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1、 第五节第五节 工艺路线的拟定工艺路线的拟定拟定工艺路线的主要内容，除选择定位基准外，还拟定工艺路线的主要内容，除选择定位基准外，还应包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺应包括选择各加工表面的加工方法、安排工序的先后顺序、确定工序的集中与分散程度以及选择设备与工艺装序、确定工序的集中与分散程度以及选择设备与工艺装备等。它是制订工艺规程的关键阶段。设计者一般应提备等。它是制订工艺规程的关键阶段。设计者一般应提出几种方案，通过分析对比，数中选择最佳方案。关于出几种方案，通过分析对比，数中选择最佳方案。关于工艺路线的拟定，是采用经过生产实践总结出的一些带工艺路线的拟定，是采用经过生产实践总
2、结出的一些带有经验性和综合性的原则。在应用这些原则时，要结合有经验性和综合性的原则。在应用这些原则时，要结合具体生产类型和生产条件灵活应用。具体生产类型和生产条件灵活应用。一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择二、加工顺序的安排二、加工顺序的安排三、确定工序集中与分散的程度三、确定工序集中与分散的程度四、设备与工艺装备的选择四、设备与工艺装备的选择一、表面加工方法的选择一、表面加工方法的选择（一）加工经济精度和经济粗糙度的概念（一）加工经济精度和经济粗糙度的概念加加工工过过程程中中，影影响响精精度度的的因因素素很很多多。每每种种加加工工方方法法在在不不同同的的工工作作条条件件下下，所所能
3、能达达到到的的精精度度会会有有所所不不同同。例例如如，精精细细地地操操作作，选选择择较较低低的的切切削削用用量量，就就能能得得到到较较高高的的精精度度。但但是是，这这样样会会降降低低生生产产率率，增增加加成成本本。反反之之，如如增增加加切切削削用用量量提提高高了了生生产产效效率率，虽虽然然成成本本能能降降低低，但但会会增增加加工误差，精度下降。加加工误差，精度下降。由由统统计计资资料料表表明明，各各种种加加工工方方法法的的加加工工误误差差和和加加工工成成本之间的关系呈负指数函数曲线形状。本之间的关系呈负指数函数曲线形状。如图如图。加加工工经经济济精精度度是是指指在在正正常常加加工工条条件件下下
4、（采采用用符符合合质质量量标标准准的的设设备备、工工艺艺装装备备和和标标准准技技术术等等级级的的工工人人，不不延延长长加工时间）所能保证的加工精度。加工时间）所能保证的加工精度。见表见表经济粗糙度的概念类同于经济精度的概念。经济粗糙度的概念类同于经济精度的概念。加工经济精度加工经济精度是指在正常加是指在正常加工条件下（采工条件下（采用符合质量标用符合质量标准的设备、工准的设备、工艺装备和标准艺装备和标准技术等级的工技术等级的工人，不延长加人，不延长加工时间）所能工时间）所能保证的加工精保证的加工精度。度。（二）选择加工方法时考虑的因素（二）选择加工方法时考虑的因素满满足足同同样样精精度度要要求
5、求的的加加工工方方法法有有若若干干种种，所所以以选选择择时还应考虑下列因素：时还应考虑下列因素：1、工工件件材材料料的的性性质质。例例如如，淬淬火火钢钢的的精精加加工工要要用用磨磨削削，有有色色金金属属的的精精加加工工为为避避免免磨磨削削时时堵堵塞塞砂砂轮轮，则则要要用用高速精细车或精细镗（金刚镗）。高速精细车或精细镗（金刚镗）。2、工工件件的的形形状状和和尺尺寸寸。例例如如，对对于于公公差差为为IT7的的孔孔采采用用镗镗、铰铰、拉拉和和磨磨削削等等都都可可。但但是是，箱箱体体上上的的孔孔一一般般不不宜宜采采用用拉拉或或磨磨，而而常常常常选选择择镗镗孔孔（大大孔孔时时）或或铰铰孔孔（小小孔时）
6、。孔时）。3、生产类型及考虑生产率和经济性问题。选择加工、生产类型及考虑生产率和经济性问题。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方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法，例如，平面和孔采用拉削加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，保证有高的成品率，孔。又如为保证质量可靠和稳定，保证有高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工加工较精密零件，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工加工较精密零件，常常降级使用高精
