工艺规程的制定

工艺规程是指导生产的技术文件，它的内容包括排列加工工序（包括热处理工序），选择各工序所用的机床、装夹方法、加工方法、测量方法；确定加工余量、切削用量、工时定额等。

不同的零件有不同的加工工艺，同一种零件，由于生产类型、机床设备、工艺装备等不同，其加工工艺也不同。在一定生产条件下，零件的机械加工工艺通常可以有几种方案，但其中总有一种相对更为合理，因此，在制订零件的加工工艺时，要从实际出发，为保证产品质量，制定出最经济合理的工艺方案。制订工艺规程的步骤如下。

（1）对零件进行工艺分析。

（2）选择毛坯类型。

（3）制定零件工艺路线。

（4）选择或设计、改装各工序所使用的设备。

（5）选择或设计各工序所使用的刀具、量具、夹具及其他辅助工具。

（6）确定工序的加工余量、工件尺寸及公差。

（7）确定各工序的切削用量、时间定额等。

现就上述几项内容进行分析讨论。

19.2.1 对零件进行工艺分析

工艺分析首先要分析零件图，零件工作图是反映工件结构形状、尺寸大小及技术要求的重要文件，是制定工艺规程的基本资料。在制订工艺规程前，应结合产品装配图，了解零件用途、性能、结构特点、工作条件及各种技术要求，确定主要表面的加工方法和加工顺序，为制定工艺路线打下基础。

19.2.2 制定零件工艺路线

工艺路线是制定工艺规程中最重要的内容，除合理选择定位基准外，还应考虑以下因素。

1.表面加工方法的选择

图19－13 销轴

加工方法的选择与零件的结构形状、技术要求、材料、毛坯类型、生产类型等因素有关。选择加工方法时，应首先选定主要表面（零件的工作面或定位基准）的最后加工方法，然后，再确定最后加工以前的一系列准备工序的加工方法和顺序。如图19－13所示为一销轴（材料为渗碳钢），其外圆表面为主要配合面，尺寸精度和几何形状精度以及表面粗糙度均要求很高，因此，最后工序采用研磨，其准备工序为粗车、半精车、粗磨、半精磨。

2.加工阶段的划分

加工阶段的划分应有利于保证加工质量和合理使用设备，并及时发现毛坯缺陷，避免浪费工时。对于加工精度要求较高、表面粗糙度要求较好的零件，其工艺过程常分三个阶段进行。

（1）粗加工阶段。切除大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上接近于成品。

（2）半精加工阶段。完成一些次要表面的加工，并为精加工做准备。

（3）精加工阶段。经过最后精加工使其主要表面达到零件图纸的要求。

对于加工精度要求很高、表面粗糙度要求极好的零件，可增添光整加工阶段。

3.加工顺序安排

（1）基准先行。作为精基准的表面一般应首先加工，以便用它定位加工其他表面。例如，轴类零件的中心孔、箱体工件的底平面、齿轮的基准孔和端面等，一般应安排在第一道工序中加工完毕。

（2）先粗后精。先粗后精即按加工阶段划分，先进行粗加工，再进行精加工。

（3）先主后次。先安排零件的主要表面和装配基面的加工，后安排次要表面的加工，如键槽、紧固用的光孔和螺孔等。由于这些次要表面加工工作量比较小，且往往和主要表面有相互位置的要求，因此，一般是在主要表面加工结束之后或穿插进行加工，但又要在精加工前进行。

（4）合理安排热处理、表面处理和辅助工序。热处理对改善材料的切削加工性能，减少内应力和提高力学性能起着重要作用。同时，热处理也会使工件产生变形，使工件表面产生明显的缺陷层（如脱碳、氧化等），因此，热处理应按照该工序的目的，与机械加工工序穿插安排。如退火和正火的目的是改善切削性能、消除毛坯制造时的内应力，应安排在粗加工之前进行；淬火是为了提高材料的强度和硬度，应安排在粗加工之后、精加工之前；对有些经常承受交变载荷、冲击载荷和摩擦、磨损的零件，要求表面具有高的硬度、疲劳强度和耐磨性，而中心则有足够的强度、韧度，可以采用表面热处理和化学热处理（如渗碳），这些也应该安排在精加工前进行；淬火时，工件可能发生少量变形和表面氧化，对要求较高的工件，事后要安排磨削工序加以清除。热处理工序在加工顺序中的安排，如图19－14所示。

图19－14 热处理工序的安排

表面处理是为了提高零件表面的抗蚀性、耐磨性和电导率等，是在零件表面附上金属镀层、非金属涂层或产生氧化膜层等的工艺。金属镀层有镀铬、镀镍、镀铜、镀锌等；非金属涂层有油漆、喷涂陶瓷等；氧化膜层有钢的发蓝、铝合金的阳极化、镁合金的氧化等。表面处理工序一般均安排在工艺过程的最后，因为它们基本上不影响零件尺寸精度和表面粗糙度，零件上不需要进行表面处理的部位，可以采取局部保护措施。此外，还要考虑安排检验和其他辅助工序，如去毛刺、倒棱边、清洗、涂防锈油等。检验必须认真进行，除了每道工序中的操作者进行自检外，还须在下列情况下安排检验工序。

①各加工阶段（如粗加工、半精加工）结束之后。

②零件转换车间时应进行检验，以便确定质量问题的原因和责任。

③零件全部加工完毕要进行总检。

④根据加工过程的需要和图纸要求，安排一些特种检验，如磁力探伤、超声波探伤、X线检验、荧光检验等。

19.2.3 确定各工序的加工余量、工序尺寸及公差

为了保证零件的加工质量，一般对被加工表面要进行若干次加工。这样，留给每一道工序的切除的金属层称为工序的工序余量。从毛坯到成品加工表面上被切除的全部金属层厚度，即各工序的工序余量之和称为总余量。加工余量是工序余量和总余量的统称。

工序尺寸是加工过程中各工序应保证的加工尺寸，其公差即工序尺寸公差，应按各种加工方法的经济精度选定。在工序图和工艺卡上要标注的工序尺寸往往不是采用零件上的尺寸，而是要根据已确定的余量及定位基准转换的情况进行计算，有关计算方法在后续课程《机械制造工艺学》中介绍。