工艺规程设计.docx

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的综合性工作，其涉及面很广。下面仅讨论几个主要问题——零件图的审查、毛坯的确定、定位基准的选择和工艺路线的拟订等。
4.1.1 零件图的审查
在制订零件的机械加工工艺规程之前，对零件进行工艺性分析，以及对产品零件图提出 修改意见，是制订工艺规程的一项重要工作。
1．分析零件图
首先应熟悉零件在产品中的作用、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的影响，找出主要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。
(1) 检查零件图的完整性和正确性
在了解零件形状和结构之后，应检查零件视图是否正确、足够，表达是否直观、清楚，绘制是否符合国家标准，尺寸、公差以及技术要求的标注是否齐全、合理等。
(2) 零件的技术要求分析
零件的技术要求包括下列几个方面：加工表面的尺寸精度；主要加工表面的形状精度；主要加工表面之间的相互位置精度；加工表面的粗糙度以及表面质量方面的其它要求；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保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现。特别要分析主要表面的技术要求，因为主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。
(3) 零件的材料分析
即分析所提供的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态，毛坯的铸造品质和被加工部位的材料硬度，是否有白口、夹砂、疏松等。判断其加工的难易程度，为选择刀具材料和切削用量提供依据。所选的零件材料应经济合理，切削性能好，满足使用性能的要求。
(4) 合理的标注尺寸
①零件图上的重要尺寸应直接标注，而且在加工时应尽量使工艺基准与设计基准重合， 并符合尺寸链最短的原则。如图4-1中活塞环槽的尺寸为重要尺寸，其宽度应直接注出。
②零件图上标注的尺寸应便于测量，不要从轴线、中心线、假想平面等难以测量的基准 标注尺寸。如图4-2中轮毂键槽的深度，只有尺寸c的标注才便于用卡尺或样板测量。
③零件图上的尺寸不应标注成封闭式，以免产生矛盾。如图4-3所示，已标注了孔距尺寸a±δa和角度α±δα，则x、y轴的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，作为加工时的参考尺寸。
④零件上非配合的自由尺寸，应按加工顺序尽量从工艺基准注出。如图4-4的齿轮轴，图(a)的表示方法大部分尺寸要经换算，且不能直接测量。而图(b)的标注方式，与加工顺序一致，又便于加工测量。

图4-1 直接标注重要尺寸 图4-2 键槽深度的标注 图4-3 孔中心距的标注

（a） （b）
图4-4 按加工顺序标注自由尺寸
（a） 错误 （b） 正确
⑤零件上各非加工表面的位置尺寸应直接标注，而非加工面与加工面之间只能有一个联系尺寸。如图4-5中所示，图(a)中的注法不合理，只能保证一个尺寸符合图样要求，其余尺寸可能会超差。而图(b)中标注尺寸A在加工面Ⅳ时予以保证，其它非加工面的位置直接标注，在铸造时保证。 (a) (b)
2 ．零件的结构工艺性分析 图4-5 非加工面与加工面之间的尺寸标注
零件的结构工艺性是指在满足使 (a) 错误 (b) 正确
用性能的前提下，是否能以较高的生产率和最低的成本方便地加工出来的特性。为了多快好省地把所设计的零件加工出来，就必须对零件的结构工艺性进行详细的分析。主要考虑如下几方面。
(1) 有利于达到所要求的加工质量
①合理确定零件的加工精度与表面质量
加工精度若定得过高会增加工序，增加制造成本，过低会影响机器的使用性能，故必须根据零件在整个机器中的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。
②保证位置精度的可能性
为保证零件的位置精度，最好使零件能在一次安装中加工出所有相关表面，这样就能依靠机床本身的精度来达到所要求的位置精度。如图4-6(a)所示的结构，不能保证φ80㎜与内孔φ60㎜的同轴度。如改成图(b)所示的结构，就能在一次安装中加工出外圆与内孔，保证二者的同轴度。
(2) 有利于减少加工劳动量
①尽量减少不必要的加工面积 (a) (b)
减少加工面积不仅可减少机械加工的劳动量， 图4-6 有利于保证位置精度的工艺结构
而且还可以减少刀具的损耗，提高装配质量。图 (a) 错误 (b) 正确
4-7(b)中的轴承座减少了底面的加工面积，降低了修配的工作量，保证配合面的接触。图4-8(b)中减少了精加工的面积，又避免了深孔加工。

(a) (b) (a) (b)
图4-7 减少轴承座底面加工面积 图4-8 避免深孔加工的方法
(a) 错误 (b) 正确 (a) 错误 (b) 正确
②尽量避免或简化内表面的加工
因为外表面的加工要比内表面加工方便经济，又便于测量。因此，在零件设计时应力求避免在零件内腔进行加工。如图4-9所示箱体，将图(a)的结构改成图(b)所示的结构，这样不仅加工方便而且还有利于装配。再如图4-10所示，将图(a)中件2上的内沟槽a加工，改成图(b)中件1的外沟槽加工，这样加工与测量就都很方便。