7、度方法。同时，由于大批大量生产能常常降级使用高精度方法。同时，由于大批大量生产能选用精密毛坯，可简化机械加工，毛坯制造后，直接进选用精密毛坯，可简化机械加工，毛坯制造后，直接进入磨削加工。入磨削加工。4、具体生产条件。应充分利用现有设备和工艺手段、具体生产条件。应充分利用现有设备和工艺手段。有时，因设备负荷的原因，需改用其它加工方法。有时，因设备负荷的原因，需改用其它加工方法。5、特殊要求。如表面纹路方向的要求，铰削和镗孔、特殊要求。如表面纹路方向的要求，铰削和镗孔的纹路方向与拉削的纹路方向不同，应根据设计的特殊的纹路方向与拉削的纹路方向不同，应根据设计的特殊要求选择相应的加工方法。要求选择相
8、应的加工方法。二、加工顺序的安排二、加工顺序的安排 复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加复杂工件的机械加工工艺路线中要经过切削加工、热处理和辅助工序。工艺人员要全面地把切削工、热处理和辅助工序。工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。（）（）机械加工工序的安排原则机械加工工序的安排原则（二）（二）热处理工序的安排热处理工序的安排（三）（三）辅助工序的安排辅助工序的安排1先加工基准面先加工基准面2划分加工阶段划分加工阶段3先面后孔先面后孔4次要表面可穿插在各阶段间进行加工次要表面可穿插在各阶段间进行加工综述综述1先加工基准面先加工基
9、准面选选为为精精基基准准的的表表面面，应应安安排排在在起起始始工工序序先先进进行行加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。2划分加工阶段划分加工阶段工件的加工质量要求较高时，都应划分阶段。一般工件的加工质量要求较高时，都应划分阶段。一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。如果加工可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。如果加工精度和表面质量要求特别高时，还可增设光整加工和超精度和表面质量要求特别高时，还可增设光整加工和超精密加工阶段。精密加工阶段。（1）各加工阶段的主要任务）各加工阶段的主要任务1）粗粗加加工工阶阶段段是是数数坯坯料料上上切切除除
10、较较多多余余量量，所所能能达达到到的的精度和表面质量都比较低的加工过程。精度和表面质量都比较低的加工过程。2）半半精精加加工工阶阶段段是是在在粗粗加加工工和和精精加加工工之之间间所所进进行行的的切切削加工过程。削加工过程。3）精精加加工工阶阶段段是是数数工工件件上上切切除除较较少少余余量量，所所得得精精度度和和表面质量都比较高的加工过程。表面质量都比较高的加工过程。4）光整加工阶段是精加工后，从工件上不切除或切除极）光整加工阶段是精加工后，从工件上不切除或切除极薄金属层，用以获得很光洁表面或强化其表面的加工过薄金属层，用以获得很光洁表面或强化其表面的加工过程。一般不用来提高位置精度。程。一般不
11、用来提高位置精度。5）超精密加工阶段是按照超稳定，超微量切除等原则，）超精密加工阶段是按照超稳定，超微量切除等原则，实现加工尺寸误差和形状误差在以下的加工技术。实现加工尺寸误差和形状误差在以下的加工技术。当毛坯余量特别大，表面非常粗糙时，在粗加工阶段前当毛坯余量特别大，表面非常粗糙时，在粗加工阶段前还有荒加工阶段。为能及时发现毛坯缺陷，减少运输量，还有荒加工阶段。为能及时发现毛坯缺陷，减少运输量，荒加工阶段常在毛坯准备车间进行。荒加工阶段常在毛坯准备车间进行。（2）划分加工阶段的原因）划分加工阶段的原因1）保证加工质量。工件加工划分阶段后，粗加工因加）保证加工质量。工件加工划分阶段后，粗加工因
12、加工余量大、切削力大等因素造成的加工误差，可通过半工余量大、切削力大等因素造成的加工误差，可通过半精加工和精加工逐步得到纠正，保证加工质量。精加工和精加工逐步得到纠正，保证加工质量。2）有利于合理使用设备。粗加工要求功率大、刚性好、）有利于合理使用设备。粗加工要求功率大、刚性好、生产率高，精度要求不高的设备。精加工则要求精度高生产率高，精度要求不高的设备。精加工则要求精度高的设备。划分加工阶段后，就可充分发挥粗精加工设备的设备。划分加工阶段后，就可充分发挥粗精加工设备的特点，避免以精干粗，做到合理使用设备。的特点，避免以精干粗，做到合理使用设备。3）便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合的更好
