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1、第三章第三章数控加工的工艺基础数控加工的工艺基础第一节第一节 基本概念基本概念一、生产过程和工艺过程一、生产过程和工艺过程（一）生产过程（一）生产过程 把原材料转变为成品的全过程，称为把原材料转变为成品的全过程，称为生产过程。生产过程一般包括原材料的运生产过程。生产过程一般包括原材料的运输、仓库管、生产技术准备、毛坯制造、输、仓库管、生产技术准备、毛坯制造、机械加工（含热处理）、装配、检验、喷机械加工（含热处理）、装配、检验、喷涂和包装等。涂和包装等。（二）工艺过程（二）工艺过程 改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程，称为
2、工艺质等，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。过程。工艺过程是生产过程中的主体。工艺过程是生产过程中的主体。其中其中机械机械加工的过程称为机械加工工艺过程。加工的过程称为机械加工工艺过程。在机械加工工艺过程中，针对零件的结构特在机械加工工艺过程中，针对零件的结构特点和技术要求，采用不同的加工方法和装备，按点和技术要求，采用不同的加工方法和装备，按照一定的顺序依次进行才能完成由毛坯到零件的照一定的顺序依次进行才能完成由毛坯到零件的转变过程。因此，机械加工转变过程。因此，机械加工工艺过程是由一个或工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又由安装、若干个顺序排列的工序组成的，而工序
3、又由安装、工位、工步和进给组成。工位、工步和进给组成。1、工序、工序 一个或一组工人，在一个工作地对一个或同一个或一组工人，在一个工作地对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程，称为工序。称为工序。划分工序的依据是工作地是否变化和划分工序的依据是工作地是否变化和工作是否连续。工作是否连续。如图所示的阶梯轴，当加工数量如图所示的阶梯轴，当加工数量较少时，工艺过程和工序的划分如表所示，共四较少时，工艺过程和工序的划分如表所示，共四个工序。个工序。当加工数量较多时，其工艺过程和工序的划分当加工数量较多时，其工艺过程和工序的划分如表所示，可分为六个工
4、序。如表所示，可分为六个工序。2、工步、工步 加工表面不变、切削刀具不变、切削加工表面不变、切削刀具不变、切削用量中的进给量和切削速度基本保持不变用量中的进给量和切削速度基本保持不变的情况下所连续完成的那部分工序内容，的情况下所连续完成的那部分工序内容，称为工步称为工步。划分工步的依据是加工表面和划分工步的依据是加工表面和工具是否变化。工具是否变化。如表如表 3-1中的工序中的工序1有四个有四个工步。表工步。表 3-2 中的工序中的工序 4 只有一个工步。只有一个工步。为了简化工艺文件，对在一次安装中连续为了简化工艺文件，对在一次安装中连续进行若干个相同的工步，通常看作一个工进行若干个相同的工
5、步，通常看作一个工步。如钻削图所示零件上六个步。如钻削图所示零件上六个20mm20mm 的孔，的孔，可写成一个工步可写成一个工步钻钻6 6x20mm20mm孔。孔。有时，为了提高生产率，用几把不同刀具或复合有时，为了提高生产率，用几把不同刀具或复合刀具同时加工一个零件上的几个表面，通常称此刀具同时加工一个零件上的几个表面，通常称此工步为工步为复合工步复合工步。图所示情况就是一个复合工步。图所示情况就是一个复合工步。在数控加工中，有时，将在一次安装下用一把刀在数控加工中，有时，将在一次安装下用一把刀具连续切削零件上的多个表面划分为一个工步。具连续切削零件上的多个表面划分为一个工步。3、进给、进给
6、 在一个工步内，若被加工表面需切除的余在一个工步内，若被加工表面需切除的余量较大，可分几次切削，每次切削称为一量较大，可分几次切削，每次切削称为一次次进给进给。如图所示的零件加工。第一工步。如图所示的零件加工。第一工步只需一次进给，第二工步需分两次进给。只需一次进给，第二工步需分两次进给。4、安装、安装 工件经一次装夹后所完成的那一部工序，工件经一次装夹后所完成的那一部工序，称为称为安装安装。在一道工序中，工件可能只需要安在一道工序中，工件可能只需要安装一次，也可能需要安装几次。在表装一次，也可能需要安装几次。在表3-2的工序的工序 4 中，只需一次安装即可铣出键槽，而在表中，只需一次安装即可
