双十科技机械加工工艺路线的拟定
    工艺路线的拟定是制定工艺规程中关键的一步。工艺路线合理与否不但影响
到零件的加工质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生
产成本等问题，因此必须严谨从事。工艺路线的拟定，目前还没有一套精确的计
算方法，主要采用生产实践中总结出的一些原则，结合工厂具体情况灵活应用。
设计者一般提出几种方案，通过分析比较，从中选择最佳路线。工艺路线的拟定
除了上面介绍的定位基准的选择外，主要包括加工方法的选择、加工阶段的划
分、加工顺序的安排、工序的组合以及设备与工艺装备的选择等.
    1.加工方法的选择
    任何复杂的表面都是由若干个简单的几何表面组合而成的。零件的加工，实
质上就是这些简单几何表面加工的组合。因此，在拟定零件的加工工艺路线时，
首先要确定构成零件各个表面的加工方法.要达到同样加工质量要求的表面，其
加工过程和最终加工方法可以有多个方案。不同的加工方法所达到的加工经济精
度和生产率也是不同的.因此，表面加工方法的选择，在保证加工质量的前提
下，应同时满足生产率和经济性的要求。
    这里提到的加工经济精度，是指在正常的加工条件下(使用符合质量标准的
设备、工艺装备和标准技术等级的工人、合理的工时定额)所能达到的加工精度
和表面粗糙度。
    表1-11、表1-12和表1-13分别介绍了机器零件的三种最基本的表面(外圆表
面、内孔表面和平面)的较常用加工方案及其所能达到的经济精度和表面粗糙
度。
    必须指出的是，表1-11、表1-12和表1-13中各加工方法所对应的表面粗糙度
和精度是在一般情况下可能达到的表面粗糙度和精度，在具体条件下是会有差别
的。随着生产技术的发展、工艺水平的提高，同一种加工方法所能达到的精度和
表面质量也会有所提高。例如，过去在外圆磨床上精磨外圆仅能达到IT6的公差和
Ra?0.20pm的表面粗糙度;但在采用适当的措施提高磨床精度以及改进磨削工艺
后，现在已能在普通外圆磨床上进行镜面磨削，可达IT5以上精度、Ra>_0.10
0.012pm的表面粗糙度。
    选择加工方法的具体做法就是根据被加工表面的加工要求、材料性质等，选
择合适的加工方法及加工路线。在具体选择时应综合考虑以下问题:
    (1)被加工表面的精度和粗糙度。例如，对于IT7级精度的孔，采用拉削、
铰削、m削和磨削等加工方法都可以。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常
采用铰孔和摸孔;直径大于60mm的孔不宜采用钻、扩、铰。
    (2)零件材料的性质及热处理要求.例如，有色金属零件的精加工应采用金
刚车或金刚q等加工方法，而不应采用磨削;钢件和铸铁可采用磨削，而一般淬
硬钢零件的精加工只能采用磨削。
    (3)生产率和经济性要求。大批量生产时，应采用高效率的先进工艺，例
如，拉削孔与平面，同时加工几个表面的组合铣削或磨削等。而在单件小批生产
时，则不应盲目地采用高效率的加工方法及专用设备.
    (4)本厂现有技术水平及生产条件等。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。
    此外，选择加工方法还应考虑一些其他因素，如工件的质量以及加工方法所
能达到的表面物理机械性能等。
    2.加工阶段的划分
    零件的加工工艺路线常划分为几个阶段来进行。
    (1)粗加工阶段:主要任务是切除各加工表面上的大部分加工余量，其关键
问题是提高生产率。
    (2)半精加工阶段:主要任务是为主要表面的精加工做好准备(控制精度和
适当余量)，并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻螺纹、铣键槽等)。
    (3)精加工阶段:主要任务是保证各主要表面达到图样规定要求，主要问题
是如何保证加工质量。
    (4)光整加工阶段:主要任务是提高表面本身的精度(表面粗糙度和精
度)，不纠正几何形状和相互位置误差。常用加工方法有金刚q、研磨、117磨、
镜面磨、抛光等。
    当毛坯余量持别大时，在粗加工阶段前可增加荒加工阶段，一般在毛坯车间
进行。
    划分加工阶段的原因如下。
    1)保证加工质量
    粗加工时切削余量大，切削力、切削热、夹紧力也大，毛坯本身具有内应
力，加工后内应力将重新分布，工件会产生较大变形。划分加工阶段后，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)及时发现毛坯的缺陷
    粗加工时去除了加工表面的大部分余量，当发现有缺陷时可及时报废或修
补，避免精加工工时的损失。
    3)合理使用设备
    粗加工可采用精度一般、功率大、效率高的设备;精加工则采用精度高的精
密机床.这样可充分发挥各类机床的效能，延长机床的使用寿命。
    4)便于组织生产
    各加工阶段要求的生产条件不同，如精密加工要求恒温洁净的生产环境。划
分加工阶段后，可在各阶段之间安排热处理工序。对于精密零件，粗加工后安排
去应力时效处理，可减少内应力对精加工的影响;半精加工后安排淬火不仅容易
达到零件的性能要求，而且淬火变形可通过精加工工序予以消除。
    5)精加工安排在最后，可防止或减少已加工表面的损伤
    应当指出，加工阶段的划分不是绝对的。对于那些刚性好、余量小、加工要
求不高或内应力影响不大的工件，如有些重型零件的加工，可以不划分加工阶
段。但对于精度要求高的重型零件，仍需划分加工阶段，并插入时效、去内应力
等处理。换言之，加工阶段的划分取决于零件的实际加工情况。
    3.工序划分与安排
    1)工序的集中和分散
    在制订工艺过程中，为便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工
艺过程划分为若干个工序。划分工序时有两个不同的原则，即工序的集中和工序
的分散。
    按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多
些，将许多工序组成一个集中工序.最大限度的工序集中，就是在一个工序内完
成工件所有表面的加工。工序集中又可分为:采用技术措施集中的机械集中，如
采用多刀、多刃、多轴或数控机床加工等;采用人为组织措施集中的组织集中，
如普通车床的顺序加工。
    按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少
些。最大限度的工序分散，就是每个工序只包括一个简单工步。
    工序集中的特点如下:
    (1)采用高效率的专用设备和工艺装备，生产效率高;
    (2)减少了装夹次数，易于保证各表面间的相互位置精度，还能缩短辅助时
间;
    (3)工序数目少，机床数量、操作工人数量和生产面积都可减少，节省人
力、物力，还可简化生产计划和组织工作;
    (4)工序集中通常需要采用专用设备和工艺装备，使得投资大，设备和工艺
装备的调整、维修较为困难，生产准备工作量大，转换新产品较麻烦.