(3) 有利于提高劳动生产率
①零件的有关尺寸应力求一致，并能用标准刀具加工。如图4-11(b)中改为退刀槽尺寸一致，则减少了刀具的种类，节省了换刀时间。如图4-12(b)采用凸台高度等高，则减少了加工过程中刀具的调整。如图4-13(b)的结构，能采用标准钻头钻孔，从而方便了加工。
②减少零件的安装次数 零件的加工表面应尽量分布在同一方向，或互相平行或互相 垂直的表面上；次要表面应尽可能与主要表面分布在同一方向上，以便在加工主要表面时，

(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 便于采用标准钻头
(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；孔端的加工表面应为圆形凸台或沉孔，以便在加工孔时同时将凸台或沉孔全锪出来。如：图4-14(b)中的钻孔方向应一致；图4-15(b)中键槽的方位应一致。

(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
③零件的结构应便于加工 如图4-16(b)、4-17(b)所示，设有退刀槽、越程槽，减少了刀具(砂轮)的磨损。图4-18(b)的结构，便于引进刀具，从而保证了加工的可能性。
④避免在斜面上钻孔和钻头单刃切削 如图4-19(b)所示，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 钻头应能接近加工表面 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
⑤便于多刀或多件加工 如图4-20(b)所示，为适应多刀加工，阶梯轴各段长度应相似或成整数倍；直径尺寸应沿同一方向递增或递减，以便调整刀具。零件设计的结构要便于多件加工，如图4-21所示，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 毛坯的确定
在制订机械加工工艺规程时，正确选择合适的毛坯，对零件的加工质量、材料消耗和加工工时都有很大的影响。显然毛坯的尺寸和形状越接近成品零件，机械加工的劳动量就越少，但是毛坯的制造成本就越高，所以应根据生产纲领，综合考虑毛坯制造和机械加工的费用来确定毛坯，以求得最好的经济效益。
1．毛坯的种类
(1) 铸件
铸件适用于形状较复杂的零件毛坯。其铸造方法有砂型铸造、精密铸造、金属型铸造、压力铸造等。较常用的是砂型铸造，当毛坯精度要求低、生产批量较小时，采用木模手工造型法；当毛坯精度要求高、生产批量很大时，采用金属型机器造型法。铸件材料有铸铁、铸钢及铜、铝等有色金属。
(2) 锻件
锻件适用于强度要求高、形状比较简单的零件毛坯。其锻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，适用于单件小批生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产率高，但成本也高，适用于中小型零件毛坯的大批大量生产。
(3) 型材
型材有热轧和冷拉两种。热轧适用于尺寸较大、精度较低的毛坯；冷拉适用于尺寸较小、精度较高的毛坯。
(4) 焊接件
焊接件是根据需要将型材或钢板等焊接而成的毛坯件，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
冷冲压件毛坯可以非常接近成品要求，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．毛坯选择时应考虑的因素
(1) 零件的材料及机械性能要求
零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。例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用棒料，对于重要的钢质零件，为获得良好的力学性能，应选用锻件，当形状复杂力学性能要求不高时用铸钢件；有色金属零件常用型材或铸造毛坯。
(2) 零件的结构形状与外形尺寸
大型且结构较简单的零件毛坯多用砂型铸造或自由锻；结构复杂的毛坯多用铸造；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；轴类零件的毛坯，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) 生产纲领的大小
大批大量生产中，应采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法。铸件采用金属模机器造型和精密铸造，锻件用模锻或精密锻造。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，必须结合具体的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力、外协的可能性等，否则就不现实。
(5) 充分利用新工艺、新材料
为节约材料和能源，提高机械加工生产率，应充分考虑精密铸造、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的应用，这样，可大大减少机械加工量，甚至不需要进行加工，经济效益非常显著。
4.1.3 定位基准的选择
