工艺路线的拟订

　 拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。

1、选择定位基准

    前面已经叙述。

2、表面加工方法的选择

（1）各种加工方法的经济加工精度和表面粗糙度
    
    不同的加工方法如车、磨、刨、铣、钻、镗等，其用选各不相同，所能达到的精度和表面粗糙度也大不一样。即使是同一种加工方法，在不同的加工条件下所得到的精度和表面粗糙度也大不一样，这是因为在加工过程中，将有各种因素对精度和粗糙度产生影响，如工人的技术水平、切削用量、刀具的刃磨质量、机床的调整质量等等。

    某种加工方法的经济加工精度：是指在正常的工作条件下（包括完好的机床设备、必要的工艺装备、标准的工人技术等级、标准的耗用时间和生产费用）所能达到的加工精度。
    （加工成本与加工精度的关系见下图）（各种加工方法所能达到的经济精度、表面粗糙度等可查《金属机械加工工艺人员手册》）。

 

（2）加工方法和加工方案的选择

• 根据加工表面的技术要求，确定加工方法和加工方案；
  这种方案必须在保证零件达到图纸要求方面是稳定而可
  靠的，并在生产率和加工成本方面是最经济合理的。（教材表5.7、表5.8、表5.9分别为外圆表面、内孔表面和平面加工方案及其经济精度）
• 要考虑被加工材料的性质；
  例如，淬火钢用磨削的方法加工；而有色金属则磨削困难,，一般采用金刚镗或高速精密车削的方法进行精加工。
• 要考虑生产纲领，即考虑生产率和经济性问题。
  如：大批大量生产应选用高效率的加工方法，采用专用设备。例如，平面和孔可用拉削加工，轴类零件可采用半自动液压仿型车床加工，盘类或套类零件可用单能车床加工等。

• 应考虑本厂的现有设备和生产条件： 即充分利用本厂现有设备和工艺装备。nextpage

   在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。nextpage

具体实例

    例如，加工一个精度等级为IT6、表面粗糙度Ra为0.2μm的钢质外圆表面，其最终工序选用精磨，则其前导工序可分别选为粗车、半精车和粗磨。主要表面的加工方案和加工工序选定之后，再选定次要表面的加工方案和加工工序。

    小结：具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达。

3、机床设备与工艺装备的选择

• 机床设备和工艺装备的选择

1、所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应；
2、精度等级应与本工序加工要求相适应；
3、电机功率应与本工序加工所需功率相适应；
4、机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。

• 工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。

1、在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具)；
2、在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。

• 机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。

4、加工阶段的划分

1）根据零件的技术要求划分加工阶段。

   分以下几个阶段：

粗加工阶段在此阶段主要是尽量切除大部分余量，主要考虑生产率。半精加工阶段在此阶段主要是为主要表面的精加工做准备，并完成次要表面的终加工（钻孔、攻丝、铣键槽等）。精加工阶段在此阶段主要是保证各主要表面达到图纸要求，主要任务是保证加工质量。光整加工阶段在此阶段主要是为了获得高质量的主要表面和尺寸精度。

2）将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是：

(1) 保证零件加工质量（因为工件有内应力变形、热变形和受力变形，精度、表面质量只能逐步提高，）；
(2) 有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；
(3) 有利于合理利用机床设备。
(4) 便于穿插热处理工序：穿插热处理工序必须将加工过程划分成几个阶段，否则很难充分发挥热处理的效果。
此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。

5、工序的划分

    在制定工艺过程中，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。

工序集中原则

    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。

采用数控机床、加工中心按工序集中原则组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对容易，虽然设备的一次性投资较高，但由于有足够的柔性，仍然受到愈来愈多的重视。

工序分散原则

    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。传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。nextpage

6、工序顺序的安排

   1)机械加工工序的安排原则

1)先基准面后其它表面先把基准面加工出来，再以基准面定位来加工其它表面，以保证加工质量。2)先粗加工后精加工即粗加工在前，精加工在后，粗精分开。3)主要表面后次要表面如主要表面是指装配表面、工作表面，次要表面是指键糟、联接用的光孔等。4)先加工平面后加工孔平面轮廓尺寸较大，平面定位安装稳定，通常均以平面定位来加工孔。

   2)热处理工序及表面处理工序的安排

   根据热处理的目的，安排热处理在加工过程中的位置。

1）退火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，随后由炉中缓慢冷却的一种热处理工序。其作用是：消除内应力，提高强度和韧性，降低硬度，改善切削加工性。 应用： 高碳钢采用退火，以降低硬度； 放在粗加工前，毛坯制造出来以后。2)正火：将钢加热到一定温度，保温一段时间后从炉中取出，在空气中冷却的一种热处理工 序。 注：加热到的一定的温度，其与钢的含C量有关，一般低于固相线200度左右。其作用是：提高钢的强度和硬度，使工件具有合适的硬度，改善切削加工性。应用： 低碳钢采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出来以后。3）回火：将淬火后的钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后置于空气或水中冷却的一种热处理的方法。其作用是：稳定组织、消除内应力、降低脆性。4）调质处理（淬火后再高温回火）： 其作用：是获得细致均匀的组织，提高零件的综合机械性能。应用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳钢和合金钢。5）时效处理：其作用：是消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。应用：一般安排在毛坯制造出来和粗加工后。常用于大而复杂的铸件。6）淬火：将钢加热到一定的温度，保温一段时间，然后在冷却介质中迅速冷却，以获得高硬度组织的一种热处理工艺。其作用是：提高零件的硬度。 应用：一般安排在磨削前。7）渗碳处理：提高工件表面的硬度和耐磨性，可安排在半精加工之前或之后进行。8）为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行

  3)检验工序的安排

为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：

1)粗加工全部结束之后；
2)送往外车间加工的前后；
3)工时较长和重要工序的前后；
4)最终加工之后。

    除了安排几何尺寸检验工序之外，有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。

   4)其它工序的安排

1)零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。

2)零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要注意清洗。

3)在用磁力夹紧工件的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。