第4章 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂

機(jī)械加工技術(shù)第4章機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂廣東省白云學(xué)院課件制作:李愛蓮2008年10月18日高職機(jī)械制造類專業(yè)課程機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂4.1工藝規(guī)程4.2零件圖分析4.3確定毛坯4.4定位基準(zhǔn)的選擇4.5擬定工藝路線4.6確定加工余量機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂4.7計算工序尺寸4.8選擇機(jī)床與工藝裝備4.9切削用量與時間定額的確定4.10編定工藝文件習(xí)題 （一）生產(chǎn)過程和工藝過程

1．生產(chǎn)過程機(jī)械產(chǎn)品制造時，由原材料到該機(jī)械產(chǎn)品出廠的全部勞動過程稱為機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，包括生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作、原材料及半成品的運(yùn)輸和保管、毛坯的制造、零件機(jī)械加工及熱處理、部件和產(chǎn)品的裝配、產(chǎn)品的檢驗(yàn)、調(diào)試、油漆和包裝等。預(yù)備知識： 2．工藝過程在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，毛坯的制造、機(jī)械加工、熱處理和裝配等，這些與原材料變?yōu)槌善分苯佑嘘P(guān)的過程稱為工藝過程。而在工藝過程中，用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使之成為合格零件的那部分工藝過程稱為機(jī)械加工工藝過程。 （二）機(jī)械加工工藝過程的組成機(jī)械加工工藝過程一般由一個或若干個工序組成。而工序又可分為安裝、工位、工步和進(jìn)給，它們按一定順序排列，逐步改變毛坯的形狀、尺寸和材料的性能，使之成為合格的零件。

1．工序工序是指一個（或一組）工人，在一個工作地點(diǎn)（如一臺設(shè)備）對一個（或同時對幾個）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是工藝過程的基本單元，劃分工序的主要依據(jù)是零件加工過程中工作地點(diǎn)（設(shè)備）是否變動，該工序的工藝過程是否連續(xù)完成。如圖０-1所示的階梯軸，在生產(chǎn)批量較小時其工序的劃分如表０-1；加工批量較大時，可按表０-2劃分工序。０-1階梯軸簡圖表０-1階梯軸加工工藝過程（生產(chǎn)批量較小時）工序號工序內(nèi)容設(shè)備1車端面，鉆中心孔，車全部外圓，車槽與倒角車床2銑鍵槽，去毛刺銑床3粗磨各外圓外圓磨床4熱處理高頻淬火機(jī)5精磨外圓外圓磨床表ｏ-2階梯軸加工工藝過程（成批生產(chǎn)）工序號工序內(nèi)容設(shè)備1銑端面，鉆中心孔銑端面鉆中心孔機(jī)床2車一端外圓，車槽與倒角車床3車另一端外圓，車槽與倒角車床4銑鍵槽銑床5去毛刺鉗工臺6粗磨外圓外圓磨床7熱處理高頻淬火機(jī)8精磨圓外圓磨床從表０-1和表０-2可以看出，當(dāng)工作地點(diǎn)變動時，即構(gòu)成另一工序；同時，在同一工序內(nèi)所完成的工作必須是連續(xù)的，若不連續(xù)，也構(gòu)成另一工序。如表０-2中的工序2和工序3，先將一批工件的一端全部車好，然后掉頭在同一車床上再車這批工件的另一端，盡管工作地點(diǎn)沒有變動，但對每一工件來說，兩端的加工是不連續(xù)的，也應(yīng)劃分為兩道不同工序。不過，在這種情況下，究竟是先將工件的兩端全部車好再車另一階梯軸，還是先將這批工件一端全部車好后再分別車工件的另一端，對生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量影響不大，可以由操作者自行決定，在工序的劃分上有時也把它當(dāng)作一道工序。 2．安裝在機(jī)械加工中，使工件在機(jī)床或夾具中占據(jù)某一正確位置并被夾緊的過程，稱為裝夾。有時，工件在機(jī)床上需經(jīng)過多次裝夾才能完成一個工序的工作內(nèi)容。工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序稱為安裝。在一個工序中，工件的工作位置可能只需一次安裝，也可能需要幾次安裝。例如表０-1的工序2，一次安裝即可銑出鍵槽；而工序1中，為了車出全部外圓則最少需要兩次安裝。零件在加工過程中應(yīng)盡可能減少安裝次數(shù)，因?yàn)榘惭b次數(shù)愈多，安裝誤差就愈大，而且安裝工件的輔助時間也要增加。

3．工位為了減少工件的安裝次數(shù)，在大批量生產(chǎn)時，常采用各種回轉(zhuǎn)工作臺、回轉(zhuǎn)夾具或移位夾具，使工件在一次安裝中先后處于幾個不同位置進(jìn)行加工。工件在一次安裝下相對于機(jī)床或刀具每占據(jù)1個加工位置所完成的那部分工藝過程稱為工位。圖０-2所示為一種用回轉(zhuǎn)工作臺在一次安裝中順次完成裝卸工件、鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔4個工位加工的實(shí)例。圖０-2多工位加工工位1：裝卸工件工位2：鉆孔工位3：擴(kuò)孔工位4：鉸孔

4．工步工步是指加工表面、加工工具和切削用量中切削速度和進(jìn)給量不變的情況下所完成的那一部分工序內(nèi)容。一道工序可以包括幾個工步，也可以只包括1個工步。例如在表０-2的工序3中，包括車各外圓表面及車槽等工步。而工序4中采用鍵槽銑刀銑鍵槽時，就只包括1個工步。構(gòu)成工步的任一因素改變后，一般即為另一工步。但對于那些在一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干相同工步，可簡寫成1個工步。有時為了提高生產(chǎn)率，用幾把不同刀具同時加工幾個不同表面，此類工步稱為復(fù)合工步（見圖０-3）。在工藝文件上，復(fù)合工步應(yīng)視為1個工步。

5．進(jìn)給在1個工步內(nèi)，若被加工表面要切除的金屬層很厚，需要分幾次切削，則每進(jìn)行一次切削就是一次進(jìn)給。圖０-3復(fù)合工步第一節(jié)工藝規(guī)程

規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程.它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導(dǎo)生產(chǎn)的．一．工藝規(guī)程的作用

工藝規(guī)程一般包括的內(nèi)容有：零件加工的工藝路線、各工序的具體加工內(nèi)容、切削用量、時間定額以及所采用的設(shè)備和工藝裝備等。因此，工藝規(guī)程具有以下幾方面的作用。1．工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件２．工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織管理、計劃工作的依據(jù)3．工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建企業(yè)及車間的基本資料因此,工藝規(guī)程是制造企業(yè)最主要的技術(shù)文件之一.先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的作用.典型的標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)程能縮短企業(yè)的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間.