7、铣出键槽，而在表 3-1 的的工序工序 2 中，至少要两次安装，才能完成全部工艺中，至少要两次安装，才能完成全部工艺内容。内容。5、工位、工位 为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件（或装配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的配单元）与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置，称为工位。常用各种回转固定部分所占据的每一个位置，称为工位。常用各种回转工作台、移动工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一工作台、移动工作台、回转夹具或移动夹具，使工件在一次安装中先后处于几个不同的位置进行加工。次安装中先后处于
8、几个不同的位置进行加工。图为一利用移动图为一利用移动工作台或移动夹具，在一次安装中顺次完成铣端面、钻中心孔两工位加工的工作台或移动夹具，在一次安装中顺次完成铣端面、钻中心孔两工位加工的实例。实例。采用这种多工位加工方法，减少了安装次数，可以提采用这种多工位加工方法，减少了安装次数，可以提高加工精度和生产率。高加工精度和生产率。二、生产纲领和生产类型二、生产纲领和生产类型（一）生产纲领（一）生产纲领 指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。通常也称为划。通常也称为年产量年产量。零件的生产纲领还包括。零件的生产纲领还包括一定的备品和废品数量。它可按下
9、式计算：一定的备品和废品数量。它可按下式计算：N零件的年产量，单位为件年零件的年产量，单位为件年Q 产品年产量，单位为台年；产品年产量，单位为台年；n 每台产品中该零件数量，单位为件台；每台产品中该零件数量，单位为件台；备品百分率；备品百分率；废品百分率。废品百分率。（二）生产类型（二）生产类型 生产类型是指企业（或车间、工段、班组、生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的分类。一般把工作地）生产专业化程度的分类。一般把机械制造生产分为机械制造生产分为三种类型三种类型。1、单件生产、单件生产 单件生产是指产品品种多，而每一种产品单件生产是指产品品种多，而每一种产品的结构、
10、尺寸不同，且产量少，各个工作的结构、尺寸不同，且产量少，各个工作地点的加工对象经常改变，且很少重复的地点的加工对象经常改变，且很少重复的生产类型。例如新产品试制、重型机械和生产类型。例如新产品试制、重型机械和专用设备的制造等均属于单件生产。专用设备的制造等均属于单件生产。2、大量生产、大量生产 大量生产是指产品数量很大，大多数工作大量生产是指产品数量很大，大多数工作地点地点长期地按一定节拍进行长期地按一定节拍进行某一个零件的某一个零件的某一道工序的加工。例如汽车、摩托车、某一道工序的加工。例如汽车、摩托车、柴油机等的生产均属于大量生产。柴油机等的生产均属于大量生产。3、成批生产、成批生产 成批
11、生产是指一年中分批轮流地制造几种成批生产是指一年中分批轮流地制造几种不同的产品，每种产品均有一定的数量，不同的产品，每种产品均有一定的数量，工作地点的加工对象工作地点的加工对象周期性地重复周期性地重复。例如。例如机床、电动机等均属于成批生产。机床、电动机等均属于成批生产。按照成批生产中每批投入生产的数量按照成批生产中每批投入生产的数量（即批量）大小和产品的特征，成批生产（即批量）大小和产品的特征，成批生产又可分为又可分为小批生产小批生产、中批生产中批生产和和大批生产大批生产三种。小批生产与单件生产相似，大批生三种。小批生产与单件生产相似，大批生产与大量生产相似，常合称为单件小批生产与大量生产相
12、似，常合称为单件小批生产、大批大量生产，而成批生产仅指中批产、大批大量生产，而成批生产仅指中批生产。生产。生产类型的划分主要由生产类型的划分主要由生产纲领生产纲领确定，同时确定，同时还与产品大小和结构复杂程度有关。还与产品大小和结构复杂程度有关。生产类型生产类型不同，产品的制造工艺、工装设不同，产品的制造工艺、工装设备、技术措施、经济效果等也不相同。备、技术措施、经济效果等也不相同。大大批大量生产采用高效的工艺及设备，经济批大量生产采用高效的工艺及设备，经济效果好；效果好；单件小批生产通常采用通用设备单件小批生产通常采用通用设备及工装，生产效率低，经济效果较差。及工装，生产效率低，经济效果较差
13、。第二节第二节机械加工工艺规程的制订机械加工工艺规程的制订 规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件，称为工艺规程。文件，称为工艺规程。它是在具体的生产条件下，它是在具体的生产条件下，以最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按以最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的图表或文字形式书写成工艺文件，经审批规定的图表或文字形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。工艺规程一般应包括下列内后用来指导生产的。工艺规程一般应包括下列内容：容：零件加工的工艺路线；各工序的具体加工内零件加工的工艺路线；各工序的具体加工内容；各工序所用的机床及工艺装备；切削用量
