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第4章 工艺规程设计4.1 机械加工工艺规程设计设计机械加工工艺规程是一项技术性很强综合性工作，其包含面很广。下面仅讨论多个关键问题零件图审查、毛坯确实定、定位基准选择和工艺路线拟订等。4.1.1 零件图审查在制订零件机械加工工艺规程之前，对零件进行工艺性分析，和对产品零件图提出 修改意见，是制订工艺规程一项关键工作。1分析零件图首先应熟悉零件在产品中作用、位置、装配关系和工作条件，搞清楚各项技术要求对零件装配质量和使用性能影响，找出关键和关键技术要求，然后对零件图样进行分析。(1) 检验零件图完整性和正确性在了解零件形状和结构以后，应检验零件视图是否正确、足够，表示是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差和技术要求标注是否齐全、合理等。(2) 零件技术要求分析零件技术要求包含下列多个方面：加工表面尺寸精度；关键加工表面形状精度；关键加工表面之间相互位置精度；加工表面粗糙度和表面质量方面其它要求；热处理要求；其它要求(如动平衡、未注圆角或倒角、去毛刺、毛坯要求等)。要注意分析这些要求在确保使用性能前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。尤其要分析关键表面技术要求，因为关键表面加工确定了零件工艺过程大致轮廓。(3) 零件材料分析即分析所提供毛坯材质本身机械性能和热处理状态，毛坯铸造品质和被加工部位材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判定其加工难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据。所选零件材料应经济合理，切削性能好，满足使用性能要求。(4) 合理标注尺寸零件图上关键尺寸应直接标注，而且在加工时应尽可能使工艺基准和设计基准重合， 并符合尺寸链最短标准。图4-1中活塞环槽尺寸为关键尺寸，其宽度应直接注出。零件图上标注尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量基准 标注尺寸。图4-2中轮毂键槽深度，只有尺寸c标注才便于用卡尺或样板测量。零件图上尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。图4-3所表示，已标注了孔距尺寸aa和角度，则x、y轴坐标尺寸就不能随便标注。有时为了方便加工，可按尺寸链计算出来，并标注在圆括号内，作为加工时参考尺寸。零件上非配合自由尺寸，应按加工次序尽可能从工艺基准注出。图4-4齿轮轴，图(a)表示方法大部分尺寸要经换算，且不能直接测量。而图(b)标注方法，和加工次序一致，又便于加工测量。图4-1 直接标重视要尺寸 图4-2 键槽深度标注 图4-3 孔中心距标注 （a） （b） 图4-4 按加工次序标注自由尺寸（a） 错误 （b） 正确零件上各非加工表面位置尺寸应直接标注，而非加工面和加工面之间只能有一个联络尺寸。图4-5中所表示，图(a)中注法不合理，只能确保一个尺寸符合图样要求，其它尺寸可能会超差。而图(b)中标注尺寸A在加工面时给予确保，其它非加工面位置直接标注，在铸造时确保。 (a) (b) 2 零件结构工艺性分析 图4-5 非加工面和加工面之间尺寸标注 零件结构工艺性是指在满足使 (a) 错误 (b) 正确用性能前提下，是否能以较高生产率和最低成本方便地加工出来特征。为了多快好省地把所设计零件加工出来，就必需对零件结构工艺性进行具体分析。关键考虑以下几方面。(1) 有利于达成所要求加工质量合理确定零件加工精度和表面质量加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器使用性能，故必需依据零件在整个机器中作用和工作条件合理地确定，尽可能使零件加工方便制造成本低。确保位置精度可能性为确保零件位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出全部相关表面，这么就能依靠机床本身精度来达成所要求位置精度。图4-6(a)所表示结构，不能确保80和内孔60同轴度。如改成图(b)所表示结构，就能在一次安装中加工出外圆和内孔，确保二者同轴度。(2) 有利于降低加工劳动量尽可能降低无须要加工面积 (a) (b) 降低加工面积不仅可降低机械加工劳动量， 图4-6 有利于确保位置精度工艺结构而且还能够降低刀具损耗，提升装配质量。