二.制訂工藝規(guī)程的原則和方法

制訂工藝規(guī)程的原則是:在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量提高生產(chǎn)率和降低成本．制訂工藝規(guī)程首先要保證產(chǎn)品質(zhì)量，在保證質(zhì)量的前提下，最大限度地提高生產(chǎn)率，滿足生產(chǎn)量的要求，并應(yīng)盡可能節(jié)約耗資、減少投資、降低制造成本、保證良好的經(jīng)濟(jì)性。三．制訂工藝規(guī)程的步驟１．制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)⑴零件圖和產(chǎn)品裝配圖⑵生產(chǎn)綱領(lǐng)⑶現(xiàn)有生產(chǎn)條件⑷其它有關(guān)資料

生產(chǎn)綱領(lǐng):企業(yè)在計劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。計劃期常定為1年，所以年生產(chǎn)綱領(lǐng)也就是年產(chǎn)量。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算：N=Qn（1＋a%＋b%）

式中N--零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；Q--產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺/年）；n--每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件/臺）；a%--備品的百分率；b%--廢品的百分率。生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小對生產(chǎn)組織和零件加工工藝過程起著重要的作用，它決定了各工序所需專業(yè)化和自動化的程度，決定了所應(yīng)選用的工藝方法和工藝裝備。7．136什么是備品備件？

備品備件通稱備件。在設(shè)備維修工作中，為了縮短修理停歇時間，按照儲備原則事先準(zhǔn)備好的零（部）件或單體設(shè)備。

備件又可分為：

關(guān)鍵備件：備件中精度高，加工周期長，采購困難，影響生產(chǎn)大，占用資金多，需重點(diǎn)加強(qiáng)管理的備件。

易損件：備件中使用壽命較短，易損壞的零部件。

２．制訂工藝規(guī)程的步驟⑴熟悉和分析制訂工藝規(guī)程的主要依據(jù)，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，確定零件制造的關(guān)鍵技術(shù)問題．⑵確定毛坯，包括選擇毛坯類型及其制造方法，繪制毛坯圖．計算總余量、毛坯尺寸和材料利用率等。⑶擬定工藝路線。⑷確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及其公差，繪制工序圖。⑸選擇切削用量和計算時間定額。⑹確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。⑺進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案。⑻編制工藝文件。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，有可能出現(xiàn)生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)、新材料、先進(jìn)設(shè)備和應(yīng)用等，都要求及時對工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。四．工藝文件格式前機(jī)械電子工業(yè)部指導(dǎo)性技術(shù)文件JB/Z338.5－88《工藝管理導(dǎo)則工藝規(guī)程設(shè)計》中規(guī)定工藝規(guī)程的類型有：１．專用工藝規(guī)程針對每一個產(chǎn)品和零件所設(shè)計的工藝規(guī)程。２．通用工藝規(guī)程（１）典型工藝規(guī)程為一組結(jié)構(gòu)相似的零件所設(shè)計的通用工藝規(guī)程。（2）成組工藝規(guī)程按成組技術(shù)原理將零件分類成組，針對每一組零件所設(shè)計的通用工藝規(guī)程。3．標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程已納入標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)程。為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)科學(xué)管理和便于交流，前機(jī)械電子工業(yè)部制訂了指導(dǎo)性技術(shù)文件JB/Z187．３－88《工藝規(guī)程格式》，標(biāo)準(zhǔn)中屬于機(jī)械加工工藝規(guī)程的文件如下：1.)機(jī)械加工工藝過程卡片。2.)機(jī)械加工工序卡片。3.)標(biāo)準(zhǔn)零件或典型零件工藝過程卡片。4.)單軸自動車床調(diào)整卡片。5.)多軸自動車床調(diào)整卡片。6.)機(jī)械加工工序操作指導(dǎo)卡片。7.)檢驗(yàn)卡片。屬于裝配工藝規(guī)程的文件如下：１.)工藝過程卡片。2.)工序卡片。最常用的機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)工械加工工序卡片的格式見表4-1和表4-2所示。機(jī)械加工工藝過程卡片樣式機(jī)械加工工藝過程卡片實(shí)例機(jī)械加工工藝卡片樣式機(jī)械加工工藝卡片機(jī)械加工工序卡片樣式機(jī)械加工工序卡片實(shí)例齒輪加工工序卡片實(shí)例機(jī)械加工工序卡片實(shí)例機(jī)械加工工藝過程卡片是以工序?yàn)閱挝唬喴f明零件機(jī)械加工過程的一種工藝文件。主要用于單件小批和中批生產(chǎn)的零件。機(jī)械加工工序卡片是在工藝過程卡片的基礎(chǔ)上，按每道工序所編制的一種工藝文件。主要內(nèi)容有工序簡圖，該工序中每個工步的加工內(nèi)容、工藝參數(shù)、操作要求以及所用設(shè)備和工藝裝備等。工序卡片主要用于大批大量生產(chǎn)中所有的零件，中批生產(chǎn)中復(fù)雜產(chǎn)品的關(guān)鍵零件以及單件小批生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。第二節(jié)零件圖分析零件圖是制定工藝規(guī)程最基本的原始資料之一。對零件圖分析得是否透徹，將直接影響所制訂工藝規(guī)程的科學(xué)性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。分析零件圖，主要從以下兩個方面進(jìn)行。

一、零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析

零件的結(jié)構(gòu)分析主要包括以下三方面： １、零件表面的組成和基本類型盡管組成零件的結(jié)構(gòu)多種多樣，但從形體上加以分析，都是由一些基本表面和特形表面組成的。基本表面有內(nèi)外圓柱表面、圓錐表面和平面等；特形表面主要有螺旋面、漸開線齒形表面、圓弧面（如球面）等。在零件結(jié)構(gòu)分析時，根據(jù)機(jī)械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，就可選擇與其相適應(yīng)的加工方法和加工路線，例如外圓表面通常由車削或磨削加工；內(nèi)孔表面則通過鉆、擴(kuò)、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。

機(jī)械零件不同表面的組合形成零件結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)。在機(jī)械制造中，通常按零件結(jié)構(gòu)和工藝過程的相似性，將各類零件大致分為軸類零件、套類零件、箱體類零件、齒輪類零件和叉架類零件等。 ２、主要表面與次要表面區(qū)分根據(jù)零件各加工表面要求的不同，可以將零件的加工表面劃分為主要加工表面和次要加工表面；這樣，就能在工藝路線擬定時，做到主次分開以保證主要表面的加工精度。

3、零件的結(jié)構(gòu)工藝性

所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件在滿足使用要求的前提下，制造該零件的可行性和經(jīng)濟(jì)性。功能相同的零件，其結(jié)構(gòu)工藝性可以有很大差異。所謂結(jié)構(gòu)工藝性好，是指在現(xiàn)有工藝條件下，既能方便制造又有較低的制造成本。目前，關(guān)于零件結(jié)構(gòu)工藝性的分析尚停留在定性分析階段，圖４-１列舉了在常規(guī)工藝條件下，零件結(jié)構(gòu)工藝性分析的實(shí)例，供設(shè)計零件和對零件結(jié)構(gòu)工藝性分析時參考。

二、零件的技術(shù)要求分析

零件圖樣上的技術(shù)要求，既要滿足設(shè)計要求，又要便于加工，而且齊全和合理。其技術(shù)要求包括下列幾個方面： 1．加工表面的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。2．各加工表面之間的相互位置精度。3．工件的熱處理和其他要求，如動平衡、鍍鉻處理、去磁等。零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度的要求，對確定機(jī)械加工工藝方案和生產(chǎn)成本影響很大。因此，必須認(rèn)真審查，以避免過高的要求使加工工藝復(fù)雜化和增加不必要的費(fèi)用。

第三節(jié)確定毛坯

毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經(jīng)濟(jì)性，而且影響機(jī)械加工的經(jīng)濟(jì)性。所以在確定毛坯時，既要考慮熱加工方面的因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)節(jié)中，降低零件的制造成本。 一、確定毛坯的種類毛坯的種類很多，同一種毛坯又有多種制造方法，機(jī)械制造中常用的毛坯有以下幾種：