14、及容；各工序所用的机床及工艺装备；切削用量及工时定额等。工时定额等。一、工艺规程的作用一、工艺规程的作用 1 工艺规程是指导生产的主要技术文件工艺规程是指导生产的主要技术文件 合理的工艺规程是在工艺理论和实践经验的基础上制合理的工艺规程是在工艺理论和实践经验的基础上制订的。按照工艺规程进行生产可以保证产品的质量，并且订的。按照工艺规程进行生产可以保证产品的质量，并且有较高的生产率和良好的经济效益。一切生产人员都应严有较高的生产率和良好的经济效益。一切生产人员都应严格执行既定的工艺规程。格执行既定的工艺规程。2 工艺规程是生产组织和管理工作的基本工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据依据 在生产
15、管理中，原材料及毛坯的供应、通用工艺装在生产管理中，原材料及毛坯的供应、通用工艺装备的准备、机床负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、备的准备、机床负荷的调整、专用工艺装备的设计和制造、生产计划的制订、劳动力的组织，以及生产成本的核算等，生产计划的制订、劳动力的组织，以及生产成本的核算等，都是以工艺规程为基本依据的。都是以工艺规程为基本依据的。3 工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料本资料 在新建或扩建工厂或车间时，只有根在新建或扩建工厂或车间时，只有根据工艺规程和生产纲领才能正确地确定生据工艺规程和生产纲领才能正确地确定生产所需的机床和其他设备的种类、规
16、格和产所需的机床和其他设备的种类、规格和数量、车间的面积、机床的布置、生产工数量、车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、等级及数量，以及辅助部门的人的工种、等级及数量，以及辅助部门的安排等。安排等。二、工艺规程制订时所需的原始资料二、工艺规程制订时所需的原始资料 1）产品装配图和零件工作图。）产品装配图和零件工作图。2）产品的生产纲领。）产品的生产纲领。3）产品验收的质量标准。）产品验收的质量标准。4）现有的生产条件和资料。它包括毛坯的生）现有的生产条件和资料。它包括毛坯的生产条件或协作关系、工艺装备及专用设备产条件或协作关系、工艺装备及专用设备的制造能力、加工设备和工艺装备的规格的制造能力
17、、加工设备和工艺装备的规格及性能、工人的技术水平以及各种工艺资及性能、工人的技术水平以及各种工艺资料和标准等。料和标准等。5）国内、外同类产品的有关工艺资料等。）国内、外同类产品的有关工艺资料等。三、工艺规程制订的步骤及方法三、工艺规程制订的步骤及方法（一）零件的工艺分析（一）零件的工艺分析 1 产品的零件图和装配图分析产品的零件图和装配图分析 首先认真地分析与研究产品的零件图和首先认真地分析与研究产品的零件图和装配图，熟悉整台产品的装配图，熟悉整台产品的用途、性能和工用途、性能和工作条件作条件，了解零件在产品中的，了解零件在产品中的作用、位置作用、位置和装配关系和装配关系，搞清各项技术要求对
18、装配质，搞清各项技术要求对装配质量和使用性能的影响，找出主要的和关键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。的技术要求，然后对零件图样进行分析。（1）零件图的完整性与正确性）零件图的完整性与正确性 分析零件的视图应分析零件的视图应足够、正确及表达足够、正确及表达清楚清楚，并符合国家标准，尺寸及有关技术，并符合国家标准，尺寸及有关技术要求应标注齐全，几何元素（点、线、面）要求应标注齐全，几何元素（点、线、面）之间的关系（如相切、相交、垂直、平行之间的关系（如相切、相交、垂直、平行等）应明确。等）应明确。（2）零件技术要求分析）零件技术要求分析 零件的技术要求主要指
19、零件的技术要求主要指尺寸精尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等糙度及热处理等。这些要求在保证。这些要求在保证零件使用性能的前提下应零件使用性能的前提下应经济合理经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提工艺过程复杂、加工困难、成本提高。如图所示为汽车的板弹簧与吊高。如图所示为汽车的板弹簧与吊耳配合的简图。其中吊耳两内侧面耳配合的简图。其中吊耳两内侧面与板弹簧要求是不接触的，所以该与板弹簧要求是不接触的，所以该表面粗糙度可由原设计的表面粗糙度可由原设计的3.2微米微米增大到增大到12.5微米，从