图 (a) 错误 (b) 正确4-7(b)中轴承座降低了底面加工面积，降低了修配工作量，确保配合面接触。图4-8(b)中降低了精加工面积，又避免了深孔加工。 (a) (b) (a) (b) 图4-7 降低轴承座底面加工面积 图4-8 避免深孔加工方法(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确尽可能避免或简化内表面加工 因为外表面加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。所以，在零件设计时应努力争取避免在零件内腔进行加工。图4-9所表示箱体，将图(a)结构改成图(b)所表示结构，这么不仅加工方便而且还有利于装配。再图4-10所表示，将图(a)中件2上内沟槽a加工，改成图(b)中件1外沟槽加工，这么加工和测量就全部很方便。(3) 有利于提升劳动生产率零件相关尺寸应努力争取一致，并能用标准刀具加工。图4-11(b)中改为退刀槽尺寸一致，则降低了刀具种类，节省了换刀时间。图4-12(b)采取凸台高度等高，则降低了加工过程中刀具调整。图4-13(b)结构，能采取标准钻头钻孔，从而方便了加工。降低零件安装次数 零件加工表面应尽可能分布在同一方向，或相互平行或相互 垂直表面上；次要表面应尽可能和关键表面分布在同一方向上，方便在加工关键表面时， (a) (b) (a) (b) 图4-9 将内表面转化为外表面加工 图4-10 将内沟槽转化为外沟槽加工(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确 (a) (a) (a) (b) (b) (b) 图4-11 退刀槽尺寸一致 图4-12 凸台高度相等 图4-13 便于采取标准钻头(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确同时将次要表面也加工出来；孔端加工表面应为圆形凸台或沉孔，方便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。如：图4-14(b)中钻孔方向应一致；图4-15(b)中键槽方位应一致。 (a) (b) (a) (b) 图4-14 钻孔方向一致 图4-15 键槽方位一致(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确零件结构应便于加工 图4-16(b)、4-17(b)所表示，设有退刀槽、越程槽，降低了刀具(砂轮)磨损。图4-18(b)结构，便于引进刀具，从而确保了加工可能性。避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削 图4-19(b)所表示，避免了因钻头两边切削力不等使钻孔轴线倾斜或折断钻头。 (a) (b) (a) (b) 图4-16 应留有越程槽 图4-17 应留有退刀槽(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确 (a) (b) (a) (b) 4-18 钻头应能靠近加工表面 图4-19 避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确便于多刀或多件加工 图4-20(b)所表示，为适应多刀加工，阶梯轴各段长度应相同或成整数倍；直径尺寸应沿同一方向递增或递减，方便调整刀具。零件设计结构要便于多件加工，图4-21所表示，图(b)结构可将毛坯排列成行便于多件连续加工。 (a) (b) 图4-20 便于多刀加工(a) 错误 (b) 正确 (a) (b) 图4-21 便于多件连续加工(a) 错误 (b) 正确4.1.2 毛坯确实定在制订机械加工工艺规程时，正确选择适宜毛坯，对零件加工质量、材料消耗和加工工时全部有很大影响。显然毛坯尺寸和形状越靠近成品零件，机械加工劳动量就越少，不过毛坯制造成本就越高，所以应依据生产纲领，综合考虑毛坯制造和机械加工费用来确定毛坯，以求得最好经济效益。1毛坯种类(1) 铸件铸件适适用于形状较复杂零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。较常见是砂型铸造，当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采取木模手工造型法；当毛坯精度要求高、生产批量很大时，采取金属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。(2) 锻件锻件适适用于强度要求高、形状比较简单零件毛坯。其铸造方法有自由锻和模锻两种。