（一）鑄件形狀復(fù)雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機(jī)器造型。木模手工造型鑄件精度低，加工表面余量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造。金屬模機(jī)器造型生產(chǎn)率高，鑄件精度高，但設(shè)備費(fèi)用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄件可采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄造等）。

（二）鍛件

機(jī)械強(qiáng)度要求高的鋼制件，一般要用鍛件毛坯。鍛件有自由鍛造鍛件和模鍛件兩種。自由鍛造鍛件可用手工鍛打（小型毛坯）、機(jī)械錘鍛（中型毛坯）或壓力機(jī)壓鍛（大型毛坯）等方法獲得。這種鍛件的精度低，生產(chǎn)率不高，加工余量較大，而且零件的結(jié)構(gòu)必須簡單；適用于單件和小批生產(chǎn)，以及制造大型鍛件。模鍛件的精度和表面質(zhì)量都比自由鍛件好，而且鍛件的形狀也可較為復(fù)雜，因而能減少機(jī)械加工余量。模鍛的生產(chǎn)率比自由鍛高得多，但需要特殊的設(shè)備和鍛模，故適用于批量較大的中小型鍛件。

（3）型材型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼及其它特殊截面的型材。型材有熱軋和冷拉兩類。熱軋的型材精度低，但價格便宜，用于一般零件的毛坯；冷拉的型材尺寸較小、精度高，易于實(shí)現(xiàn)自動送料，但價格較高，多用于批量較大的生產(chǎn)，適用于自動機(jī)床加工。 （4）焊接件焊接件是用焊接方法而獲得的結(jié)合件，焊接件的優(yōu)點(diǎn)是制造簡單、周期短、節(jié)省材料，缺點(diǎn)是抗振性差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。除此之外，還有沖壓件、冷擠壓件、粉末冶金等其它毛坯。

二、確定毛坯的形狀和尺寸

毛坯形狀和尺寸，基本上取決于零件形狀和尺寸，盡可能接近零件形狀和尺寸，以利于節(jié)約材料和減少機(jī)械加工工作量。毛坯的形狀和尺寸，取決于毛坯各表面的加工余量、毛坯種類、零件形狀和熱處理等多方面工藝因素的影響。下面僅從機(jī)械加工工藝的角度，分析確定毛坯的形狀和尺寸時應(yīng)考慮的問題。毛坯加工余量：零件和毛坯的主要差別，在于在零件需要加工的表面上，加上一定的機(jī)械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯公差：毛坯制造時，同樣會產(chǎn)生誤差，毛坯制造的尺寸公差稱為毛坯公差。（1）工藝搭子的設(shè)置

有些零件，由于結(jié)構(gòu)的原因，加工時不易裝夾穩(wěn)定，為了裝夾方便迅速，可在毛坯上制出凸臺，即所謂的工藝搭子，見圖4-2。工藝搭子只在裝夾工件時用，零件加工完成后，一般都要切掉，但如果不影響零件的使用性能和外觀質(zhì)量時，可以保留。圖4-2工藝搭子

（2）整體毛坯的采用在機(jī)械加工中，有時會遇到如磨床主軸部件中的三瓦軸承、發(fā)動機(jī)的連桿和車床的開合螺母等類零件。為了保證這類零件的加工質(zhì)量和加工時方便，常做成整體毛坯，加工到一定階段后再切開，如圖4-3所示的連桿整體毛坯。圖4-3連桿整體毛坯

（3）合件毛坯的采用為了便于加工過程中的裝夾，對于一些形狀比較規(guī)則的小形零件，如T形鍵、扁螺母、小隔套等，應(yīng)將多件合成一個毛坯，待加工到一定階段后或者大多數(shù)表面加工完畢后，再加工成單件。合件毛坯，在確定其長度尺寸時，既要考慮切割刀具的寬度和零件的個數(shù)，還應(yīng)考慮切成單件后，切割的端面是否需要進(jìn)一步加工，若要加工，還應(yīng)留有一定的加工余量。見圖4-4扁螺母整體毛坯及加工

（4）繪制毛坯圖在確定了毛坯種類、形狀和尺寸后，還應(yīng)繪制一張毛坯圖，作為毛坯生產(chǎn)單位的產(chǎn)品圖樣。繪制毛坯圖，是在零件圖的基礎(chǔ)上，在相應(yīng)的加工表面上加上毛坯余量。但繪制時還要考慮毛坯的具體制造條件，如鑄件上的孔、鍛件上的孔和空檔、法蘭等的最小鑄出和鍛出條件；鑄件和鍛件表面的起模斜度（拔模斜度）和圓角；分型面和分模面的位置等。并用雙點(diǎn)劃線在毛坯圖中表示出零件的表面，以區(qū)別加工表面和非加工表面，見圖4-5。除了圖中表示的尺寸、精度外，還應(yīng)在圖上寫明具體的技術(shù)要求，如未注圓角、起模斜度、熱處理要求、組織要求、表面質(zhì)量及硬度要求等。圖4-5鍛件毛坯圖 第四節(jié)定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)之分。在加工的起始工序中，只能用毛坯上未加工的表面作定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，以已加工過的表面作定位基準(zhǔn)的稱為精基準(zhǔn)。在加工中，首先使用的是粗基準(zhǔn)，但在選擇定位基準(zhǔn)時，為了保證零件的加工精度，首先考慮的是選擇精基準(zhǔn)。

一、粗基準(zhǔn)的選擇

選擇粗基準(zhǔn)時，主要考慮如何保證加工面都能分配到合理的加工余量，以及加工面與不加工面之間的位置尺寸和位置精度，同時還要為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。具體選擇時一般遵循下列原則：

1、不加工面作粗基準(zhǔn)對于同時有加工表面與不加工表面的工件，為了保證不加工表面與加工表面之間的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面作粗基準(zhǔn)。如圖4-6所示，鑄件毛坯孔B與外圓有偏心，若以不加工面外圓面A（圖4-6a）為粗基準(zhǔn)加工孔B，加工時余量不均勻，但加工后的孔B與不加工的外圓面A基本同軸，較好的保證了壁厚均勻。若選擇孔B作為粗基準(zhǔn)加工時（圖4-6b），加工余量均勻，但加工后內(nèi)孔與外圓不同軸，壁厚不均勻。當(dāng)零件有幾個不加工面時，應(yīng)選與加工面的相對位置要求高的不加工面為粗基準(zhǔn)。圖4-6粗基準(zhǔn)的選擇

分析提示:

(1)由于鑄造時內(nèi)孔B與外圓A之間有偏心;(2)以不需要加工的外圓A為粗基準(zhǔn):(3)用三爪自定心卡盤夾持外圓加工內(nèi)孔,此時外圓A的中心線與機(jī)床主軸的中心線重合,所以加工后內(nèi)孔B與外圓A是同軸的,即加工后孔的壁厚是均勻的;但是內(nèi)孔的加工余量卻是不均勻的。（4）如果選擇內(nèi)孔B作為粗基準(zhǔn)，（用四爪單動卡盤夾持外圓A）然后按內(nèi)孔B找正；由于此時內(nèi)孔B的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)中心線重合，所以內(nèi)孔B的加工余量是均勻的，但加工后的內(nèi)孔B與外圓A不同軸，即加工后的壁厚是不均勻的。

2、合理分配加工余量對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基準(zhǔn)時，應(yīng)考慮合理的分配各加工表面的加工余量。在加工余量的分配上應(yīng)注意兩點(diǎn)：圖4-7階梯軸毛坯粗基準(zhǔn)的選擇

