第2节 工艺路线的制定

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。
表1-13、表1-14 、表1-15分别给出了外圆表 面、内孔及平面加工中各种加工方法所对应的经济
加工精度和表面粗糙度。表1-16为常用机床加工的
形位精度，可供选择时参考。
2）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
经济精度：
指在正常的加工条件下，以最有利的时间、消耗所 能达到的加工精度。
同一种加工方法，精度越高，加工成 本越大。
经济精度
精度有一定极限，过A点后，即使再 增加成本，精度提高也很少。 成本也有一定极限，过B点后，成本 基本不变。
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。
金刚石车 IT6~5 Ra0.8~0.02
精车 IT8~7 Ra1.6~0.8
研磨 IT5~4 Ra0.1~0.01
精密磨削 IT5 Ra0.1~0.012 超精加工 IT5 Ra0.1~0.01 砂带磨削 IT6~5 Ra0.2~0.012
滚压 IT7~6 Ra0.2~0.1
粗车 IT13~11 Ra25~12.5
三、典型表面的加工路线
外圆、内孔和平面加工大而面广，习惯 上把机器零件的这些表面称作典型表面，根 据这些表面的精度要求选择一个最终的加工 方法，然后辅以先导工序的预加工方法，就 组成一条加工路线。长期的生产实践考验了 一些比较成熟的加工路线，对熟悉工艺规程 有指导作用。
（一）外圆表面的加工方法：
半精车 IT10~9 Ra6.3~3.2
粗磨 IT8~7 Ra0.8~0.4
精磨 IT6~5 Ra0.4~0.2
抛光 Ra0.2~0.025
1. 粗车-半精车-精车 这是应用最广泛的一条工艺路线。只要
工件材料可以进行切削加工，精度要求不高于IT7、粗糙度Ra ≥ 0.8μm的零件 表面，均可采用此加工路线。
图5-1粗基准选择比较 a)法兰盘零件 b)以外圆面1为粗基准 c)以内孔毛面3为粗基准 1－外圆表面(不加工) 2－内孔加工面 3－内孔毛面 4－均布孔
1.保证相互位臵要求的原则 一般应以非加工面做为粗基准，这样可
以保证不加工表面相对于加工表面具有较为
精确的相对位臵。当零件上有几个不加工表 面时，应选择与加工面相对位臵精度要求较 高的不加工表面作粗基准。具体实例
底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，这样做
可以保证从导轨面上切除的加工余量少而均匀（见图5-2a） 否则若以底面为粗基准加工导轨面）就无法满足这一要求。
上述两个原则是选择粗基准时最主要的
原则。这两个原则常常是相互矛盾的，需根
据具体情况加以选择。
除上述两个原则外，选择粗基准时还
要考虑以下两点：
（一） 粗基准的选择 粗基准影响：位臵精度、各加工表面余 量大小（均匀？足够？）。
重点考虑：如何保证各加工表面有足够 余量，使不加工表面和加工表面间的尺 寸、位臵符合零件图要求。 粗基准的选择将影响到加工面与不加工面的相 互位臵，或影响到加工余量的分配。 在选择粗基准时，一般应遵循以下四点原则：
例如图5-1 加工时，若以不加工外圆表面1作粗基准定位，则加工后内孔2与 外圆1同轴，可以保证零件壁厚均匀，但加工面（内孔）2加工余量不均匀，见图 5-1b。若以零件毛坯孔3作粗基准定位，则加工面（内孔）2与毛坯孔3同轴，可 以保证加工余量均匀，但加工面（内孔）2与不加工面外圆1不同轴，即壁厚不均 匀，见图5-1c。
套筒法兰加工实例
图示套筒法兰零件,表面为不加工表面,为保证镗孔后零件的 壁厚均匀,应选表面作粗基准镗孔、车外圆、车端面.
用不需加工的外圆作粗基准: 孔的余量不均, 但加工后壁厚均匀
用需加工的内孔作粗基准: 孔的余量均匀, 但加工后壁厚不均
2. 保证加工表面加工余量合理分配的原则
a、应保证各加工表面都有足够的加工余量： 如外圆加工以轴线为基准；
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。 3）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。 4）应考虑本厂的现有设备和生产条件： 充分利用 本厂现有设备和工艺装备。
在选择加工方法时，一般总是首先根据零 件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定该
表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面
各有关前导工序的加工方法。主要表面的加工方案 和加工方法选定之后，再选定次要表面的加工方案 和加工方法
1）根据加工表面的技术要求，确定加工方法和 加工方案； 所选方案必须在保证零件达到图纸要求方面是
（二）精基准的选择
精基准主要问题是如何保证设计技术要求的 实现以及装夹准确、可靠方便。为此，一般应遵 循下列五条原则： 1．基准重合原则 应尽可能选择被加工表面 的设计基准作为精基准。
例如，活塞零件,设计要求活塞销孔与顶面距离C1。若加工销孔时 以止口面定位，直接保证的尺寸是C2。此时，为了使尺寸C1达到 规定的精度，必须同时严格控制尺寸C和C2。而这两个尺寸从功能 要求出发，均不需严格控制，且在加工顶面时，尺寸C也确实较难
4．自为基准原则
对一些精度要求很高的表面，在精密加工
时，为了保证加工精度，要求加工余量小而且 均匀，这时以已经精加工过的表面自身作为定 位基准，这就是"自为基准"的原则。

如图5-9所示的床身导轨，在磨削前通过精刨或 精铣已达到一定精度，磨削时希望余量小而均匀， 安装时可以导轨面自身为定位基准，通过调整工件 下面的四个楔铁，用百分表找正导轨面定位。
2.