自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，适适用于单件小批生产和大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适适用于中小型零件毛坯大批大量生产。(3) 型材型材有热轧和冷拉两种。热轧适适用于尺寸较大、精度较低毛坯；冷拉适适用于尺寸较小、精度较高毛坯。(4) 焊接件焊接件是依据需要将型材或钢板等焊接而成毛坯件，它简单方便，生产周期短，但需经时效处理后才能进行机械加工。(5) 冷冲压件冷冲压件毛坯能够很靠近成品要求，在小型机械、仪表、轻工电子产品方面应用广泛。但因冲压模具昂贵而仅用于大批大量生产。2毛坯选择时应考虑原因(1) 零件材料及机械性能要求零件材料工艺特征和力学性能大致决定了毛坯种类。比如铸铁零件用铸造毛坯；钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常见棒料，对于关键钢质零件，为取得良好力学性能，应选择锻件，当形状复杂力学性能要求不高时用铸钢件；有色金属零件常见型材或铸造毛坯。(2) 零件结构形状和外形尺寸大型且结构较简单零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；结构复杂毛坯多用铸造；小型零件可用模锻件或压力铸造毛坯；板状钢质零件多用锻件毛坯；轴类零件毛坯，若台阶直径相差不大，可用棒料；若各台阶尺寸相差较大，则宜选择锻件。(3) 生产纲领大小大批大量生产中，应采取精度和生产率全部较高毛坯制造方法。铸件采取金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密铸造。在单件小批生产中用木模手工造型或自由锻来制造毛坯。 (4) 现有生产条件确定毛坯时，必需结合具体生产条件，如现场毛坯制造实际水平和能力、外协可能性等，不然就不现实。(5) 充足利用新工艺、新材料为节省材料和能源，提升机械加工生产率，应充足考虑精密铸造、精锻、冷轧、冷挤压、粉末冶金、异型钢材及工程塑料等在机械中应用，这么，可大大降低机械加工量，甚至不需要进行加工，经济效益很显著。4.1.3 定位基准选择在制订工艺规程时，定位基准选择正确是否，对能否确保零件尺寸精度和相互位置 精度要求，和对零件各表面间加工次序安排全部有很大影响，当用夹具安装工件时，定位 基准选择还会影响到夹具结构复杂程度。所以，定位基准选择是一个很关键工艺问 题。选择定位基按时，是从确保工件加工精度要求出发，所以，定位基准选择应先选择 精基准，再选择粗基准。1精基准选择标准选择精基按时，关键应考虑确保加工精度和工件安装方便可靠。其选择标准以下：(1) 基准重合标准 即选择设计基准作为定位基准，以避免定位基准和设计基准不重合而引发基准不重合误差。图4-22所表示零件，设计尺寸为a和c，设顶面B和底面A已加工好(即尺寸a已经确保)，现在用调整法铣削一批零件C面。为确保设计尺寸c，以A面定位，则定位基准A和设计基准B不重合，见图(b)。因为铣刀是相对于夹具定位面(或机床工作台面)调整，对于一批零件来说，刀具调整好后位置不再变动。加工后尺寸c大小除受本工序加工误差(j)影响外，还和上道工序加工误差(Ta)相关。这一误差是因为所选定位基准和设计基准不重合而产生，这种定位误差称为基准不重合误差。它大小等于设计(工序)基准和定位基准之间联络尺寸a(定位尺寸)公差Ta。从图(c)中可看出，欲加工尺寸c误差包含j和Ta，为了确保尺寸c精度，应使：jTaTc 显然，采取基准不重合定位方案，必需控制该工序加工误差和基准不重合误差总和不超出尺寸c公差Tc。这么既缩小了本道工序加工允差，又对前面工序提出了较高要求，使加工成本提升，当然是应该避免。所以，在选择定位基按时，应该尽可能使定位基准和设计基准相重合。 图4-23所表示，以B面定位加工C面，使得基准重合，此时尺寸a误差对加工尺寸c无影响，本工序加工误差只需满足：jTc 即可。 (a) (b) (c) 图4-22 基准不重合误差示例 图4-23 基准重合安装示意图 (a) 工序简图 (b) 加工示意图 (c) 加工误差 显然，这种基准重合情况能使本工序许可出现误差加大，使加工更轻易达成精度要求，经济性愈加好。不过，这么往往会使夹具结构复杂，增加操作困难。而为了确保加工精度，有时不得不采取这种方案。(2) 基准统一标准 应采取同一组基准定位加工零件上尽可能多表面，这就是基准统一标准。这么做能够简化工艺规程制订工作，降低夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；因为降低了基准转换，便于确保各加工表面相互位置精度。