20、而可增大铣削微米，从而可增大铣削加工时的进给量，提高了生产率。加工时的进给量，提高了生产率。（3）尺寸标注方法分析）尺寸标注方法分析 零件图上的尺寸标注方法有局部分散标注法、零件图上的尺寸标注方法有局部分散标注法、集中标注法和坐标标注法等。对在数控机床上加集中标注法和坐标标注法等。对在数控机床上加工的零件，零件图上的尺寸在加工精度能够保证工的零件，零件图上的尺寸在加工精度能够保证使用性能的前提下，可不必用局部分散标注，应使用性能的前提下，可不必用局部分散标注，应采用集中标注，或以同一基准标注，即标注坐标采用集中标注，或以同一基准标注，即标注坐标尺寸。这样，既便于编程，又有利于设计基准、尺寸。这
21、样，既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准与编程原点的统一。工艺基准与编程原点的统一。（4）零件材料分析）零件材料分析 在满足零件功能的前提下应选用廉价在满足零件功能的前提下应选用廉价的材料。材料选择应立足国内，不要轻易的材料。材料选择应立足国内，不要轻易选用贵重及紧缺的材料。选用贵重及紧缺的材料。2 零件的结构工艺性分析零件的结构工艺性分析 零件结构工艺性是指零件结构工艺性是指所设计的零件在所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。经济性。好的结构工艺性会使零件加工容好的结构工艺性会使零件加工容易，节省工时。节省材料。差的结构工艺易，节省工
22、时。节省材料。差的结构工艺性会使加工困难，浪费工时，浪费材料，性会使加工困难，浪费工时，浪费材料，甚至无法加工。甚至无法加工。对零件图进行工艺性审查时，如对零件图进行工艺性审查时，如发现图样上的视图、尺寸标注、技术发现图样上的视图、尺寸标注、技术要求有错误或遗漏，或结构工艺性不要求有错误或遗漏，或结构工艺性不好时，好时，应提出修改意见应提出修改意见。在征得设计。在征得设计人员的同意后，按规定手续进行必要人员的同意后，按规定手续进行必要的修改及补充。的修改及补充。（二）毛坯的确定（二）毛坯的确定 毛坯的确定包括确定毛坯的确定包括确定毛坯的种类毛坯的种类和和制造方法制造方法两个方面。常用的毛坯种类
23、有铸件、锻件、型材、两个方面。常用的毛坯种类有铸件、锻件、型材、焊接件等。一般说来，当设计人员设计零件并选焊接件等。一般说来，当设计人员设计零件并选好材料后，也就大致确定了毛坯的种类。如铸铁好材料后，也就大致确定了毛坯的种类。如铸铁材料毛坯均为铸件，钢材料毛坯一般为锻件或型材料毛坯均为铸件，钢材料毛坯一般为锻件或型材等。各种毛坯的制造方法很多。概括起来说，材等。各种毛坯的制造方法很多。概括起来说，毛坯的制造方法越先进，毛坯精度越高，其形状毛坯的制造方法越先进，毛坯精度越高，其形状和尺寸越接近于成品零件，这就使机械加工的劳和尺寸越接近于成品零件，这就使机械加工的劳动量大为减少，材料的消耗也低，使
24、机械加工成动量大为减少，材料的消耗也低，使机械加工成本降低本降低；但毛坯的制造费用却因采用了先进的设；但毛坯的制造费用却因采用了先进的设备而提高。因此，在确定毛坯时应当综合考虑各备而提高。因此，在确定毛坯时应当综合考虑各方面的因素，以求得最佳的效果。方面的因素，以求得最佳的效果。常用毛坯的种类有铸、锻、常用毛坯的种类有铸、锻、压制、冲压、焊接、型材压制、冲压、焊接、型材和板材等和板材等。毛毛坯坯种种类类铸件铸件适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可适用于形状复杂的毛坯。薄壁零件，不可用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；用砂型铸造；尺寸大的铸件宜用砂型铸造；中、小型零件可用较先进的铸造方法中、小
25、型零件可用较先进的铸造方法锻件锻件适用于强度较高、形状较简单的零件。尺适用于强度较高、形状较简单的零件。尺寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件寸大的零件一般用自由锻；中、小型零件选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻选模锻；形状复杂的钢质零件不宜自由锻热热轧型材的尺寸较大，精度低，多用轧型材的尺寸较大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷轧材尺寸较小，作一般零件的毛坯；冷轧材尺寸较小，精度较高，多用于毛坯精度要求较高精度较高，多用于毛坯精度要求较高的中、小零件，适用于自动机床加工的中、小零件，适用于自动机床加工对于大件来说，焊接件简单、方便，对于大件来说，焊接件简单、方便，特别是单件小批生产可大大缩