（1）保證各主要加工表面都有足夠的余量為滿足這個要求，應(yīng)選擇毛坯精度高、余量小的表面作粗基準(zhǔn)。如圖4-7所示的階梯軸毛坯，毛坯大小頭的同軸度誤差為0～3mm，大頭最小加工余量為8mm，小頭的最小加工余量為5mm，若以加工余量大的大頭為粗基準(zhǔn)先車小頭，則小頭可能會因加工余量不足而使工件報廢。而以加工余量小的小頭為粗基準(zhǔn)先車大頭，則大頭的加工余量足夠，經(jīng)過加工的大頭外圓與小頭毛坯外圓基本同軸，再以經(jīng)過加工的大頭外圓為精基準(zhǔn)車小頭，小頭的余量也就足夠了。

（2）應(yīng)以重要表面作粗基準(zhǔn)

對于工件上的某些重要表面（如導(dǎo)軌和重要孔等），為了盡可能使加工余量均勻，則應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)。如圖4-8所示的車床床身，導(dǎo)軌表面是重要表面，要求耐磨性好，且在整個導(dǎo)軌表面內(nèi)具有大體一致的力學(xué)性能。因此，加工時應(yīng)選導(dǎo)軌表面作為粗基準(zhǔn)加工床腿底面（圖4-8a），然后以床腿底面為基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌平面（圖4-8b）。圖4-8車床床身的粗基準(zhǔn)選擇（3）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)盡可能使加工表面的金屬切除量總和最小。仍以圖4-8為例，選擇導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)，則大部分加工余量在床腿這一邊切掉；若選擇床腿為粗基準(zhǔn)，大部分加工余量則在導(dǎo)軌面上切去。兩者比較，導(dǎo)軌面的加工面積大，床腿的加工面積小，故床腿的金屬切除量小。從這點(diǎn)出發(fā)，也應(yīng)選擇床身導(dǎo)軌面作粗基準(zhǔn)。（4）粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整所選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口和飛邊等缺陷，以便定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。

（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用

在同一尺寸方向上，粗基準(zhǔn)只允許使用一次以避免產(chǎn)生較大的定位誤差。如圖所示的小軸加工，如重復(fù)使用B面去加工A、C面，則必然會使A面與C面的軸線產(chǎn)生較大的同軸度誤差。圖示小軸加工A、C—加工面B—毛坯面

二、精基準(zhǔn)的選擇

在零件的機(jī)械加工過程中，除起始工序采用粗基準(zhǔn)外，其余工序都采用精基準(zhǔn)定位。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時一般應(yīng)遵循以下原則：

（一）基準(zhǔn)重合的原則所謂基準(zhǔn)重合是指以設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則?！盎鶞?zhǔn)重合”原則對于保證表面間的相互位置精度（如平行度，垂直度，同軸度等）亦完全適用。

設(shè)尺寸C和B可能的誤差變化范圍分別為它們的公差值TC和TB，當(dāng)調(diào)整好鏜桿的位置后，加工一批活塞上的銷孔，則尺寸A可能的誤差變化范圍為：Amax=Bmax-Cmin

Amin=Bmin-Cmax將上兩式相減，可得到：Amax-Amin=Bmax-Cmin-（Bmin-Cmax）

=Bmax-Bmin+Cmax-Cmin即：TA=TB+TC

（二）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

當(dāng)工件上有許多表面需要進(jìn)行多道工序加工時，應(yīng)盡可能在多個工序中采用同一組基準(zhǔn)定位，這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。例如，軸類零件的大多數(shù)工序都以頂尖孔為定位基準(zhǔn)；齒輪的齒坯和齒形多采用齒輪的內(nèi)孔及基準(zhǔn)端面為定位基準(zhǔn)；箱體零件加工大多以一組平面或一面兩孔作統(tǒng)一基準(zhǔn)加工孔系和端面。當(dāng)零件上的加工表面很多，可在工件上選一組精基準(zhǔn)，或在工件上專門設(shè)計一組定位面，用它們定位來加工工件上盡可能多的表面，這就遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。采用“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則時，若統(tǒng)一的基準(zhǔn)為設(shè)計基準(zhǔn)，又符合了基準(zhǔn)重合原則，此時是最理想的定位方案。當(dāng)統(tǒng)一的基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時，此時的加工精度雖然不如基準(zhǔn)重合時那樣容易保證，即增加了一個基準(zhǔn)不重合誤差，但在某些情況下，仍然比基準(zhǔn)多次轉(zhuǎn)換時加工經(jīng)濟(jì)性好。

當(dāng)采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則無法保證加工表面的位置精度時，若能考慮先采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原則進(jìn)行粗、半精加工，最后采用基準(zhǔn)重合原則進(jìn)行精加工來保證表面間的相互位置精度。這樣既保證了加工精度，又充分地利用了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則的優(yōu)點(diǎn)。采用“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則可較好地保證各加工面的位置精度，也可減小工裝設(shè)計及制造的費(fèi)用，提高生產(chǎn)率，并且可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所造成的誤差。

（三）“自為基準(zhǔn)”原則

有些精加工工序?yàn)榱吮ＷC加工質(zhì)量，要求加工余量小而均勻，采用加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，就是“自為基準(zhǔn)”原則。例如磨削床身的導(dǎo)軌面時，就是以導(dǎo)軌面本身作定位基準(zhǔn)（圖4-10）。此外，用浮動鉸刀鉸孔，浮動鏜刀鏜孔，圓拉刀拉孔，無心磨床磨外圓表面等，均是以加工表面本身作定位基準(zhǔn)的實(shí)例。圖4-10床身導(dǎo)軌面的磨削

（四）“互為基準(zhǔn)”原則為了使加工面獲得均勻的加工余量和較高的位置精度，可采用加工面間互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。例如加工精密齒輪時，通常是齒面淬硬后再磨齒面及內(nèi)孔。由于齒面磨削余量小，為了保證加工要求，采用圖示所示裝夾方式。先以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣不但使齒面磨削余量小而均勻，而且能較好地保證內(nèi)孔與齒切圓有較高的同軸度。圖示精密齒輪內(nèi)孔的磨削1-卡盤2-滾柱3-齒輪 （5）裝夾方便原則工件定位要穩(wěn)定，夾緊可靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。以上介紹精基準(zhǔn)選擇的幾項(xiàng)原則，每項(xiàng)原則只能說明一個方面的問題。理想的情況是基準(zhǔn)既“重合”又“統(tǒng)一”，同時又能使定位穩(wěn)定、可靠、操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。但實(shí)際運(yùn)用中往往出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行綜合分析，抓住主要矛盾，進(jìn)行合理選擇。工件上的定位精基準(zhǔn)，一般是工件上具有較高精度要求的重要工作表面，但有時為了使基準(zhǔn)統(tǒng)一或定位可靠，操作方便，人為地制造一種基準(zhǔn)面，這些表面在零件使用中并不起作用，僅在加工中起定位作用，如頂尖孔，工藝凸臺等，這類基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。三、定位方法的確定（一）工件定位的概念與基本要求對工件的定位有以下兩點(diǎn)基本要求：