比如加工轴类零件时，采取两中心孔定位加工各外圆表面，就符合基准统一标准。箱体零件采取一面两孔定位，齿轮齿坯和齿形加工多采取齿轮内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一标准。(3) 自为基准标准 一些要求加工余量小而均匀精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准标准。图4-24所表示，磨削车床导轨面，用可调支承支承床身零件，在导轨磨床上，用百分表找正导轨面相对机床运动方向正确位置，然后加工导轨面以确保其它量均匀，满足对导轨面质量要求。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无 图4-24 自为基准实例心磨外圆等也全部是自为基准实例。(4) 互为基准标准 当对工件上两个相互位置精度要求很高表面进行加工时，需要用两个表面相互作为基准，反复进行加工，以确保位置精度要求。比如要确保精密齿轮齿圈跳动精度，在齿面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面，从而确保位置精度。再如车床主轴前锥孔和主轴支承轴颈间有严格同轴度要求，加工时就是先以轴颈外圆为定位基准加工锥孔，再以锥孔为定位基准加工外圆，如此反复数次，最终达成加工要求。这全部是互为基准经典实例。(5) 便于装夹标准 所选精基准应确保工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。2粗基准选择标准选择粗基按时，关键要求确保各加工面有足够余量，使加工面和不加工面间位置符合图样要求，并尤其注意要立即取得精基面。具体选择时应考虑下列标准：(1) 选择关键表面为粗基准 为确保工件上关键表面加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓关键表面通常是工件上加工精度和表面质量要求较高表面，如床身导轨面，车床主轴箱主轴孔，全部是各自关键表面。所以，加工床身和主轴箱时，应以导轨面或主轴孔为粗基准。图4-25所表示。 (2) 选择不加工表面为粗基准 为了确保加工面和不加工面间位置要求，通常应选择不加工面为粗基准。假如工件上有多个不加工面，则应选其中和加工面位置要求较高不加工面为粗基准，方便确保精度要求，使外形对称等。图4-26所表示工件，毛坯孔和外圆之间偏心较大，应该选择不加工外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯同轴度误差在镗孔时切除，从而确保其壁厚均匀。 图4-25 床身加工粗基准选择 图4-26 粗基准选择实例(3) 选择加工余量最小表面为粗基准 在没有要求确保关键表面加工余量均匀情况下，假如零件上每个表面全部要加工，则应选择其中加工余量最小表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。(4) 选择较为平整光洁、加工面积较大表面为粗基准 方便工件定位可靠、夹紧方便。(5) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身全部是未经机械加工毛坯面，其表面粗糙且精度低，若反复使用将产生较大误差。实际上，不管精基准还是粗基准选择，上述标准全部不可能同时满足，有时还是相互矛盾。所以，在选择时应依据具体情况进行分析，权衡利弊，确保其关键要求。3定位基准选择示例例4-1 图4-27所表示为车床进刀轴架零件，若已知其工艺过程为：(1)划线；(2)粗精刨底面和凸台； (3)粗精镗32H7孔；(4)钻、扩、铰l 6H9孔。试选择各工序定位基准并确定各限制多个自由度。图4-27 车床进刀轴架解：第一道工序划线。当毛坯误差较大时，采取划线方法能同时兼顾到多个不加工面对加工面位置要求。选择不加工面R22外圆和R15外圆为粗基准，同时兼顾不加工上平面和底面距离18要求，划出底面和凸台加工线。第二道工序按划线找正，刨底面和凸台。 第三道工序粗精镗32H7孔。加工要求为尺寸320.1、60.1及凸台侧面K平行度0.03。依据基准重合标准选择底面和凸台为定位基准，底面限制三个自由度，凸台限制两个自由度，无基准不重合误差。第四道工序钻、扩、铰16H9孔。除孔本身精度要求外，本工序应确保位置要求为尺寸40.1、510.1及两孔平行度要求0.02。依据精基准选择标准，能够有三种不一样方案： (1)底面限制三个自由度，K面限制两个自由度 此方案加工两孔采取了基准统一标准。