13、。）便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合的更好。例如，粗加工后工件残余应力大，可安排时效处理，消例如，粗加工后工件残余应力大，可安排时效处理，消除残余应力；热处理引起的变形又可在精加工中消除等。除残余应力；热处理引起的变形又可在精加工中消除等。4）便于及时发现毛坯缺陷。毛坯的各种缺陷如气孔、砂）便于及时发现毛坯缺陷。毛坯的各种缺陷如气孔、砂服和加工余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时服和加工余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工后造成工时和费用的浪修补或决定报废，以免继续加工后造成工时和费用的浪费。费。5）精加工、光整加工安排在后，可保护精加工和光整加）精加
14、工、光整加工安排在后，可保护精加工和光整加工过的表面少受磕碰损坏。工过的表面少受磕碰损坏。上上述述划划分分加加工工阶阶段段并并非非所所有有工工件件都都应应如如此此，在在应应用用时时要要灵灵活活掌掌握握。例例如如，对对于于那那些些加加工工质质量量要要求求不不高高，工工件件刚刚性性好好，毛毛坯坯精精度度较较高高、余余量量小小时时，就就可可少少划划分分几几个个阶段或不划分阶段；阶段或不划分阶段；有有些些刚刚性性好好的的重重型型工工件件，由由于于装装夹夹及及运运输输很很费费时时，也也常常在在一一次次装装夹夹下下完完成成全全部部粗粗精精加加工工。为为了了弥弥补补不不分分阶阶段段带带来来的的缺缺陷陷，重重
15、型型工工件件在在粗粗加加工工工工步步后后，松松开开夹夹紧紧机机构构，让让工工件件有有变变形形的的可可能能，然然后后用用较较少少的的夹夹紧紧力力重重新新夹夹紧紧工工件，继续以精加工工步加工。件，继续以精加工工步加工。应应当当指指出出，划划分分加加工工阶阶段段是是对对整整个个工工艺艺过过程程而而言言的的，因因而而应应以以工工件件的的主主要要加加工工面面来来分分析析，不不应应以以个个别别表表面面（或次要表面）和个别工序判断。（或次要表面）和个别工序判断。3先面后孔先面后孔对对于于箱箱体体、支支架架和和连连杆杆等等工工件件应应先先加加工工平平面面后后加加工工孔孔。这这是是因因为为平平面面的的轮轮廓廓平
16、平整整，安安放放和和定定位位比比较较稳稳定定可可靠靠，若若先先加加工工好好平平面面，就就能能以以平平面面定定位位加加工工孔孔，保保证证平平面面和和孔的位置精度。孔的位置精度。此此外外，由由于于平平面面先先加加工工好好，对对于于平平面面上上的的孔孔加加工工也也带带来方便，刀具的初始工作条件能得到改善。来方便，刀具的初始工作条件能得到改善。4次要表面可穿插在各阶段间进行加工次要表面可穿插在各阶段间进行加工次次要要表表面面一一般般加加工工量量都都较较少少，加加工工比比较较方方便便。若若把把次次要要表表面面的的加加工工穿穿插插在在各各加加工工阶阶段段之之间间进进行行，就就能能使使加加工工阶阶段段越越加
17、加明明显显，又又增增加加了了阶阶段段问问的的间间隔隔时时间间，便便于于工工件件有有足足够够时时间间让让残残余余应应力力重重新新分分布布并并引引起起变变形形，以以便便在在后后续工序中纠正其变形。续工序中纠正其变形。综上所述，一般机械加工的顺序是：先加工精基准综上所述，一般机械加工的顺序是：先加工精基准粗加工主要面粗加工主要面精加工主要面精加工主要面光整加工主要光整加工主要面面超精密加工主要面，次要表面的加工穿插在各阶超精密加工主要面，次要表面的加工穿插在各阶段之间进行。段之间进行。（二）热处理工序的安排（二）热处理工序的安排热热处处理理是是用用于于提提高高材材料料的的力力学学性性能能，改改善善金
18、金属属的的加加工性能以及消除残余应力。工性能以及消除残余应力。1最终热处理最终热处理最最终终热热处处理理的的目目的的是是提提高高力力学学性性能能，如如调调质质、淬淬火火、渗渗碳碳淬淬火火、氰氰化化和和氮氮化化等等都都属属最最终终热热处处理理，它它应应安安排排在在精精加加工工前前后后。变变形形较较大大的的热热处处理理如如渗渗碳碳淬淬火火应应安安排排在在精精加加工工磨磨削削前前进进行行，以以便便在在精精加加工工磨磨削削时时纠纠正正热热处处理理的的变变形形，调调质质也也应应安安排排在在精精加加工工前前进进行行。变变形形较较小小的的热热处处理理如氮化等，应安排在精加工后。如氮化等，应安排在精加工后。表