1.)為保證加工表面與其設(shè)計基準(zhǔn)間的相對位置精度,應(yīng)使加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)相對于機(jī)床占有一正確位置。2.)為了保證加工表面與其設(shè)計基準(zhǔn)間的距離尺寸精度,當(dāng)采用調(diào)整法加工時,位于機(jī)床或夾具上的工件,相對于刀具必須有一確定的位置。獲得表面間距離尺寸精度的方法通常有兩種：試切法和調(diào)整法。(ⅰ)試切法是一種通過試切－測量－調(diào)整－再試切,反復(fù)進(jìn)行到被加工尺寸達(dá)到要求為止的加工方法.采用這種方法,距離尺寸精度是通過多次試切獲得的,所以工件在加工前相對刀具的位置可以不必確定。(ⅱ)調(diào)整法,是先調(diào)整好刀具和工件在機(jī)床上的相對位置,并在一批零件的加工過程中保持這個位置不變,以保證工件被加工尺寸的辦法。（二）定位方法的確定

工件的定位方法有以下兩種。1、找正定位此法是利用工具（或儀表）等確定工件在機(jī)床上的正確位置的方法。找正定位有直接找正和劃線找正兩種。（1）直接找正這種方法是用目測、劃針或百分表等在機(jī)床上直接找正工件，使其獲得正確位置。（2）劃線找正此法是利用劃針按毛坯或半成品上所劃的線找正在機(jī)床上的正確位置，從而實(shí)現(xiàn)定位的一種方法。2．采用夾具定位此法是用夾具上的定位元件使工件獲得正確位置的一種方法。這種定位方法定位迅速、方便、定位精度高且穩(wěn)定。但專用夾具的制造周期長、費(fèi)用高、故采用夾具定位廣泛應(yīng)用于成批大量生產(chǎn)中。

第五節(jié)擬定工藝路線擬定工藝路線，是制訂工藝規(guī)程時一項(xiàng)很重要的工作。工藝路線擬定得是否合理，直接影響到工藝規(guī)程的合理性、科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。

一、加工方法的選擇

為了正確選擇表面加工方法，首先應(yīng)了解各種加工方法的特點(diǎn)和掌握加工經(jīng)濟(jì)精度的概念。所謂加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常的加工條件下（采用符合質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人，不延長加工時間）所能保證的加工精度。

選擇加工方法時，除應(yīng)保證加工表面的精度和粗糙度要求之外，還應(yīng)綜合考慮下列因素： （1）選擇能獲得相應(yīng)經(jīng)濟(jì)精度的加工方法例如加工精度為IT7，表面粗糙度為Ra0.4m的外圓柱面，通過精細(xì)車削是可以達(dá)到要求的，但不如磨削經(jīng)濟(jì)。 （2）零件材料的可加工性能例如淬火鋼的精加工要用磨削，有色金屬圓柱面的精加工為避免磨削時堵塞砂輪，則要用高速精細(xì)車或精細(xì)鏜（金剛鏜）。

（3）工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小例如對于加工精度要求為IT7的孔，采用鏜削、鉸削、拉削和磨削均可達(dá)到要求。但箱體上的孔，一般不宜選用拉孔或磨孔，而宜選擇鏜孔（大孔）或鉸孔（小孔）。 （4）生產(chǎn)類型大批量生產(chǎn)時，應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝，例如用拉削方法加工孔和平面，用組合銑削或磨削同時加工幾個表面，對于復(fù)雜的表面采用數(shù)控機(jī)床及加工中心等；單件小批生產(chǎn)時，宜采用刨削，銑削平面和鉆、擴(kuò)、鉸孔等加工方法，避免盲目地采用高效加工方法和專用設(shè)備而造成經(jīng)濟(jì)損失。（5）現(xiàn)有生產(chǎn)條件充分利用現(xiàn)有設(shè)備和工藝手段，發(fā)揮工人的創(chuàng)造性，挖掘企業(yè)潛力，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。序號加工方法經(jīng)濟(jì)精度（公差等級表示）表面粗糙度值Ra/m適用范圍1粗車IT11～1310～50

2粗車—半精車IT8～102.5～6.3適用于淬火鋼以外的各種金屬3粗車—半精車IT7～80.8～1.64粗車—半精車—精車—滾壓（或拋光）IT7～80.025～0.25粗車—半精車—磨削IT7～80.4～0.8主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不宜加工有色金屬6粗車—半精車—粗磨—精磨IT6～70.1～0.47粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工（或輪式超精磨）IT50.012～0.1（或Rz0.1）表4-3外圓柱面加工方案序號加工方法經(jīng)濟(jì)精度（公差等級表示）表面粗糙度值Ra/m適用范圍1粗車IT11～1312.5～50

端面2粗車—半精車IT8～103.2～6.33粗車—半精車—精車IT7～80.8～1.64粗車—半精車—磨削IT6～80.2～0.88粗車—半精車—精車—精細(xì)車（金鋼車）IT6～70.025～0.4主要用于要求較高的有色金屬加工9粗車—半精車—粗磨—精磨—超精磨（或鏡面磨）IT50.006～0.025（或Rz0.05）極高精度的外圓加工10粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨IT50.006～0.1（或Rz0.05）表4-4平面加工方案5粗刨（或粗銑）IT11～136.3～25一般不淬硬平面（端銑表面粗糙度Ra值較?。?粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）IT8～101.6～6.37粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）—刮研IT6～70.1～0.8精度要求較高的不淬硬平面批量較大時宜采用寬刃精刨方案8以寬刃精刨代替上述刮研IT70.2～0.89粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）—磨削IT70.2～0.8

精度求高的淬火硬平面或不淬硬平面10粗刨（或粗銑）—精刨（或精銑）—磨削IT6～70.025～0.411粗銑—拉IT7～90.2～0.8大量生產(chǎn)，較小的平面（精度視拉刀精度而定）12粗銑—精銑—磨削—研磨IT5以上0.006～0.1（或Rz0.05）高精度平面序號

加工方法經(jīng)濟(jì)精度（公差等級表示）表面粗糙度值/m

適用范圍1鉆IT11～1312.5加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬，孔徑小于15～20mm2鉆—鉸IT8～101.6～6.33鉆—粗鉸IT7～80.8～1.64鉆—擴(kuò)IT10～116.3～12.5

加工未淬火鋼及鑄鐵的實(shí)心毛坯，也可用于加工有色金屬，孔徑大于15～20mm5鉆—擴(kuò)—鉸IT8～91.6～3.26鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸IT70.8～1.67鉆—擴(kuò)—機(jī)鉸—手鉸IT6～70.2～0.4表4-5孔加工方案8鉆—擴(kuò)—拉IT7～90.1～1.6大批大量生產(chǎn)（精度由拉刀的精度而定）9粗鏜（或擴(kuò)孔）IT11～136.3～12.5

除淬火鋼外各種材料，毛坯有鑄出孔或鍛出孔10粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）IT9～101.6～3.211粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜（鉸）IT7～80.8～1.612粗鏜（粗?jǐn)U）—半精鏜（精擴(kuò)）—精鏜—浮動鏜刀精鏜IT6～70.4～0.813

粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—磨孔

IT7～80.2～0.8

主要用于淬火鋼，也可用于未淬鋼但不宜用于有色金屬14粗鏜（擴(kuò)）—半精鏜—粗磨—精磨IT7～80.1～0.215粗鏜—半精鏜—精鏜—精鏜—精細(xì)鏜（金剛鏜）IT6～70.05～0.4主要用于精度要求高的有色金屬16