夹具比较简单。设计尺寸40.1基准重合；尺寸510.1工序基准是孔32H7中心线，而定位基准是K面，定位尺寸为60.1，存在基准不重合误差，其大小等于0.2；两孔平行度0.02也有基准不重合误差，其大小等于0.03。可见，此方案基准不重合误差已经超出了许可范围，不可行。(2)32H7孔限制四个自由度，底面限制一个自由度 此方案对尺寸40.1有基准不重合误差，且定位销细长，刚性较差，所以也不好。(3)底面限制三个自由度，32H7孔限制两个自由度 此方案可将工件套在一个长菱形销上来实现，对于三个设计要求均为基准重合，唯32H7孔对于底面平行度误差将会影响两孔在垂直平面内平行度，应该在镗32H7孔时加以限制。总而言之，第三方案基准基础上重合，夹具结构也不太复杂，装夹方便，故应采取。4.1.4 加工工艺路线制订零件机械加工工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过工序前后次序。在确定工艺路线时，除了首先考虑定位基准选择外，还应该考虑各表面加工方法选择，工序集中和分散程度，加工阶段划分和工序前后次序安排等问题。现在还没有一套通用而完整工艺路线确定方法，只总结出部分综合性标准，在具体利用这些标按时，要依据具体条件综合分析。确定工艺路线基础过程见图4-28所表示。1表面加工方法选择表面加工方法选择，就是为零件上每一个有质量要求表面选择一套合理加工方法。在选择时，通常先依据表面精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序加工方法，即确定加工方案。因为取得同一精度和粗糙度加工方法往往有多个，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列原因：(1) 工件材料性质 比如，淬硬钢零件精加工要用磨削方法；有色金属零件精加工应采取精细车或精细镗等加工方法，而不应采取磨削。(2) 工件结构和尺寸 比如，对于IT7级精度孔采取拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法全部可。不过箱体上孔通常不用拉或磨，而常常采取铰孔和镗孔，直径大于60孔不宜采取钻、扩、铰。(3) 生产类型 选择加工方法要和生产类型相适应。大批大量生产应选择生产率 图4-28 工艺路线确定基础过程高和质量稳定加工方法。比如，平面和孔采取拉削加工。单件小批生产则采取刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。又如为确保质量可靠和稳定，确保较高成品率，在大批大量生产中采取珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。(4) 具体生产条件 应充足利用现有设备和工艺手段，不停引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，提升工艺水平。表4-14-4分别列出了外圆、内孔和平面加工方案及经济精度，供选择加工方法时参考。表4-1 外圆表面加工方案序号加 工 方 案经济精度级表面粗糙度Ra值m适 用 范 围1粗车IT11以下5012.5适适用于淬火钢以外多种金属2粗车二分之一精车IT8106.33.23粗车二分之一精车一精车IT781.60.84粗车二分之一精车一精车一滚压（或抛光）IT780.20.0255粗车二分之一精车一磨削IT780.80.4关键用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属6粗车二分之一精车一粗磨一精磨IT670.40.17粗车二分之一精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮式超精磨）IT50.1Rz0.18粗车二分之一精车一精车一金刚石车IT670.40.025关键用于要求较高有色金属加工9粗车二分之一精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨IT5以上0.025Rz0.05极高精度外圆加工10粗车二分之一精车一粗磨一精磨一研磨IT5以上0.1Rz0.05表4-2 孔加工方案序号加 工 方 案经济精度级表面粗糙度Ra值/m适 用 范 围1钻IT111212.5加工未淬火钢及铸铁实心毛坯，也可用于加工有色金属（但表面粗糙度稍大，孔径小于1520)2钻铰IT93.21.63钻铰精铰IT781.60.84钻扩IT101112.56.3同上，但孔径大于15205钻扩铰IT893.21.66钻扩粗铰精铰IT71.60.87钻扩机铰手铰IT670.40.18钻扩拉IT791.60.1大批大量生产（精度由拉刀精度而定）9粗镗（或扩孔）IT111212.56.3除淬火钢外多种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗（粗扩）半精镗（精扩）IT893.21.611粗镗（扩）半精镗（精扩）精镗（铰）IT781.60.812粗镗（扩）半精镗（精扩）精镗浮动镗刀精镗IT670.80.413粗镗（扩）半精镗磨孔IT780. 