19、面装饰性镀层和发兰处理，一般都安排在机械加工表面装饰性镀层和发兰处理，一般都安排在机械加工完毕后进行完毕后进行。2预备热处理预备热处理预预备备热热处处理理的的目目的的是是改改善善加加工工性性能能，为为最最终终热热处处理理作作好好准准备备和和消消除除应应力力，如如正正火火、退退火火和和时时效效处处理理等等。它它应应安安排排在在粗粗加加工工前前、后后和和需需要要消消除除应应力力处处。放放在在粗粗加加工工前前，可可改改善善机机加加工工时时材材料料的的加加工工性性能能，并并可可减减少少车车间间之之间间的的运运输输工工作作量量；放放在在粗粗加加工工后后，有有利利于于粗粗加加工工后后的的残残余余应应力力的
20、的消消除除。调调质质处处理理能能得得到到组组织织均均匀匀细细致致的的回回火火索索氏氏体体，有时也作为预备热处理，常安排在粗加工后。有时也作为预备热处理，常安排在粗加工后。精度要求较高的精密丝杠和主轴等工件，常需多次安精度要求较高的精密丝杠和主轴等工件，常需多次安排时效处理，消除应力，减少变形。排时效处理，消除应力，减少变形。（三）辅助工序的安排（三）辅助工序的安排辅辅助助工工序序的的种种类类较较多多，包包括括检检验验、去去毛毛制制、倒倒棱棱、清清洗洗、防防锈锈、去去磁磁和和平平衡衡等等。辅辅助助工工序序也也是是必必要要的的工工序序。要要重重视视辅辅助助工工序序的的安安排排。辅辅助助工工序序的的
21、安安排排不不难难掌掌握握，问问题是常被遗忘。题是常被遗忘。检检验验工工序序更更是是必必不不可可少少的的工工序序。它它对对保保证证质质量量，防防止止产产生生废废品品起起到到重重要要作作用用。除除了了工工序序中中自自检检外外，需需要要在在下下列场合单独安排检验工序。列场合单独安排检验工序。1）粗加工阶段结束后。）粗加工阶段结束后。2）重要工序前后。）重要工序前后。3）送往外车间加工的前后，如热处理工序前后。）送往外车间加工的前后，如热处理工序前后。4）全部加工工序完成后。）全部加工工序完成后。有些特殊的检验如探伤等检查工件内部质量，一般都有些特殊的检验如探伤等检查工件内部质量，一般都安排在精加工阶
22、段。密封性检验、工件的平衡和重量检安排在精加工阶段。密封性检验、工件的平衡和重量检验，一般都安排在工艺过程最后进行。验，一般都安排在工艺过程最后进行。三、确定工序集中与分散的程度三、确定工序集中与分散的程度（一）工序集中和工序分散的概念（一）工序集中和工序分散的概念工工序序集集中中就就是是将将工工件件的的加加工工，集集中中在在少少数数几几道道工工序序内内完成。每道工序的加工内容较多。完成。每道工序的加工内容较多。工工序序集集中中可可采采用用技技术术上上的的措措施施集集中中称称为为机机械械集集中中，如如多多刃刃，多多刀刀和和多多轴轴机机床床，自自动动机机床床加加工工等等；也也可可采采用用人人为为
23、的的组组织织措措施施集集中中称称为为组组织织集集中中，如如普普通通车车床床的的顺顺序序加加工。工。工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最少时即每道工序仅进行。每道工序的加工内容很少，最少时即每道工序仅一个简单工步。一个简单工步。（二）工序集中和工序分散的特点（二）工序集中和工序分散的特点1工序集中的特点（指机械集中而言）工序集中的特点（指机械集中而言）l）采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。）采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。2）工工件件装装夹夹次次数数减减少少，易易于于保保证证表表面面问问位位置置精精度度
24、，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。还能减少工序间运输量，缩短生产周期。3）工工序序数数目目少少，可可减减少少机机床床数数量量、操操作作工工人人数数和和生生产产面面积积，还还可可简简化化生生产产计计划划和和生生产产组组织织工工作作。（本本特特点点也适用于组织集中。）也适用于组织集中。）4）因因采采用用结结构构复复杂杂的的专专用用设设备备及及工工艺艺装装备备，使使投投资资大大，调调整整和和维维修修复复杂杂，生生产产准准备备工工作作大大，转转换换新新产产品品比比较费时。较费时。2工序分散的特点工序分散的特点1）设设备备及及工工艺艺装装备备比比较较简简单单，调调整整和和维维修修方方便便，工工人人容