26、短生产特别是单件小批生产可大大缩短生产周期。但焊接后变形大，需经时效处周期。但焊接后变形大，需经时效处理理适用于形状复杂的板料零件，多用于中、适用于形状复杂的板料零件，多用于中、小尺寸件的大批大量生产小尺寸件的大批大量生产焊接件焊接件冷冲压件冷冲压件毛毛坯坯种种类类型材型材大型齿轮毛坯 工业汽轮机叶片毛坯连杆毛坯毛坯种类选毛坯种类选择的依据择的依据零件材料及机械性能零件的功能 生产类型 具体生产条件特殊情况特殊情况:采用锻件、铸件毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的采用锻件、铸件毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的错模量的不等；铸造时也会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动错模量的不等；铸造时也会因砂型
27、误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外，锻造、铸造后，毛坯性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外，锻造、铸造后，毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定。因的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不稳定。因此，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加此，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工表面均应有较充分的余量工，其加工表面均应有较充分的余量毛坯形状和尺毛坯形状和尺寸的选择寸的选择减少肥头大耳，实现少、无屑加工。减少肥头大耳，实现少、无屑加工。因此毛坯形状要力求接近成品形状，因此毛坯形状要力求接近成
28、品形状，以减少机械加工的劳动量以减少机械加工的劳动量尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，可尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，可多个工件连在一起由一个毛坯制出多个工件连在一起由一个毛坯制出装配后形成同一工作表面的两个相关零件，为保装配后形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便，常把两件合为一个整证加工质量并使加工方便，常把两件合为一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开体毛坯，加工到一定阶段后再切开对于不便装夹的毛坯。可考虑在毛坯上另外增加装对于不便装夹的毛坯。可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准夹余量或工艺凸台、工艺凸耳等辅助基准确定毛坯时主要考
29、虑下列因素：确定毛坯时主要考虑下列因素：1、零件的材料及其力学性能、零件的材料及其力学性能 零件的材料大致确定了毛坯的种类，零件的材料大致确定了毛坯的种类，而其力学性能的高低，也在一定程度上影而其力学性能的高低，也在一定程度上影响毛坯的种类，如力学性能要求较高的钢响毛坯的种类，如力学性能要求较高的钢件，其毛坯最好用锻件而不用型材。件，其毛坯最好用锻件而不用型材。2、生产类型、生产类型 不同的生产类型决定了不同的毛坯制不同的生产类型决定了不同的毛坯制造方法。在大批量生产中，应采用精度和造方法。在大批量生产中，应采用精度和生产率都较高的先进的毛坯制造方法，如生产率都较高的先进的毛坯制造方法，如铸件
30、应采用金属模机器造型，锻件应采用铸件应采用金属模机器造型，锻件应采用模锻；并应当充分考虑采用新工艺、新技模锻；并应当充分考虑采用新工艺、新技术和新材料的可能性，如精铸、精锻、冷术和新材料的可能性，如精铸、精锻、冷挤压、冷轧、粉末冶金和工程塑料等。单挤压、冷轧、粉末冶金和工程塑料等。单件小批生产则一般采用木模手工造型或自件小批生产则一般采用木模手工造型或自由锻等比较简单方便的毛坯制造方法。由锻等比较简单方便的毛坯制造方法。3、零件的结构形状和外形尺寸、零件的结构形状和外形尺寸 在充分考虑了上述两项因素后，有时在充分考虑了上述两项因素后，有时零件的结构形状和外形也会影响毛坯的种零件的结构形状和外形
31、也会影响毛坯的种类和制造方法。如常见的一般用途的钢质类和制造方法。如常见的一般用途的钢质阶梯轴，当各台阶直径相差不大时可用型阶梯轴，当各台阶直径相差不大时可用型材，若各台阶直径相差很大时，宜用锻件；材，若各台阶直径相差很大时，宜用锻件；成批生产中，中小型零件可选用模锻，而成批生产中，中小型零件可选用模锻，而大尺寸的钢轴受到设备和模具的限制一般大尺寸的钢轴受到设备和模具的限制一般选用自由锻等。选用自由锻等。当然，在考虑上述诸因素的同时，不应当脱离具体的生产条当然，在考虑上述诸因素的同时，不应当脱离具体的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力，毛坯车间近期的发件，如现场毛坯制造的实际水平和能力，