80. 2关键用于淬火钢也可用于未淬火钢，但不宜用于有色金属14粗镗（扩）半精镗粗磨精磨IT670.20.115粗镗半精镗精镗金钢镗IT670.40.05关键用于精度要求高有色金属加工16钻（扩）粗铰精铰珩磨；钻（扩）拉珩磨；粗镗半精镗精镗珩磨IT670.20.025精度要求很高孔17以研磨替换上述方案中珩磨IT6级以上表4-3 平面加工方案序号加 工 方 案经济精度级表面粗糙度Ra值/m适 用 范 围1粗车半精车IT96.33.22粗车半精车精车IT7IT81.60.8端面3粗车半精车磨削IT8IT90.80.24粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）IT8IT96.31.6通常不淬硬平面（端铣表面粗糙度较细）5粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）刮研IT6IT70. 80. 1精度要求较高不淬硬平面；批量较大时宜采取宽刃精刨方案6以宽刃刨削替换上述方案刮研IT70.80.27粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）磨削IT70.80.2精度要求高淬硬平面或不淬硬平面8粗刨（或粗铣）精刨（或精铣）粗磨精磨IT6IT70.40.029粗铣拉IT7IT90.80.2大量生产，较小平面（精度视拉刀精度而定）10粗铣精铣磨削研磨IT6级以上0. 1Rz0. 05高精度平面表4-4 多种加工方法经济精度和表面粗糙度(中批生产)被加工表面加工方法经济精度IT表面粗糙度Ra（m）外圆和端面粗 车半 精 车精 车粗 磨精 磨研 磨超精加工精细车（金刚车）1113811798116855565012.56.33.23.21.63.20.80.80.20.20.0120.20.0120.80.05孔钻 孔铸锻孔粗扩（镗）精 扩粗 铰精 铰半 精 镗精 镗（浮动镗）精细镗（金刚镗）粗 磨精 磨研 磨珩 磨拉 孔11131113911896791179679117966779506.35012.56.33.26.31.63.20.86.33.23.20.80.80.16.33.21.60.40.20.0120.40.11.60.8平面粗刨、粗铣半精刨、半精铣精刨、精铣拉 削粗 磨精 磨研 磨1113811687881168565012.56.33. 23.20.81.60.86.31.60.80.20.20.0122加工阶段划分 对于那些加工质量要求较高或较复杂零件，通常将整个工艺路线划分为以下多个阶段： (1) 粗加工阶段关键任务是切除各表面上大部分余量，其关键问题是提升生产率。 (2) 半精加工阶段完成次要表面加工，并为关键表面精加工做准备。 (3) 精加工阶段确保各关键表面达成图样要求，其关键问题是怎样确保加工质量。 (4) 光整加工阶段对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高表面，还需要进行光整加工阶段。这个阶段关键目标是提升表面质量，通常不能用于提升形状精度和位置精度。常见加工方法有金刚车(镗)、研磨、珩磨、超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等。 划分加工阶段原因： (1) 确保加工质量 粗加工时，因为加工余量大，所受切削力、夹紧力也大，将引发较大变形，假如不划分阶段连续进行粗精加工，上述变形来不及恢复，将影响加工精度。所以，需要划分加工阶段，使粗加工产生误差和变形，经过半精加工和精加工给予纠正，并逐步提升零件精度和表面质量。 (2) 合理使用设备 粗加工要求采取刚性好、效率高而精度较低机床，精加工则要求机床精度高。划分加工阶段后，可避免以精干粗，能够充足发挥机床性能，延长使用寿命。 (3) 便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合愈加好 粗加工后，通常要安排去应力时效处理，以消除内应力。