在制订工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置 精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位 基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问 题。
选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择 精基准，再选择粗基准。
1．精基准的选择原则
选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下：
(1) 基准重合原则
即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
图4-22所示的零件，设计尺寸为a和c，设顶面B和底面A已加工好(即尺寸a已经保证)，现在用调整法铣削一批零件的C面。为保证设计尺寸c，以A面定位，则定位基准A与设计基准B不重合，见图(b)。由于铣刀是相对于夹具定位面(或机床工作台面)调整的，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的大小除受本工序加工误差(△j)的影响外，还与上道工序的加工误差(Ta)有关。这一误差是由于所选的定位基准与设计基准不重合而产生的，这种定位误差称为基准不重合误差。它的大小等于设计(工序)基准与定位基准之间的联系尺寸a(定位尺寸)的公差Ta。
从图(c)中可看出，欲加工尺寸c的误差包括△j和Ta，为了保证尺寸c的精度，应使：
△j＋Ta≤Tc
显然，采用基准不重合的定位方案，必须控制该工序的加工误差和基准不重合误差的总和不超过尺寸c公差Tc。这样既缩小了本道工序的加工允差，又对前面工序提出了较高的要求，使加工成本提高，当然是应当避免的。所以，在选择定位基准时，应当尽量使定位基准与设计基准相重合。
如图4-23所示，以B面定位加工C面，使得基准重合，此时尺寸a的误差对加工尺寸c无影响，本工序的加工误差只需满足：△j≤Tc 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，这种基准重合的情况能使本工序允许出现的误差加大，使加工更容易达到精度要求，经济性更好。但是，这样往往会使夹具结构复杂，增加操作的困难。而为了保证加工精度，有时不得不采取这种方案。
(2) 基准统一原则
应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。例如加工轴类零件时，采用两中心孔定位加工各外圆表面，就符合基准统一原则。箱体零件采用一面两孔定位，齿轮的齿坯和齿形加工多采用齿轮的内孔及一端面为定位基准，均属于基准统一原则。
(3) 自为基准原则
某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。如图4-24所示，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的正确位置，然后加工导轨面以保证其余量均匀，满足对导轨面的质量要求。还有浮动镗刀镗孔、珩磨孔、拉孔、无 图4-24 自为基准实例
心磨外圆等也都是自为基准的实例。
(4) 互为基准原则
当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。例如要保证精密齿轮的齿圈跳动精度，在齿面淬硬后，先以齿面定位磨内孔，再以内孔定位磨齿面，从而保证位置精度。再如车床主轴的前锥孔与主轴支承轴颈间有严格的同轴度要求，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，如此反复多次，最终达到加工要求。这都是互为基准的典型实例。
(5) 便于装夹原则
所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。
2．粗基准选择原则
选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：
(1) 选择重要表面为粗基准 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面，如床身的导轨面，车床主轴箱的主轴孔，都是各自的重要表面。因此，加工床身和主轴箱时，应以导轨面或主轴孔为粗基准。如图4-25所示。
(2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。
如图4-26所示的工件，毛坯孔与外圆之间偏心较大，应当选择不加工的外圆为粗基准，将工件装夹在三爪自定心卡盘中，把毛坯的同轴度误差在镗孔时切除，从而保证其壁厚均匀。

图4-25 床身加工的粗基准选择 图4-26 粗基准选择的实例
(3) 选择加工余量最小的表面为粗基准 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，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、加工面积较大的表面为粗基准 以便工件定位可靠、夹紧方便。
(5) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。
实际上，无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还是互相矛盾的。因此，在选择时应根据具体情况进行分析，权衡利弊，保证其主要的要求。