鉆—（擴(kuò)）—粗鉸—精鉸—珩磨；鉆—（擴(kuò)）—拉—珩磨；粗鏜—半精鏜—精鏜—珩磨IT6～70.025～0.2

精度要求很高的孔

17

以研磨代替上述方法中的珩磨IT5～60.006～0.1

二、加工階段的劃分

零件的加工質(zhì)量要求較高時，都應(yīng)劃分加工階段。一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個階段。如果零件要求的精度特別高，表面粗糙度很細(xì)時，還應(yīng)増加光整加工和超精密加工階段。各加工階段的主要任務(wù)是： （1）粗加工階段主要任務(wù)是切除毛坯上各加工表面的大部分加工余量，使毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品。因此，應(yīng)采取措施盡可能提高生產(chǎn)率。同時要為半精加工階段提供精基準(zhǔn)，并留有充分均勻的加工余量，為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件。 （2）半精加工階段達(dá)到一定的精度要求，并保證留有一定的加工余量，為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。同時完成一些次要表面的加工（如緊固孔的鉆削，攻螺紋，銑鍵槽等）。 （3）精加工階段主要任務(wù)是保證零件各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的技術(shù)要求。 （4）光整加工階段對精度要求很高（IT6以上），表面粗糙度很?。ㄐ∮赗a0.2m）的零件，需安排光整加工階段。其主要任務(wù)是減小表面粗糙度或進(jìn)一步提高尺寸精度和形狀精度。 （2）半精加工階段達(dá)到一定的精度要求，并保證留有一定的加工余量，為主要表面的精加工作準(zhǔn)備。同時完成一些次要表面的加工（如緊固孔的鉆削，攻螺紋，銑鍵槽等）。 （3）精加工階段主要任務(wù)是保證零件各主要表面達(dá)到圖紙規(guī)定的技術(shù)要求。 （4）光整加工階段對精度要求很高（IT6以上），表面粗糙度很?。ㄐ∮赗a0.2m）的零件，需安排光整加工階段。其主要任務(wù)是減小表面粗糙度或進(jìn)一步提高尺寸精度和形狀精度。劃分加工階段的原因是： （1）保證加工質(zhì)量的需要零件在粗加工時，由于要切除掉大量金屬，因而會產(chǎn)生較大的切削力和切削熱，同時也需要較大的夾緊力，在這些力和熱的作用下，零件會產(chǎn)生較大的變形。而且經(jīng)過粗加工后零件的內(nèi)應(yīng)力要重新分布，也會使零件發(fā)生變形。如果不劃分加工階段而連續(xù)加工，就無法避免和修正上述原因所引起的加工誤差。加工階段劃分后，粗加工造成的誤差，通過半精加工和精加工可以得到修正，并逐步提高零件的加工精度和表面質(zhì)量，保證了零件的加工要求。

（2）合理使用機(jī)床設(shè)備的需要粗加工一般要求功率大，剛性好，生產(chǎn)率高而精度不高的機(jī)床設(shè)備。而精加工需采用精度高的機(jī)床設(shè)備，劃分加工階段后就可以充分發(fā)揮粗、精加工設(shè)備各自性能的特點(diǎn)，避免以粗干精，做到合理使用設(shè)備。這樣不但提高了粗加工的生產(chǎn)效率，而且也有利于保持精加工設(shè)備的精度和使用壽命。 （3）及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷毛坯上的各種缺陷（如氣孔、砂眼、夾渣或加工余量不足等），在粗加工后即可被發(fā)現(xiàn)，便于及時修補(bǔ)或決定報廢，以免繼續(xù)加工后造成工時和加工費(fèi)用的浪費(fèi)。

（4）便于安排熱處理熱處理工序使加工過程劃分成幾個階段，如精密主軸在粗加工后進(jìn)行去除應(yīng)力的人工時效處理，半精加工后進(jìn)行淬火，精加工后進(jìn)行低溫回火和冰冷處理，最后再進(jìn)行光整加工。這幾次熱處理就把整個加工過程劃分為粗加工－半精加工－精加工－光整加工階段。在零件工藝路線擬訂時，一般應(yīng)遵守劃分加工階段這一原則，但具體應(yīng)用時還要根據(jù)零件的情況靈活處理，例如對于精度和表面質(zhì)量要求較低而工件剛性足夠，毛坯精度較高，加工余量小的工件，可不劃分加工階段。又如對一些剛性好的重型零件，由于裝夾吊運(yùn)很費(fèi)時，也往往不劃分加工階段而在一次安裝中完成粗精加工。還需指出的是，將工藝過程劃分成幾個加工階段是對整個加工過程而言的，不能單純從某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)來判斷。例如工件的定位基準(zhǔn)，在半精加工階段甚至在粗加工階段就需要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段中安排某些鉆孔之類的粗加工工序也是常有的。

三、工序集中與工序分散

工序組合有兩種不同的原則，即工序集中和工序分散。 （一）工序集中的特點(diǎn)工序集中就是零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)完成，而每一道工序的加工內(nèi)容卻比較多；其特點(diǎn)是： （1）有利于采用高生產(chǎn)率的專用設(shè)備和工藝裝備，如采用多刀多刃、多軸機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和加工中心等，從而大大提高生產(chǎn)率。 （2）減少了工序數(shù)目，縮短了工藝路線，從而簡化了生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作。

（3）減少了設(shè)備數(shù)量，相應(yīng)地減少了操作工人和生產(chǎn)面積。 （4）減少了工件安裝次數(shù)，不僅縮短了輔助時間，而且在一次安裝下能加工較多的表面，也易于保證這些表面的相對位置精度。 （5）專用設(shè)備和工藝裝置復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作和投資都比較大，尤其是轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較困難。

（二）工序分散的特點(diǎn)

工序分散是整個工藝過程中工序數(shù)量多，而每一道工序的加工內(nèi)容則比較少。其特點(diǎn)是： （1）設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)都比較簡單，調(diào)整方便，對工人的技術(shù)水平要求低。 （2）可采用最有利的切削用量，減少機(jī)動時間。 （3）容易適應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)品的變換。 （4）設(shè)備數(shù)量多，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。

工序集中和工序分散各有特點(diǎn)；在擬訂工藝路線時，工序是集中還是分散，即工序數(shù)量是多還是少，主要取決于生產(chǎn)規(guī)模和零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)要求。在一般情況下，單件小批生產(chǎn)時，多將工序集中。大批量生產(chǎn)時，既可采用多刀、多軸等高效率機(jī)床將工序集中，也可將工序分散后組織流水線生產(chǎn)；目前的發(fā)展趨勢是傾向于工序集中。

四、加工順序的安排

（一）機(jī)械加工工序的安排

①基準(zhǔn)先行零件加工一般多從精基準(zhǔn)的加工開始，再以精基準(zhǔn)定位加工其它表面。因此，選作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)安排在工藝過程起始工序先進(jìn)行加工，以便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。例如軸類零件先加工兩端中心孔，然后再以中心孔作為精基準(zhǔn)，粗、精加工所有外圓表面。齒輪加工則先加工內(nèi)孔及基準(zhǔn)端面，再以內(nèi)孔及端面作為精基準(zhǔn)，粗、精加工齒形表面。

②先粗后精精基準(zhǔn)加工好以后，整個零件的加工工序，應(yīng)是粗加工工序在前，相繼為半精加工、精加工及光整加工。按先粗后精的原則先加工精度要求較高的主要表面，即先粗加工再半精加工各主要表面，最后再進(jìn)行精加工和光整加工。在對重要表面精加工之前，有時需對精基準(zhǔn)進(jìn)行修整，以利于保證重要表面的加工精度，如主軸的高精度磨削時，精磨和超精磨削前都須研磨中心孔；精密齒輪磨齒前，也要對內(nèi)孔進(jìn)行磨削加工。

