由兩個相互耦合的圓環(huán)狀平面或矩形環(huán)狀平面(圖8)組成的，是保持設(shè)備隔爆安全性能的一個至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)。
圖8隔爆型平面：隔爆外殼法蘭式隔爆接合面結(jié)構(gòu)示意圖
這樣的隔爆外殼常常采用鑄鐵、鑄鋼、鋼板和鑄鋁等材料制成。
1)平面式隔爆接合面的要求
為了保持隔爆安全性能，平面式隔爆接合面應(yīng)該符合下列要求：
?、俑舯雍厦鎸挾鹊脑O(shè)計值。
②隔爆接合面的表面粗糙度(m6.3um)。
③隔爆間隙(公差)的設(shè)計值。
④隔爆接合面法蘭壁厚的設(shè)計值。
這里需要指出的是，在耦合的兩平面之間，理論上間隙等于零，但是實際上由于平面在加工時有一個平面度存在，所以間隙不等于零。平面度，尤其是線性尺寸大的平面，直接影響著這里的間隙值大小。這是一個不可忽視的問題。
2)確定加工工藝路線
根據(jù)上述對隔爆型平面的分析，按照工藝路線的制訂原則，這里提出隔爆型平面機(jī)械加
工的工藝路線：粗車－半精車－精車，如圖9a所示；或者粗刨(銑)－半粗刨(銑)－精刨(銑)，如圖9b所示。
由于零件在加工過程中不要求特殊處理，例如淬火，所以在圖9b所示路線圖中，不要刨削和銑削交叉進(jìn)行，否則會增加加工設(shè)備的種類和裝夾倒換次數(shù)，不符合“工序集中”原則。
(2)隔爆型圓筒面
在隔爆型電氣設(shè)備中，設(shè)備外殼有時采用圓筒式結(jié)構(gòu)，而且殼體和蓋子常常采用止口配合的隔爆結(jié)構(gòu)(圖10)。在這種隔爆結(jié)構(gòu)中，隔爆參數(shù)(寬度和間隙)，有時由止口的圓筒部分和平面部分一起構(gòu)成，有時只由止口的圓筒部分單獨構(gòu)成。
這種結(jié)構(gòu)的隔爆外殼常常采用鑄鐵、鑄鋼、鋼板和鑄鋁等材料制成。
1)圓筒式隔爆接合面的要求為保證這種結(jié)構(gòu)的隔爆安全性能，圓筒式隔爆接合面應(yīng)該符合以下要求：
?、賵A筒部分隔爆接合面寬度(b)的設(shè)計值。
②平面部分隔爆接合面寬度(A，a)的設(shè)計值。
?、鄹舯雍厦娴谋砻娲植诙?m6.3um)。
④隔爆間隙(公差)的設(shè)計值。
?、莞舯雍厦娣ㄌm壁厚的設(shè)計值。
?、奚w子的圓筒面和平面交界處清根。
?、邭んw的(內(nèi))圓筒面和平面交界處倒角：α=45o，f小于等于1mm。
?、喈?dāng)隔爆接合面寬度為L=A+b，L1=a+b時圓筒面和平面之間的垂直度(當(dāng)隔爆接合面不包括平面部分時允許不考慮垂直度)。
2)確定加工工藝路線
根據(jù)上述對隔爆型圓筒面的分析，按照工藝路線的制訂原則，這里提出隔爆型圓筒面機(jī)械加工的工藝路線：粗車_半精車_精車，如圖11所示。
除上述加工路線外，對于鑄鋼件和鑄鐵件，有時也可以采用“粗車。半精車_+粗磨”的方案，但是不是特殊情況一般不要采用這種方案，此方案會增加工件裝夾次數(shù)，不符合“工序集中”原則。
(3)隔爆型孔
在隔爆型電氣設(shè)備中，設(shè)備外殼上常常有一些孔-軸式隔爆結(jié)構(gòu)，例如操縱桿配合結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)常常由軸、軸套和隔爆外殼殼壁組成，如圖12所示。軸套和軸構(gòu)成孔.軸式隔爆結(jié)構(gòu)，同樣隔爆外殼殼壁和軸套也構(gòu)成這種結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)的隔爆外殼常常采用鑄鐵、鑄鋼、鋼板和鑄鋁等材料制成；而軸套常常采用銅合金[例如，黃銅(H62)]材料制成；采用銅合金制作的軸套具有較好的耐磨性。
圖12 隔爆型孔：隔爆外殼孔-軸式隔爆接合面結(jié)構(gòu)示意圖