32、毛坯车间近期的发展情况以及由专业化工厂提供毛坯的可能性等。展情况以及由专业化工厂提供毛坯的可能性等。（三）工艺路线设计（三）工艺路线设计 设计工艺路线是制订工艺规程的重要设计工艺路线是制订工艺规程的重要内容之一，其主要内容包括内容之一，其主要内容包括选择各加工表选择各加工表面的加工方法、划分加工阶段、划分工序面的加工方法、划分加工阶段、划分工序以及安排工序的先后顺序等。以及安排工序的先后顺序等。设计者应用设计者应用从生产实践中总结出来的一些综合性的工从生产实践中总结出来的一些综合性的工艺原则，结合本厂的实际生产条件，提出艺原则，结合本厂的实际生产条件，提出几种方案，通过对比分析，从中选择最佳几
33、种方案，通过对比分析，从中选择最佳方案。方案。1、加工方法的选择、加工方法的选择 成形面等基本表面所组成的。每一种表成形面等基本表面所组成的。每一种表面都有多种加工方法，具体选择时应根据面都有多种加工方法，具体选择时应根据零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结零件的加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等，选用相应的构形状、尺寸及生产类型等，选用相应的加工方法和加工方案。加工方法和加工方案。（1）外圆表面加工方法的选择）外圆表面加工方法的选择 主要是车削和磨削。当表面粗糙度要求较小主要是车削和磨削。当表面粗糙度要求较小时，还要经光整加工。时，还要经光整加工。1）最终工序为车削的加工
34、方案，适用于除淬火钢以）最终工序为车削的加工方案，适用于除淬火钢以外的各种金属。外的各种金属。2）最终工序为磨削的加工方案，适用于淬火钢、未）最终工序为磨削的加工方案，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁。不适用于有色金属，其韧性大，淬火钢和铸铁。不适用于有色金属，其韧性大，磨削时易堵塞砂轮。磨削时易堵塞砂轮。3）最终工序为精细车或金刚车的加工方案，适用于）最终工序为精细车或金刚车的加工方案，适用于要求较高的有色金属的精加工。要求较高的有色金属的精加工。4）最终工序为光整加工，如研磨、超精磨及超精加）最终工序为光整加工，如研磨、超精磨及超精加工等，为提高生产率和加工质量，般在光整加工工等，为提高生产率
35、和加工质量，般在光整加工前进行精磨。前进行精磨。5）对表面粗糙度要求高，而尺寸精度要求不高的外）对表面粗糙度要求高，而尺寸精度要求不高的外圆，可通过滚压或抛光达到要求。圆，可通过滚压或抛光达到要求。（2）内孔表面加工方法的选择）内孔表面加工方法的选择 内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔以及光整加工等。孔、镗孔、拉孔、磨孔以及光整加工等。应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体应根据被加工孔的加工要求、尺寸、具体的生产条件、批量的大小以及毛坯上有无的生产条件、批量的大小以及毛坯上有无预加工孔合理选用。预加工孔合理选用。1）加工精度为）加工精度为I
36、T9级的孔，当孔径小于级的孔，当孔径小于 10mm时，时，可采用钻可采用钻铰方案；当孔径小于铰方案；当孔径小于30mm时、可采时、可采用钻用钻扩方案；当孔径大于扩方案；当孔径大于 30mm时，可采用钻时，可采用钻 镗方案。工件材料为淬火钢以外的各种金属。镗方案。工件材料为淬火钢以外的各种金属。2）加工精度为）加工精度为IT8级的孔，当孔径小于级的孔，当孔径小于 20mm时，时，可采用钻可采用钻 铰方案；当孔径大于铰方案；当孔径大于20mm时，可采时，可采用钻用钻 扩扩 铰，此方案适用于加工除淬火钢以铰，此方案适用于加工除淬火钢以外的各种金属，但孔径应在外的各种金属，但孔径应在 20mm至至80
37、mm范围范围内，此外也可采用最终工序为精镗或拉的方案。内，此外也可采用最终工序为精镗或拉的方案。淬火钢可采用磨削加工。淬火钢可采用磨削加工。3）加工精度为）加工精度为IT7级的孔，当孔径小于级的孔，当孔径小于12mm时，时，可采用钻可采用钻 粗铰粗铰 精铰方案；当孔径在精铰方案；当孔径在 12mm到到60mm之间时，可采用钻之间时，可采用钻 扩扩 粗铰粗铰 精铰精铰方案或钻方案或钻 扩扩 拉方案。拉方案。若加工毛坯上若加工毛坯上已铸出或锻出的孔已铸出或锻出的孔，可采用粗镗，可采用粗镗 半精镗半精镗 精镗方案或采用粗镗一半精镗精镗方案或采用粗镗一半精镗 磨孔的方磨孔的方案。案。最终工序为铰孔适用