25、容易易掌掌握握，生生产产准准备备工工作作量量少少，又又易易于于平平衡衡工工序序时时间间，易适应产品更换。易适应产品更换。2）可采用最合理的切削用量，减少基本时间。）可采用最合理的切削用量，减少基本时间。3）设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大。）设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大。（三）工序集中与工序分散的选用（三）工序集中与工序分散的选用工工序序集集中中与与工工序序分分散散各各有有利利弊弊，应应根根据据生生产产类类型型、现现有有生生产产条条件件、工工件件结结构构特特点点和和技技术术要要求求等等进进行行综综合合分分析析后选用。后选用。单单件件小小批批生生产产采采用用组组织织集集中中，
26、以以便便简简化化生生产产组组织织工工作作。大大批批大大量量生生产产可可采采用用较较复复杂杂的的机机械械集集中中，如如多多刀刀、多多轴轴机机床床，各各种种高高效效组组合合机机床床和和自自动动机机加加工工，对对一一些些结结构构较较简简单单的的产产品品，如如轴轴承承生生产产，也也可可采采用用分分散散的的原原则则。成成批批生生产产应应尽尽可可能能采采用用效效率率较较高高的的机机床床，如如六六角角车车床床，多多刀半自动车床等，使工序适当集中。刀半自动车床等，使工序适当集中。对对于于重重型型零零件件，为为了了减减少少工工件件装装卸卸和和运运输输的的劳劳动动量量，工工序序应应适适当当集集中中；对对于于刚刚性
27、性差差且且精精度度高高的的精精密密工工件件，则则工序应适当分散。工序应适当分散。目前的发展趋势是倾向于工序集中。目前的发展趋势是倾向于工序集中。四、设备与工艺装备的选择四、设备与工艺装备的选择 （）设备的选择（）设备的选择如如采采用用机机械械集集中中时时，则则选选用用高高效效自自动动加加工工的的设设备备，多多刀刀、多多轴轴机机床床；若若采采用用组组织织上上集集中中，则则选选用用通通用用设设备备；若采用工序分散，则加工设备可较简单。若采用工序分散，则加工设备可较简单。此外，选择设备时，还应考虑：此外，选择设备时，还应考虑：1）机床精度与工件精度相适应。）机床精度与工件精度相适应。2）机床规格与工
28、件的外形尺寸相适应。）机床规格与工件的外形尺寸相适应。3）与与现现有有加加工工条条件件相相适适应应，如如设设备备负负荷荷的的平平衡衡状状况况等等。如如果果没没有有现现成成设设备备供供选选用用。经经过过方方案案的的技技术术经经济济分析后，也可提出专用设备的设计任务书或改装旧设备。分析后，也可提出专用设备的设计任务书或改装旧设备。（二）工艺装备的选择（二）工艺装备的选择工工艺艺装装备备选选择择的的合合理理与与否否，将将直直接接影影响响工工序序的的加加工工精精度度，生生产产效效率率和和经经济济性性。应应根根据据生生产产类类型型、具具体体加加工工条条件、工件结构特点和技术要求等选择工艺装备。件、工件结
29、构特点和技术要求等选择工艺装备。1夹具的选择夹具的选择单单件件小小批批生生产产应应首首先先采采用用各各种种通通用用夹夹具具和和机机床床附附件件，如如卡卡盘盘、虎虎钳钳、分分度度头头等等。有有组组合合夹夹具具站站的的，可可采采用用组组合合夹夹具具。大大批批大大量量生生产产为为提提高高劳劳动动生生产产率率应应采采用用专专用用高高效效夹夹具具。多多品品种种中中、小小批批生生产产可可采采用用可可调调夹夹具具或或成成组组夹夹具。具。2刀具的选择刀具的选择一一般般优优先先采采用用标标准准刀刀具具。若若采采用用机机械械集集中中时时，应应采采用用各各种种高高效效的的专专用用刀刀具具、复复合合刀刀具具和和多多刃刃刀刀具具等等。刀刀具具的的类型、规格和精度等级应符合加工要求。类型、规格和精度等级应符合加工要求。3量具的选择量具的选择单件小批生产应广泛采用通用量具加游标卡尺、百分单件小批生产应广泛采用通用量具加游标卡尺、百分尺和千分表等。大批大量生产应采用极限量规和高效的尺和千分表等。大批大量生产应采用极限量规和高效的专用检验夹具和量仪等。量具的精度必须与加工精度相专用检验夹具和量仪等。量具的精度必须与加工精度相适应。适应。