a)孔.軸式隔爆結(jié)構(gòu)b)隔爆外殼殼壁e)襯套(軸套)
1)孔.軸式隔爆接合面的要求
為保證這種結(jié)構(gòu)的隔爆安全性能，孔-軸式隔爆接合面應(yīng)該符合以下要求：
①隔爆接合面寬度(L)的設(shè)計值。
?、诟舯雍厦娴谋砻娲植诙?孔：Ra 6.3um或 Ra3.2um，軸：Ra3.2um或Ra1.6um)。
?、鄹舯g隙(公差)的設(shè)計值。
?、芸着c隔爆外殼殼壁之間的垂直度不做特殊要求。
2)確定加工工藝路線
根據(jù)上述對隔爆型孔的分析，按照工藝路線的制訂原則，隔爆型孔機(jī)械加工的工藝路線：鉆_擴(kuò)，如圖13a所示；或者，鉆斗粗鏜，如圖13b所示。
a) b)
圖13 隔爆型孔機(jī)械加工路線圖
(4)隔爆型螺紋
在隔爆型電氣設(shè)備中，人們有時會采用一些螺紋式隔爆結(jié)構(gòu)，例如圓筒形的隔爆外殼采用隔爆螺紋來緊固蓋子和殼體(圖14)。這種結(jié)構(gòu)由外螺紋和內(nèi)螺紋的鋸齒構(gòu)成隔爆接合面。在實際應(yīng)用中，螺紋式隔爆結(jié)構(gòu)又分為圓柱形螺紋結(jié)構(gòu)和錐形螺紋結(jié)構(gòu)。
這種結(jié)構(gòu)的隔爆外殼常常采用鑄鐵、鑄鋼和鋼板材料(不得采用鋁合金材料)制成。
這里以圓柱形螺紋結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析。
1)螺紋式隔爆接合面的要求
為保證這種結(jié)構(gòu)的隔爆安全性能，螺紋式隔爆接合面應(yīng)該符合以下要求：
①螺距(P大于等于0.7mm)的設(shè)計值。
②精度(中等)。
?、蹏Ш峡蹟?shù)的設(shè)計值。
?、車Ш祥L度的設(shè)計值。
?、莨顬?H/69(GB/T 9145--2003)。
2)確定加工工藝路線
根據(jù)上述對隔爆型螺紋的分析，按照工藝路線的制訂原則，隔爆型螺紋加工路線分以下兩種：
①攻螺紋和套扣成形
對于標(biāo)稱直徑不大于16mm的螺紋，通常采用攻螺紋和套扣的方法成形：
·內(nèi)螺紋：鉆孔→攻螺紋。
在這種情況下，在工件上鉆孔，且孔的直徑不應(yīng)該大于螺紋內(nèi)經(jīng)。使用絲錐攻螺紋時，有時可能需要進(jìn)行兩次：一攻和二攻。
圖14隔爆型鳙紋：隔爆外殼
螺紋式隔爆接合面結(jié)構(gòu)示意圖1一蓋子(外螺紋)2一亮體(內(nèi)纛紋)
·外螺紋：粗車→板牙套扣。
在這種情況下，工件(或毛坯)外圓表面應(yīng)該光滑，直徑不應(yīng)該小于螺紋外徑。
攻螺紋和套扣一般的尺寸公差等級可以達(dá)到IT6-IT8，表面粗糙度可達(dá)Ra1.6—6.3um。
②車削成形
對于公稱尺寸較大的螺紋，通常采用車床車削成形。這種方法可以得到不同精度和表面粗糙度的內(nèi)、外螺紋。
在車削螺紋前，人們應(yīng)該對工件(或毛坯)進(jìn)行粗車預(yù)加工。預(yù)加工后工件的直徑：對于外螺紋，不要小于螺紋外徑；對于內(nèi)螺紋，不要大于螺紋內(nèi)經(jīng)。
當(dāng)然，除車削螺紋外，人們還可以采用其他方法加工出精度更高、表面粗糙度值更小的螺紋，例如銑削、磨削、滾壓等；只是對于隔爆型螺紋，車削成形就可以達(dá)到要求。
從上述對隔爆型平面、隔爆型圓筒面、隔爆型孔和隔爆型螺紋提出的機(jī)械加工工藝路線可以看出，加工方法和零件材料相適應(yīng)，工序安排和零件結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，工序集中程度合適。當(dāng)然，這不是唯一的機(jī)械加工路線，人們應(yīng)該根據(jù)自身情況(機(jī)械加工能力和實踐經(jīng)驗)來選擇適合自己的方法。
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