38、于未淬火钢或铸铁，对有色最终工序为铰孔适用于未淬火钢或铸铁，对有色金属铰出的孔表面粗糙度较大，常用精细镗孔代替铰金属铰出的孔表面粗糙度较大，常用精细镗孔代替铰孔。孔。最终工序为拉孔适用于大批大量生产，工件材料最终工序为拉孔适用于大批大量生产，工件材料为未淬火钢、铸铁及有色金属。为未淬火钢、铸铁及有色金属。最终工序为磨孔的方案适用于加工除硬度低、韧最终工序为磨孔的方案适用于加工除硬度低、韧性大的有色金属外的淬火钢、未淬火钢和铸铁。性大的有色金属外的淬火钢、未淬火钢和铸铁。4）加工精度为）加工精度为IT6级的孔，最终工序采用手级的孔，最终工序采用手铰、精细镗、研磨或桁磨等均能达到，应铰、精细镗、研
39、磨或桁磨等均能达到，应视具体情况选择。韧性较大的有色金属不视具体情况选择。韧性较大的有色金属不宜采用琦磨，可采用研磨或精细镗。研磨宜采用琦磨，可采用研磨或精细镗。研磨对大、小孔加工均适用，而衍磨只适用于对大、小孔加工均适用，而衍磨只适用于大直径孔的加工。大直径孔的加工。（3）平面加工方法的选择）平面加工方法的选择 平面的主要加工方法有铣削、刨削、车平面的主要加工方法有铣削、刨削、车削、磨削及拉削等，精度要求高的表面还削、磨削及拉削等，精度要求高的表面还需经研磨或刮削加工。需经研磨或刮削加工。1）最终工序为刮研的加工方案多用于）最终工序为刮研的加工方案多用于单件小批生产单件小批生产中配合中配合表
40、面要求高且不淬硬平面的加工。当批量较大时，可用宽表面要求高且不淬硬平面的加工。当批量较大时，可用宽刀细刨代替刮研。宽刀细刨特别适用于加工像导轨面这样刀细刨代替刮研。宽刀细刨特别适用于加工像导轨面这样的狭长平面，能显著提高生产率。的狭长平面，能显著提高生产率。2）磨削适用于直线度及表面粗糙度要求高的淬硬工件和薄）磨削适用于直线度及表面粗糙度要求高的淬硬工件和薄片工件，也适用于未淬硬钢件上面积较大的平面的精加工。片工件，也适用于未淬硬钢件上面积较大的平面的精加工。但不宜加工塑性较大的有色金属。但不宜加工塑性较大的有色金属。3）车削主要用于回转体零件的端面的加工，以保证端面与）车削主要用于回转体零件
41、的端面的加工，以保证端面与回转轴线的垂直度要求。回转轴线的垂直度要求。4）拉削平面适用于大批量生产中的加工质量要求较高且面）拉削平面适用于大批量生产中的加工质量要求较高且面积较小的平面。积较小的平面。5）最终工序为研磨的方案适用于高精度、小表面粗糙度的）最终工序为研磨的方案适用于高精度、小表面粗糙度的小型零件的精密平面，如量规等精密量具的表面。小型零件的精密平面，如量规等精密量具的表面。（4）平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择）平面轮廓和曲面轮廓加工方法的选择 1）平面轮廓常用的加工方法有）平面轮廓常用的加工方法有数控铣削、线切割及数控铣削、线切割及磨削磨削等。对如图所示的内平面轮廓，当曲率半径
42、等。对如图所示的内平面轮廓，当曲率半径较小时，可采用数控线切割方法加土。若选择铣较小时，可采用数控线切割方法加土。若选择铣削方法，因铣刀直径受最小曲率半径的限制，直削方法，因铣刀直径受最小曲率半径的限制，直径太小，刚性不足，会产生较大的加工误差。径太小，刚性不足，会产生较大的加工误差。对图所示的外平面轮廓，可采用数控铣削方法加工，对图所示的外平面轮廓，可采用数控铣削方法加工，常用粗铣一精铣方案，也可采用数控线切割方法常用粗铣一精铣方案，也可采用数控线切割方法加工。对精度及表面粗糙度要求较高的轮廓表面，加工。对精度及表面粗糙度要求较高的轮廓表面，在数控铣削加工之后，再进行数控磨削加工。数在数控铣
43、削加工之后，再进行数控磨削加工。数控铣削加工适用于除淬火钢以外的各种金属，数控铣削加工适用于除淬火钢以外的各种金属，数控线切割加工可用于各种金属，数控磨削加工适控线切割加工可用于各种金属，数控磨削加工适用于除有色金属以外的各种金属。用于除有色金属以外的各种金属。2）立体曲面轮廓的加工方法主要是）立体曲面轮廓的加工方法主要是数控铣削数控铣削。多。多用球头铣刀，以用球头铣刀，以“行切法行切法”加工，如图所示。根加工，如图所示。根据曲面形状、刀具形状以及精度要求等通常采用据曲面形状、刀具形状以及精度要求等通常采用二轴半联动或三轴联动。对精度和表面粗糙度要二轴半联动或三轴联动。对精度和表面粗糙度要求高
44、的曲面，当用三轴联动的求高的曲面，当用三轴联动的“行切法行切法”加工不加工不能满足要求时，可用模具铣刀，选择四坐标或五能满足要求时，可用模具铣刀，选择四坐标或五坐标联动加工。坐标联动加工。表面加工方法的选择，除了考虑加工表面加工方法的选择，除了考虑加工质量、零件的结构形状和尺寸、零件的材质量、零件的结构形状和尺寸、零件的材料和硬度以及生产类型外、还要考虑到加料和硬度以及生产类型外、还要考虑到加工的工的经济性经济性。各种表面加工方法所能达到。各种表面加工方法所能达到的精度和表面粗糙度都有一个相当大的范的精度和表面粗糙度都有一个相当大的范围。当精度达到一定程度后，要继续提高围。当精度达到一定程度后