③先主后次根據(jù)零件的功用和技術(shù)要求。先將零件的主要表面和次要表面分開，然后先安排主要表面的加工，再把次要表面的加工工序插入其中。次要表面一般指鍵槽、螺孔、銷孔等表面。這些表面一般都與主要表面有一定的相對位置要求，應(yīng)以主要表面作為基準(zhǔn)進(jìn)行次要表面加工，所以次要表面的加工一般放在主要表面的半精加工以后，精加工以前一次加工結(jié)束。也有放在最后加工的，但此時應(yīng)注意不要碰傷已加工好的主要表面。

④先面后孔對于箱體、底座、支架等類零件，平面的輪廓尺寸較大，用它作為精基準(zhǔn)加工孔，比較穩(wěn)定可靠，也容易加工，有利于保證孔的精度。如果先加工孔，再以孔為基準(zhǔn)加工平面，則比較困難，加工質(zhì)量也受影響。

（二）熱處理工序的安排

熱處理可用來提高材料的力學(xué)性能，改善工件材料的加工性能和消除內(nèi)應(yīng)力，其安排主要是根據(jù)工件的材料和熱處理的目的來進(jìn)行。在機(jī)械制造中，常用的熱處理工序有：退火、正火、調(diào)質(zhì)、時效、淬火、滲碳、滲氮、液體碳氮共滲。按照熱處理的目的，可將熱處理分為預(yù)備熱處理和最終熱處理。。1．預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理的目的，主要是改善材料的切削性能、消除內(nèi)應(yīng)力及為最終熱處理作好組織準(zhǔn)備。常用的有以下幾種。 ①正火、退火正火和退火是為了改善切削加工性能和消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力。如含碳量大于0.5%的低碳鋼和低碳合金鋼，為降低硬度便于切削，常采用退火；含碳量低于0.3%的低碳鋼和低碳合金鋼為避免硬度過低切削時粘刀，一般采用正火以提高硬度；退火和正火常安排在毛坯制造之后粗加工之前。

②調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)處理即淬火后的高溫回火，能獲得均勻細(xì)致的索氏體組織，為以后表面淬火和滲氮作組織準(zhǔn)備，常安排在粗加工之后半精加工之前進(jìn)行。 ③時效處理時效處理主要用于消除毛坯制造和機(jī)械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。常安排在粗加工之后進(jìn)行。對于加工精度要求不高的工件，也可放在粗加工之前進(jìn)行。

２．最終熱處理

最終熱處理的目的，是達(dá)到零件要求的力學(xué)性能，如一定的硬度、耐磨性等。常用的最終熱處理有以下幾種。

（1）淬火

淬火處理的目的主要是提高零件材料的硬度和耐磨性。淬火工序一般安排在半精加工與精加工之間進(jìn)行，因淬火后工件硬度很高，且有一定變形，需再進(jìn)行磨削或研磨加工，以修正熱處理工序產(chǎn)生的變形。在淬火工序之前需將銑鍵槽、車螺紋、鉆螺紋底孔、攻螺紋等次要表面的加工進(jìn)行完畢，以防止零件淬硬后不能加工。

（2）滲碳淬火

滲碳淬火適用于低碳鋼和低碳合金鋼，其目的是使零件表層含碳量增加，經(jīng)淬火后使表層獲得高的硬度和耐磨性，而芯部仍保持其較高的韌性。由于滲碳淬火變形大，且滲碳層深度一般為0.5～2mm之間，因此滲碳淬火工序一般安排在半精加工與精加工之間。

（3）滲氮處理

滲氮是使氮原子滲入金屬表面而獲得一層含氮化合物的處理方法。滲氮層可以提高零件表面的硬度，耐磨性，疲勞強(qiáng)度和抗蝕性。由于滲氮處理溫度較低，變形小，且滲氮層較?。ㄔ?.6～0.7mm），因此常安排在精加工之間進(jìn)行。為減小滲氮變形，在切削加工之后一般需進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。

（三）輔助工序的安排

輔助工序包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、防銹、去磁、平衡等。輔助工序也是機(jī)械加工中必不可少的工序，對保證零件的質(zhì)量、為后續(xù)工序創(chuàng)造良好的加工條件都有重要的意義，應(yīng)合理安排。

（1）檢驗(yàn)工序的安排

檢驗(yàn)工序一般安排在粗加工后，精加工前；送往外車間前后；重要工序和工時長的工序前后；零件加工結(jié)束后，入庫前。

（2）其它工序的安排 ①表面強(qiáng)化工序如滾壓、噴丸處理等，一般安排在工藝過程的最后。 ②表面處理工序如發(fā)藍(lán)、電鍍等一般安排在工藝過程的最后。

③探傷工序如X射線檢查、超聲波探傷等多用于零件內(nèi)部質(zhì)量的檢查，一般安排在工藝過程的開始。磁力探傷、熒光檢驗(yàn)等主要用于零件表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在該表面加工結(jié)束以后。

④平衡工序包括動、靜平衡，一般安排在精加工以后。在安排零件的工藝過程中，不要忽視去毛刺、倒棱和清洗等輔助工序。在銑鍵槽、齒面倒角等工序后應(yīng)安排去毛刺工序。零件在裝配前都應(yīng)安排清洗工序，特別在研磨等光整加工工序之后，更應(yīng)注意進(jìn)行清洗工序，以防止殘余的磨料嵌入工件表面，加劇零件在使用中的磨損。第六節(jié)確定加工余量在選擇了毛坯，擬訂出加工工藝路線之后，就需確定加工余量，計算各工序的工序尺寸。加工余量大小與加工成本有密切關(guān)系，加工余量過大不僅浪費(fèi)材料，而且增加切削工時，增大刀具和機(jī)床的磨損，從而增加成本；加工余量過小，會使前一道工序的缺陷得不到糾正，造成廢品，從而也使成本增加，因此，合理地確定加工余量，對提高加工質(zhì)量和降低成本都有十分重要的意義。

一、總加工余量和工序加工余量

在機(jī)械加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度稱為加工余量。加工余量分為工序余量和總加工余量。工序余量是指為完成某一道工序所必須切除的金屬層厚度，即相鄰兩工序的工序尺寸之差?？偧庸び嗔渴侵赣擅髯?yōu)槌善返倪^程中，在某加工表面上所切除的金屬層總厚度，即毛坯尺寸與零件圖設(shè)計尺寸之差。（亦稱毛坯余量）

由上述可知兩點(diǎn)：其一，總加工余量等于各工序加工余量之和，即：

Z∑＝

其二，總加工余量取決于毛坯尺寸與零件設(shè)計尺寸之差；而工序加工余量取決先后兩工序尺寸之差。加工余量還有雙邊余量和單邊余量之分，平面加工余量是單邊余量，它等于實(shí)際切削的金屬層厚度。對于外圓和孔等回轉(zhuǎn)表面，加工余量是指雙邊余量，即以直徑方向計算，實(shí)際切削的金屬為加工余量數(shù)值的一半。如圖4-15所示，由圖可知：對于外表面的單邊余量Zb=a–b（圖4-15a）對于內(nèi)表面的單邊余量Zb=b–a（圖4-15b）對于軸2Zb=da-db（圖4-15c）對于孔2Zb=db–da（圖4-15d）式中Zb－本工序的基本余量；Da－上工序的基本尺寸；Db－本工序的基本尺寸。兩個概念：（1）單邊加工余量（非對稱的）是指刀具在加工表面上直接切除的金屬層的厚度。（2）對稱加工余量旋轉(zhuǎn)表面（外圓和內(nèi)孔）的加工余量是對稱加工余量，為刀具在加工表面上直接切除金屬厚度的兩倍。