精加工前要安排淬火等最终热处理，其变形能够经过精加工给予消除。 (4)有利于及早发觉毛坯缺点(如铸件砂眼气孔等) 粗加工时去除了加工表面大部分余量，若发觉了毛坯缺点，立即给予报废，以免继续加工造成工时浪费。应该指出：加工阶段划分不是绝正确，必需依据工件加工精度要求和工件刚性来决定。通常说来，工件精度要求越高、刚性越差，划分阶段应越细；当工件批量小、精度要求不太高、工件刚性很好时也能够不分或少分阶段；重型零件因为输送及装夹困难，通常在一次装夹下完成粗精加工，为了填补不分阶段带来弊端，常常在粗加工工步后松开工件，然后以较小夹紧力重新夹紧，再继续进行精加工工步。3加工次序安排(1) 切削加工次序安排先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最终安排精加工和光整加工。先主后次 先安排零件装配基面和工作表面等关键表面加工，后安排如键槽、紧 固用光孔和螺纹孔等次要表面加工。因为次要表面加工工作量小，又常和关键表面有位 置精度要求，所以通常放在关键表面半精加工以后，精加工之前进行。先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位平面和孔端面，然后再加工孔。这么可使工件定位夹紧稳定可靠，利于确保孔和平面位置精度，减小刀具磨损，同时也给孔加工带来方便。基面先行 用作精基准表面，要首先加工出来。所以，第一道工序通常是进行定位面粗加工和半精加工(有时包含精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。比如，轴类零件顶尖孔加工。(2) 热处理工序安排热处理能够提升材料力学性能，改善金属切削性能和消除残余应力。在制订工艺路线时，应依据零件技术要求和材料性质，合理地安排热处理工序。退火和正火 退火或正火目标是为了消除组织不均匀，细化晶粒，改善金属加工性能。对高碳钢零件用退火降低其硬度，对低碳钢零件用正火提升其硬度，以取得适中很好可切削性，同时能消除毛坯制造中应力。退火和正火通常安排在机械加工之前进行。时效处理 以消除内应力、降低工件变形为目标。为了消除残余应力，在工艺过程中需安排时效处理。对于般铸件，常在粗加工前或粗加工后安排一次时效处理；对于要求较高零件，在半精加工后尚需再安排一次时效处理；对于部分刚性较差、精度要求尤其高关键零件(如精密丝杠、主轴等)，常常在每个加工阶段之间全部安排一次时效处理。调质 对零件淬火后再高温回火，能消除内应力、改善加工性能并能取得很好综协力学性能。通常安排在粗加工以后进行。对部分性能要求不高零件，调质也常作为最终热处理。淬火、渗碳淬火和渗氮 它们关键目标是提升零件硬度和耐磨性，常安排在精加工(磨削)之前进行，其中渗氮因为热处理温度较低，零件变形很小，也能够安排在精加工以后。 (3) 辅助工序安排 检验工序是关键辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，在粗加工以后，精加工之前，零件转换车间时，和关键工序以后和全部加工完成、进库之前，通常全部要安排检验工序。除检验外，其它辅助工序有：表面强化和去毛刺、倒棱、清洗、防锈等。正确地安排辅助工序是十分关键。假如安排不妥或遗漏，将会给后续工序和装配带来困难，甚至影响产品质量，所以必需给重视。4工序集中和分散经过以上所述，零件加工工步次序已经排定，怎样将这些工步组成工序，就需要考虑采取工序集中还是工序分散标准。(1) 工序集中 就是将零件加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工内容多，工艺路线短。其关键特点是： 能够采取高效机床和工艺装备，生产率高；降低了设备数量和操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；降低了工件安装次数，利于确保表面间位置精度；采取工装设备结构复杂，调整维修较困难，生产准备工作量大。(2) 工序分散 工序分散就是将零件加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工内容少，工艺路线很长。其关键特点是：设备和工艺装备比较简单，便于调整，轻易适应产品变换；对工人技术要求较低；能够采取最合理切削用量，降低机动时间；所需设备和工艺装备数目多，操作工人多，占地面积大。在确定工艺路线时，工序集中或分散程度，关键取决于生产规模、零件结构特点和技术要求，有时，还要考虑各工序生产节拍一致性。通常情况下，单件小批生产时，只能工序集中，在一台一般机床上加工出尽可能多表