3．定位基准选择示例
例4-1 图4-27所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φ32H7孔；
(4)钻、扩、铰φl 6H9孔。
试选择各工序的定位基准并确定各限制几个自由度。

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，采用划线的方法能同时兼顾到几个不加工面对加工面的位置要求。选择不加工面R22㎜外圆和R15㎜外圆为粗基准，同时兼顾不加工的上平面与底面距离18㎜的要求，划出底面和凸台的加工线。
第二道工序按划线找正，刨底面和凸台。
第三道工序粗精镗φ32H7孔。加工要求为尺寸32±0.1㎜、6±0.1㎜及凸台侧面K的平行度0.03㎜。根据基准重合的原则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φ16H9孔。除孔本身的精度要求外，本工序应保证的位置要求为尺寸4±0.1㎜、51±0.1㎜及两孔的平行度要求0.02㎜。根据精基准选择原则，可以有三种不同的方案：
(1)底面限制三个自由度，K面限制两个自由度 此方案加工两孔采用了基准统一原则。夹具比较简单。设计尺寸4±0.1㎜基准重合；尺寸51±0.1㎜的工序基准是孔φ32H7的中心线，而定位基准是K面，定位尺寸为6±0.1㎜，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过了允许的范围，不可行。
(2)φ32H7孔限制四个自由度，底面限制一个自由度 此方案对尺寸4±0.1㎜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，φ32H7孔限制两个自由度 此方案可将工件套在一个长的菱形销上来实现，对于三个设计要求均为基准重合，唯φ32H7孔对于底面的平行度误差将会影响两孔在垂直平面内的平行度，应当在镗φ32H7孔时加以限制。
综上所述，第三方案基准基本上重合，夹具结构也不太复杂，装夹方便，故应采用。
4.1.4 加工工艺路线的制定
零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。拟定工艺路线的基本过程见图4-28所示。
1．表面加工方法的选择
表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面的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的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素：
(1) 工件材料的性质
例如，淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。
(2) 工件的结构和尺寸
例如，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于60㎜的孔不宜采用钻、扩、铰。
(3) 生产类型
选择加工方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率 图4-28 工艺路线拟定的基本过程
高和质量稳定的加工方法。例如，平面和孔采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。又如为保证质量可靠和稳定，保证较高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。
(4) 具体生产条件
应充分利用现有设备和工艺手段，不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，提高工艺水平。
表4-1~4-4分别列出了外圆、内孔和平面的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／μm
适 用 范 围
1
粗车
IT11以下
50～12.5
适用于淬火钢以外的各种金属
2
粗车一半精车
IT8～10
6.3～3.2
3
粗车一半精车一精车
IT7～8
1.6～0.8
4
粗车一半精车一精车一滚压（或抛光）
IT7～8
0.2～0.025
5
粗车一半精车一磨削
IT7～8
0.8～0.4
主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属
6
粗车一半精车一粗磨一精磨
IT6～7
0.4～0.1
7
粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮式超精磨）
IT5
0.1～Rz0.1
8
粗车一半精车一精车一金刚石车
IT6～7
0.4～0.025
主要用于要求较高的有色金属加工
9
粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨
IT5以上
0.025～Rz0.05
极高精度的外圆加工
10
粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨
IT5以上
0.1～Rz0.05
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/μm
适 用 范 围
1
钻
IT11～12
12.5