由于毛坯尺寸和各工序尺寸不可避免地存在公差，因此無論是總加工余量還是工序余量實(shí)際上是個變動值，因而加工余量又有基本余量、最大余量和最小余量之分，通常所說的加工余量是指基本余量。加工余量、工序余量的公差標(biāo)注應(yīng)遵循“入體原則”即：“毛坯尺寸按雙向標(biāo)注上、下偏差；被包容表面尺寸上偏差為零，也就是基本尺寸為最大極限尺寸（如軸）；對包容面尺寸下偏差為零，也就是基本尺寸為最小極限尺寸（如內(nèi)孔）。

加工過程中，工序完成后的工件尺寸稱為工序尺寸。由于存在加工誤差，各工序加工后的尺寸也有一定的公差，稱為工序公差。工序公差帶的布置也采用“入體原則”法。

幾個概念：（1）公稱加工余量為前工序和本工序基本尺寸之差。（2）最小加工余量為前工序尺寸的最小值和本工序尺寸的最大值之差。（3）最大加工余量為前工序尺寸的最大值和本工序尺寸的最小值之差。（4）工序加工余量的變動范圍最大加工余量與最小加工余量之差；等于前工序與本工序的工序尺寸公差之和。證明：設(shè)上道工序的基本尺寸為A，本道工序的基本尺寸為BZmax＝Amax－Bmin

Zmin＝Amin－Bmax

Zmax－Zmin＝Amax－Bmin－（Amin－Bmax）＝Amax－Amin＋Bmax－Bmin

＝TA＋TB

（5）工序尺寸的公差帶一般規(guī)定在零件加工表面的“入體”方向；對被包容面的工序尺寸取上偏差為零；包容面的工序尺寸取下偏差為零；毛坯尺寸的公差一般按雙向標(biāo)注。

二、影響加工余量的因素為切除前工序在加工時留下的各種缺陷和誤差的金屬層，又考慮到本工序可能產(chǎn)生的安裝誤差而不致使工件報廢，必須保證一定數(shù)值的最小工序余量。為了合理確定加工余量，首先必須了解影響加工余量的因素。影響加工余量的主要因素有：（1）前工序的尺寸公差由于工序尺寸有公差，上工序的實(shí)際工序尺寸有可能出現(xiàn)最大或最小極限尺寸。為了使上工序的實(shí)際工序尺寸在極限尺寸的情況下，本工序也能將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除，本工序的加工余量應(yīng)包括上工序的公差。 （2）前工序的形狀和位置公差當(dāng)工件上有些形狀和位置偏差不包括在尺寸公差的范圍內(nèi)時，這些誤差又必須在本工序加工糾正，在本工序的加工余量中必須包括它。 （3）前工序的表面粗糙度和表面缺陷為了保證加工質(zhì)量，本工序必須將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除。圖4-18工件的安裝誤差

獨(dú)立原則:

是指被測要素在圖樣上給出的尺寸公差與形位公差各自獨(dú)立,應(yīng)分別滿足要求的公差原則.獨(dú)立原則是形位公差與尺寸公差相互關(guān)系的基本原則.

（4）本工序的安裝誤差安裝誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差，若用夾具裝夾，還應(yīng)有夾具在機(jī)床上的裝夾誤差。這些誤差會使工件在加工時的位置發(fā)生偏移，所以加工余量還必須考慮安裝誤差的影響。如圖4-18所示用三爪自動定心卡盤夾持工件外圓加工孔時，若工件軸心線偏移機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)軸線一個e值，造成內(nèi)孔切削余量不均勻，為使上工序的各項(xiàng)誤差和缺陷在本工序切除，應(yīng)將孔的加工余量加大2e。 三、確定加工余量的方法確定加工余量的方法有3種：分析計算法、經(jīng)驗(yàn)估算法和查表修正法。 （1）分析計算法本方法是根據(jù)有關(guān)加工余量計算公式和一定的試驗(yàn)資料，對影響加工余量的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析和綜合計算來確定加工余量。用這種方法確定加工余量比較經(jīng)濟(jì)合理，但必須有比較全面和可靠的試驗(yàn)資料。目前，只在材料十分貴重，以及軍工生產(chǎn)或少數(shù)大量生產(chǎn)的工廠中采用。

（2）經(jīng)驗(yàn)估算法本方法是根據(jù)工廠的生產(chǎn)技術(shù)水平，依靠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定加工余量。為防止因余量過小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗(yàn)估計的數(shù)值總是偏大，這種方法常用于單件小批量生產(chǎn)。（3）查表修正法此法是根據(jù)各工廠長期的生產(chǎn)實(shí)踐與試驗(yàn)研究所積累的有關(guān)加工余量數(shù)據(jù)，制成各種表格并匯編成手冊，確定加工余量時，查閱有關(guān)手冊，再結(jié)合本廠的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正后確定，目前此法應(yīng)用較為普遍。第七節(jié)計算工序尺寸

在毛坯經(jīng)機(jī)械加工轉(zhuǎn)變成零件的過程中，其尺寸和形狀不斷改變。因此，要計處各道工序的尺寸和確定各道工序尺寸的公差。工序尺寸及其公差的確定，不僅取決于設(shè)計尺寸及加工余量，而且還與定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)的選擇及基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換有著密切的關(guān)系。所以，計算工序尺寸時，應(yīng)根據(jù)不同的情況采用不同的方法。一、“基準(zhǔn)重合”時工序尺寸計算當(dāng)零件工序基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合時，零件工序尺寸及其公差的確定方法是：先根據(jù)零件的具體要求確定其加工工藝路線，再通過查表確定各道工序的加工余量及其公差，然后計算出各工序尺寸及公差。計算順序是：先確定各工序余量的基本尺寸，再由后往前逐個工序推算，即由工件上的設(shè)計尺寸開始，由最后一道工序向前工序推算直到毛坯尺寸。例題見書P118二、“基準(zhǔn)不重合”時工序尺寸計算1．定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時工序尺寸的計算在零件加工中，當(dāng)加工表面的定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時，其工序尺寸要通過計算獲得．計算舉例見Ｐ119

2.測量基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合時的尺寸換算在零件加工中,常會遇到某些表面的尺寸不便(或無法)按設(shè)計尺寸直接測量的情況。為此，需要在零件上另選一易于測量的表面作測量基準(zhǔn)，以控制加工尺寸，從而間接保證設(shè)計尺寸的要求；這時，也需進(jìn)行工序尺寸的換算；另外，當(dāng)按計算的工序尺寸進(jìn)行加工出現(xiàn)超差時，還要分析是否出現(xiàn)“假廢品”。（1）尺寸計算舉例見P120圖4-20測量尺寸的換算 （2）假廢品的分析采用極值法換算基準(zhǔn)不重合的工序尺寸，并按換算的工序尺寸加工或測量時，可能出現(xiàn)假廢品。所謂假廢品，就是按換算的工序尺寸進(jìn)行加工、測量時，發(fā)現(xiàn)超出換算的尺寸要求，工件應(yīng)報廢。但這時可能出現(xiàn)要保證的設(shè)計尺寸仍然在要求的公差范圍內(nèi)的現(xiàn)象，這時，工件實(shí)際上是合格品，而不是廢品。因此，對于因基準(zhǔn)不重合而換算的工序尺寸超差，應(yīng)進(jìn)行分析。圖4-20測量尺寸的換算