45、，要继续提高精度，成本会急剧上升。精度，成本会急剧上升。任何一种加工方法获得的精度只在一任何一种加工方法获得的精度只在一定范围内才是经济的，这种一定范围内的定范围内才是经济的，这种一定范围内的加工精度即为该种加工方法的加工精度即为该种加工方法的经济精度经济精度。它是指它是指在正常加工条件下（采用符合质量在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准等级的工人，标准的设备、工艺装备和标准等级的工人，不延长加工时间）所能达到的加工精度不延长加工时间）所能达到的加工精度。相应的表面粗糙度称为相应的表面粗糙度称为经济粗糙度经济粗糙度。在选。在选择加工方法时，应根据工件的精度要求选择加工方法时
46、，应根据工件的精度要求选择与经济精度相适应的加工方法。择与经济精度相适应的加工方法。三维效果图零件图样2、加工阶段的划分、加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时，往往当零件的加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足其要求，而要用不可能用一道工序来满足其要求，而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量。按几道工序逐步达到所要求的加工质量。按工序的性质不同，零件的加工过程通常可工序的性质不同，零件的加工过程通常可分为分为粗加工、半精加工、精加工和光整加粗加工、半精加工、精加工和光整加工工四个阶段。四个阶段。（1）各加工阶段的主要任务）各加工阶段的主要任务 1）粗加工）粗加工阶段其任务是切除毛
47、坯上大部分多阶段其任务是切除毛坯上大部分多余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率。件成品，因此，主要目标是提高生产率。2）半精加工）半精加工阶段其任务是使主要表面达到阶段其任务是使主要表面达到一定的精度，留有一定的精加工余量，为一定的精度，留有一定的精加工余量，为主要表面的精加工（如精车、精磨）做好主要表面的精加工（如精车、精磨）做好准备。并可完成一些次要表面加工，如扩准备。并可完成一些次要表面加工，如扩孔、攻螺纹、铣键槽等。孔、攻螺纹、铣键槽等。3）精加工）精加工阶段其任务是保证各主要表面达阶段其任务是保证各主要表面达到规定
48、的尺寸精度和表面粗糙度要求。主到规定的尺寸精度和表面粗糙度要求。主要目标是全面保证加工质量。要目标是全面保证加工质量。4）光整加工）光整加工阶段对零件上精度和表面粗糙阶段对零件上精度和表面粗糙度要求很高（度要求很高（IT6级以上）的表面，需进行级以上）的表面，需进行光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、光整加工，其主要目标是提高尺寸精度、减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精减小表面粗糙度。一般不用来提高位置精度。度。（2）划分加工阶段的目的）划分加工阶段的目的1）保证加工质量）保证加工质量 工件在粗加工时，切除的金属工件在粗加工时，切除的金属层较厚，切削力和夹紧力都比较大，切削温度也层较厚，切削
49、力和夹紧力都比较大，切削温度也高，将引起较大的变形。如果不划分加工阶段，高，将引起较大的变形。如果不划分加工阶段，粗、精加工混在一起，就无法避免上述原因引起粗、精加工混在一起，就无法避免上述原因引起的加工误差。按加工阶段加工，粗加工造成的加的加工误差。按加工阶段加工，粗加工造成的加工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而工误差可以通过半精加工和精加工来纠正，从而保证零件的加工质量。保证零件的加工质量。2）合理使用设备）合理使用设备 粗加工余量大，切削用量大，粗加工余量大，切削用量大，可采用功率大，刚度好，效率高而精度低的机床。可采用功率大，刚度好，效率高而精度低的机床。精加工切削力小，对机床
50、破坏小，采用高精度机精加工切削力小，对机床破坏小，采用高精度机床。这样发挥了设备的各自特点，既能提高生产床。这样发挥了设备的各自特点，既能提高生产率，又能延长精密设备的使用寿命。率，又能延长精密设备的使用寿命。3）便于及时发现毛坯缺陷）便于及时发现毛坯缺陷 对毛坯的各种缺陷，如铸件的气孔、夹对毛坯的各种缺陷，如铸件的气孔、夹砂和余量不足等，在粗加工后即可发现，砂和余量不足等，在粗加工后即可发现，便于及时修补或决定报废，以免继续加工便于及时修补或决定报废，以免继续加工下去，造成浪费。下去，造成浪费。4）便于安排热处理工序）便于安排热处理工序 如粗加工后，一般要安排去应力的热处如粗加工后，一般要安