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（但表面粗糙度稍大，孔径小于15～20㎜)
2
钻—铰
IT9
3.2～1.6
3
钻—铰—精铰
IT7～8
1.6～0.8
4
钻—扩
IT10～11
12.5～6.3
同上，但孔径大于15～20㎜
5
钻—扩—铰
IT8～9
3.2～1.6
6
钻—扩—粗铰—精铰
IT7
1.6～0.8
7
钻—扩—机铰—手铰
IT6～7
0.4～0.1
8
钻—扩—拉
IT7～9
1.6～0.1
大批大量生产（精度由拉刀的精度而定）
9
粗镗（或扩孔）
IT11～12
12.5～6.3
除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔
10
粗镗（粗扩）—半精镗（精扩）
IT8～9
3.2～1.6
11
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰）
IT7～8
1.6～0.8
12
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗
IT6～7
0.8～0.4
13
粗镗（扩）—半精镗—磨孔
IT7～8
0. 8～0. 2
主要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
IT6～7
0.2～0.1
15
粗镗—半精镗—精镗—金钢镗
IT6～7
0.4～0.05
主要用于精度要求高的有色金属加工
16
钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉
—珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨
IT6～7
0.2～0.025
精度要求很高的孔
17
以研磨代替上述方案中的珩磨
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/μm
适 用 范 围
1
粗车—半精车
IT9
6.3～3.2

2
粗车—半精车—精车
IT7～IT8
1.6～0.8
端面
3
粗车—半精车—磨削
IT8～IT9
0.8～0.2
4
粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）
IT8～IT9
6.3～1.6
一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较细）
5
粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研
IT6～IT7
0. 8～0. 1
精度要求较高的不淬硬平面；批量较大时宜采用宽刃精刨方案
6
以宽刃刨削代替上述方案刮研
IT7
0.8～0.2
7
粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削
IT7
0.8～0.2
精度要求高的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
IT6～IT7
0.4～0.02
9
粗铣—拉
IT7～IT9
0.8～0.2
大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）
10
粗铣—精铣—磨削—研磨
IT6级以上
0. 1～Rz0. 05
高精度平面
表4-4 各种加工方法的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（μm）
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）
11～13
8～11
7～9
8～11
6～8
5
5
5～6
50～12.5
6.3～3.2
3.2～1.6
3.2～0.8
0.8～0.2
0.2～0.012
0.2～0.012
0.8～0.05
孔
钻 孔
铸锻孔的粗扩（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
11～13
11～13
9～11
8～9
6～7
9～11
7～9
6～7
9～11
7～9
6
6～7
7～9
50～6.3
50～12.5
6.3～3.2
6.3～1.6
3.2～0.8
6.3～3.2
3.2～0.8
0.8～0.1
6.3～3.2
1.6～0.4
0.2～0.012
0.4～0.1
1.6～0.8
平面
粗刨、粗铣
半精刨、半精铣
精刨、精铣
拉 削
粗 磨
精 磨
研 磨
11～13
8～11
6～8
7～8
8～11
6～8
5～6
50～12.5
6.3～3. 2
3.2～0.8
1.6～0.8
6.3～1.6
0.8～0.2
0.2～0.012
2．加工阶段的划分
对于那些加工质量要求较高或较复杂的零件，通常将整个工艺路线划分为以下几个阶段：
(1) 粗加工阶段——主要任务是切除各表面上的大部分余量，其关键问题是提高生产率。
(2) 半精加工阶段——完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。
(3) 精加工阶段——保证各主要表面达到图样要求，其主要问题是如何保证加工质量。