    工艺分散的特点如下:
    (1)设备和工艺装备简单、调整方便、工人便于掌握，容易适应产品的变
换;
    (2)可以采用最合理的切削用量，减少基本时间;
    (3)对操作工人的技术水平要求较低;
    (4)设备和工艺装备数量多、操作工人多、生产占地面积大。
    工序集中与分散各有特点，应根据企业的生产规模、产品的生产类型、现有
的生产条件、零件的结构特点和技术要求、各工序的生产节拍，进行综合分析后
选定。一般来说，单件小批生产采用组织集中，以便简化生产组织工作;大批大
量生产可采用较复杂的机械集中;对于结构简单的产品，可采用工序分散的原
则;批量生产应尽可能采用高效机床，使工序适当集中。对于重型零件，为了减
少装卸运输工作量，工序应适当集中;而对于刚性较差且精度高的精密工件，则
工序应适当分散。随着科学技术的进步、先进制造技术的发展，目前的发展趋势
是倾向于工序集中。
    2)工序安排原则
    零件经过切削加工成型，中间可能穿插热处理和辅助工序，在拟定工艺路线
时必须将三者统筹考虑，合理安排顺序。各工序的安排需遵循如下一些原则.
    (1)切削加工工序顺序的安排原则。
    ①基面先行原则:首先加工用做精基准的表面，然后再用精基准定位加工其
他表面。例如，对于箱体零件，一般是以主要孔为粗基准加工平面，再以平面为
精基准加工孔系;对于轴类零件，一般是以外圆为粗基准加工中心孔，再以中心
孔为精基准加工外圆、端面等其他表面。如果有几个精基准，则应该按照基准转
换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基面和主要表面的加工。
    ②先主后次原则:零件的主要表面一般都是加工精度或表面质量要求比较高
的表面，如装配基面、工作表面等。它们的加工质量好坏对整个零件的质量影响
很大，其加工工序往往也比较多，因此应先安排主要表面的加工。次要表面如键
槽、紧固用的光孔和螺纹孔等的加工适当穿插在主要表面加工中间或其后进行。
    ③先粗后精原则:在安排加工顺序时，应先集中安排各表面的粗加工，中间
根据需要依次安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。对于精度要求较高的
工件，为了减小因粗加工引起的变形对精加工的影响，通常粗、精加工不应连续
进行，而应分阶段、间隔适当时间进行。
    ④先面后孔原则:对于箱体、支架和连杆等工件，由于平面轮廓平整、面积
大，应先加工平面再以平面定位加工孔，这样既能保证加工孔时定位稳定可靠，
又有利于保证孔与平面间的位置精度要求。
    (2)热处理工序在工艺路线中的安排，主要取决于零件的材料和热处理的目
的。热处理工序安排原则如下:
    ①为改善金属组织和加工性能的热处理工序，如退火、正火和调质等，一般
安排在粗加工前后。安排在粗加工前，可改善材料的切削加工性能;安排在粗加
工后，有利于消除残余内应力。
    ②为提高金属材料的力学性能，如提高零件的硬度和耐磨性等的热处理工
序，如淬火、渗碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前。
变形较大的热处理，如渗碳淬火、调质等，应安排在精加工前进行，以便在精加
工时纠正热处理的变形;变形较小的热处理，如渗氮等，则可安排在精加工之后
进行。
    ③为消除内应力、减少工件变形的时效处理工序一般安排在粗加工之后、精
加工之前;对于精度要求较高的零件可在半精加工之后再安排一次时效处理;冰
冷处理(在o--$o0C之间的空气中停留1一2h)一般安排在回火处理之后或者精
加工之后或者工艺过程的最后。
    ④为了表面防腐或表面装饰所进行的表面涂镀或发蓝等热处理工序通常安排
在工艺过程的最后。
    (3)辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗、去磁和防锈等。
    检验是最主要的辅助工序，它对保证产品质量有重要的作用。检验工序应安
排在:
    ①粗加工阶段结束后;
    ②转换车间的前后，特别是进入热处理工序的前后;
    ③重要工序之前或加工工时较长的工序前后;
    ④特种性能检验(如磁力探伤、密封性检验等)之前;
    ⑤全部加工工序结束之后。
    应该认识到辅助工序也是机械加工的必要工序，如果安排不当或遗漏，会给
后续工序和装配带来困难，影响产品质量甚至机器的使用性能。例如，未去毛刺
的零件装配到产品中会影响装配精度或危及工人安全，机器运行一段时间后，毛
刺变成碎屑后混入润滑油中，将影响机器的使用寿命;用磁力夹紧过的零件如果
不安排去磁，则可能将微细切屑带入产品中，也必然会严重影响机器的使用寿
命，甚至还可能造成不必要的事故。因此，必须十分重视辅助工序的安排。