粗车-半精车-粗磨-精磨 此工艺路线主要用于黑色金属材
料，特别是结构钢零件和半精车后有淬火要求的零件。表面精度要求不高于IT6、 粗糙度Ra 值不小于0.16μm的外圆表面，均可安排此工艺路线。
3．粗车-半精车-粗磨-精磨-光整加工 若采用第二条工
艺路线仍不能满足精度、尤其是粗糙度的要求，可采用此工艺路线，即在精磨以 后增加一道光整加工工序。常用的光整加工方法有研磨、砂带磨削、低粗糙度磨 削、超精加工以及抛光等。
面A。根据基准重合原则，应选φ20H7孔及端面A作定位精基准。 从统一基准的原则出发，以φ20H7孔及端面A定 位可以方便地加工其他表面，也应选φ20H7孔及端面A作 统一精基准。在本例中基准重合与统一基准原则相一致。
2. 粗基准的选择：本例中零件毛坯为一般铸件，
φ20H7孔及φ12H7孔均较小，一般不铸出，故不存在重要加工面 加工余量均匀问题，此时应着重考虑加工面与不加工面的位臵要 求。本例中φ20H7孔要求与φ40外圆同轴，因此在加工φ20H7孔 时，应以φ40外圆作粗基准。
3 ．便于工件装夹的原则
选择粗基准时，必须考虑定位准确，夹紧 可靠以及夹具结构简单、操作方便等的问题。 为了保证定位准确，夹紧可靠，要求选用的粗 基准尽可能平整、光洁有足够大的尺寸，不允
许有锻造飞边、铸造浇冒口或其它缺陷。也不
宜选用铸造分型面作粗基准。
4. 粗基准一般不得重复使用
因为粗基准本身是毛坯表面，精度和粗
二、加工经济精度与加工方法的选择
(一) 加工经济精度
加工经济精度：在正常的加工条件下所能 保证的加工精度. 正常的加工条件：采用符合质量标准的设 备、工艺装备和标准技术等级的工人，不 延长加工时间的条件
加工精度与成本的关系
在不同的误差范围内成本上升的比率不同。A点左侧曲线，加工误差
减少一点，加工成本会上升很多；加工误差减少到一定程度，投入的成 本再多，加工误差的下降也微乎其微，这说明加工精度的提高是有极限 的。在B点右侧,即使加工误差放大许多.
表1-11箱体的工艺路线和基准转换
3.互为基准原则
某些位置度要求很高的表面通常采用互为基 准反复加工的办法保证位置度要求。这称之为互
为基准的原则。
例如车床主轴前后支承轴颈与前锥孔有严格
的同轴度要求，为了达到这一要求，一般都遵循
互为基准的原则。
如卧式铣床主轴，前端7:24锥孔对支承轴径的同轴度要求 很高，为保证这一要求，采用互为基准的原则进行加工，有关 的工艺过程如下： 先以精车后的前后支撑轴颈1、2为基准粗、精车锥孔及后端 φ38H9锥孔；分别以7:24锥孔和φ38H9锥孔定位，粗、精磨 支承轴颈及各外圆面；再以支承轴颈为基准粗、精磨7:24锥孔.
糙度均较差，如果在两次装卡中重复使用
同一粗基准，就会造成两次加工出的表面
之间出现较大的位臵误差。
粗基准重复使用错误示例及改进 a零件图 b车端面及内孔 c重复使用粗基准钻3-φ7mm孔 d精基准定位钻3-φ7mm孔
例如图中a所示零 件,如第一道工序 以不加工外圆 φ 30mm表面定位, 加 工 内 孔 φ 16H7 （见图b），若第 二道工序仍以外 圆表面定位加工 均 布 孔 3-φ 7mm （见图c），则孔 φ 16H7 将 与 孔 3φ 7mm产生较大的 同轴度误差。正 确的工艺方案应 以已加工过的内 孔φ 16H7定位加 工均布孔3-φ 7mm （如图d所示）
b、以加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以
保证该表面加工余量分布均匀、表面质量高；如床 身加工，先加工床腿再加工导轨面；具体实例
在床身零件中，导轨面是最重要的表面，它不仅精度要求高， 而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性。由于在铸造 床身时，导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的，导轨面材料质 地致密，砂眼、气孔相对较少，因此要求在加工床身时，导轨面的 实际切除量要尽可能地小而均匀；故应选导轨面作粗基准加工床身