(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的表面，还需要进行光整加工阶段。这个阶段的主要目的是提高表面质量，一般不能用于提高形状精度和位置精度。常用的加工方法有金刚车(镗)、研磨、珩磨、超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等。
划分加工阶段的原因：
(1) 保证加工质量 粗加工时，由于加工余量大，所受的切削力、夹紧力也大，将引起较大的变形，如果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，使粗加工产生的误差和变形，通过半精加工和精加工予以纠正，并逐步提高零件的精度和表面质量。
(2) 合理使用设备 粗加工要求采用刚性好、效率高而精度较低的机床，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，可以充分发挥机床的性能，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的更好 粗加工后，一般要安排去应力的时效处理，以消除内应力。精加工前要安排淬火等最终热处理，其变形可以通过精加工予以消除。
(4)有利于及早发现毛坯的缺陷(如铸件的砂眼气孔等) 粗加工时去除了加工表面的大部分余量，若发现了毛坯缺陷，及时予以报废，以免继续加工造成工时的浪费。
应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，必须根据工件的加工精度要求和工件的刚性来决定。一般说来，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、工件刚性较好时也可以不分或少分阶段；重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹下完成粗精加工，为了弥补不分阶段带来的弊端，常常在粗加工工步后松开工件，然后以较小的夹紧力重新夹紧，再继续进行精加工工步。
3．加工顺序的安排
(1) 切削加工顺序的安排
①先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。
②先主后次 先安排零件的装配基面和工作表面等主要表面的加工，后安排如键槽、紧 固用的光孔和螺纹孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工作量小，又常与主要表面有位 置精度要求，所以一般放在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。
③先面后孔 对于箱体、支架、连杆、底座等零件，先加工用作定位的平面和孔的端面，然后再加工孔。这样可使工件定位夹紧稳定可靠，利于保证孔与平面的位置精度，减小刀具的磨损，同时也给孔加工带来方便。
④基面先行 用作精基准的表面，要首先加工出来。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工(有时包括精加工)，然后再以精基面定位加工其它表面。例如，轴类零件顶尖孔的加工。
(2) 热处理工序的安排
热处理可以提高材料的力学性能，改善金属的切削性能以及消除残余应力。在制订工艺路线时，应根据零件的技术要求和材料的性质，合理地安排热处理工序。
①退火与正火 退火或正火的目的是为了消除组织的不均匀，细化晶粒，改善金属的加工性能。对高碳钢零件用退火降低其硬度，对低碳钢零件用正火提高其硬度，以获得适中的较好的可切削性，同时能消除毛坯制造中的应力。退火与正火一般安排在机械加工之前进行。
②时效处理 以消除内应力、减少工件变形为目的。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；对于要求较高的零件，在半精加工后尚需再安排一次时效处理；对于一些刚性较差、精度要求特别高的重要零件(如精密丝杠、主轴等)，常常在每个加工阶段之间都安排一次时效处理。
③调质 对零件淬火后再高温回火，能消除内应力、改善加工性能并能获得较好的综合力学性能。一般安排在粗加工之后进行。对一些性能要求不高的零件，调质也常作为最终热处理。
④淬火、渗碳淬火和渗氮 它们的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性，常安排在精加工(磨削)之前进行，其中渗氮由于热处理温度较低，零件变形很小，也可以安排在精加工之后。
(3) 辅助工序的安排
检验工序是主要的辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，在粗加工之后，精加工之前，零件转换车间时，以及重要工序之后和全部加工完毕、进库之前，一般都要安排检验工序。
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重要的。如果安排不当或遗漏，将会给后续工序和装配带来困难，甚至影响产品的质量，所以必须给予重视。
4．工序的集中与分散
经过以上所述，零件加工的工步顺序已经排定，如何将这些工步组成工序，就需要考虑采用工序集中还是工序分散的原则。
(1) 工序集中 就是将零件的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。其主要特点是：
①可以采用高效机床和工艺装备，生产率高；
②减少了设备数量以及操作工人人数和占地面积，节省人力、物力；
③减少了工件