零件加工顺序确定方法详解

在拟订工艺路线时，为确定各表面的加工顺序和工序的数目，生产中已总结出一些指导性原则及具体安排中应注意的问题，现分述如下。

1.工艺过程划分阶段原则

对于加工质量要求较高的零件，工艺过程应分阶段进行施工。机械加工工艺过程一般可分以下几个阶段：

粗加工阶段：主要任务是切除各加工表面上的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽量接近成品。因此，在此阶段中应采取措施尽可能提高生产率。

半精加工阶段：完成一些次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备（如精加工前必要的精度和加工余量等）。

精加工阶段：保证各主要表面达到规定的质量要求。

当有些零件具有很高的精度和很细的表面粗糙度要求时，尚需增添光整加工阶段，其主要任务是提高尺寸精度和降低表面的表面粗糙度值。

工艺过程分阶段的主要原因是：

（1）保证加工质量。工件粗加工时切除金属较多，产生较大的切削力和切削热，同时也需要较大的夹紧力，而且粗加工后内应力要重新分布。在这些力和热的作用下，工件会发生较大的变形。如果不分阶段的连续进行粗精加工，就无法避免上述原因所引起的加工误差。加工过程分阶段后，粗加工造成的误差通过半精加工和精加工即可得到纠正，并逐步提高零件的加工精度和降低表面粗糙度值，保证零件加工质量的要求。

（2）合理使用设备。加工过程划分阶段后，粗加工可采用功率大，刚度好和精度较低的高效率机床以提高生产率，精加工则可采用高精度机床以确保零件的精度要求。这样既充分发挥了设备各自的特点，也做到了设备的合理使用。

（3）便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合得更好。例如，对一些精密零件，粗加工后安排去除应力的时效处理，可减少内应力变形对精加工的影响；半精加工后安排淬火不仅容易满足零件的性能要求，而且淬火引起的变形又可通过精加工工序予以消除。

此外，粗、精加工分开后，毛坯的缺陷（如气孔、砂眼和加工余量不足等）在粗加工后即可及早发现，及时决定修补或报废，以免对报废的零件继续进行精加工而浪费工时和其他制造费用。精加工表面安排在后面，还可保证其不受损伤。

在拟订零件的工艺路线时，一般应遵循划分加工阶段这一原则，但具体运用时要灵活掌握，不能绝对化。例如，对于一些毛坯质量高、加工余量小、加工精度要求较低而刚性又较好的零件，即不必划分阶段。又如对于一些刚性好的重型零件，由于装夹吊运很费工时，往往不划分阶段，而在一次安装完成表面的粗、精加工。

应当指出：工艺路线的划分阶段，是对零件加工的整个过程来说的，不能从某一表面的加工或某一工序的性质来判断。例如：有些定位基准，在半精加工阶段甚至粗加工阶段就需要加工得很精确，而某些钻小孔的粗加工工序，常常又安排在精加工阶段。

2.工序集中程度的确定

在安排工序时，还应考虑工序中所含加工内容的多少。若在每道工序中所安排的加工内容多，则一个零件的加工只集中在少数几道工序里完成，这时工艺路线短、工序少，称为工序集中；若在每道工序中所安排的加工内容少，则一个零件的加工分散在很多工序里完成，这时工艺路线长、工序多，称为工序分散。前者说明工序集中程度高，后者说明工序集中程度低。

工序集中具有以下特点：

（1）在工件的一次安装中，可以加工完工件上的多个表面。这样可以较好地保证这些表面之间的相互位置精度；同时可以减少安装工件的次数和辅助时间，并减少工件在机床之间的搬运次数和工作量，有利于缩短生产周期。

（2）可以减少机床的数量，并相应地减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。

工序分散具有以下特点：(www.xing528.com)

（1）机床设备及工夹具比较简单，调整比较容易，能较快地更换所生产的产品。

（2）生产工人易于掌握生产技术，对工人的技术水平要求也较低。

3.工序顺序的安排。

（1）机械加工工序的安排。在安排加工顺序时，应注意以下几点：

①根据零件功用和技术要求，先将零件的主要表面和次要表面区分开，然后着重考虑主要表面的加工顺序，次要表面加工可适当穿插在主要表面加工工序之间。

②当零件要分段进行加工时，先安排各表面的粗加工，中间安排半精加工，最后安排主要表面的精加工和光整加工。由于次要表面精度要求不高，故一般在粗、半精加工阶段即可完成，但对于那些同主要表面相对位置关系密切的表面，通常多置于主要表面精加工之后加工。例如，许多零件主要孔周围的紧固螺孔的钻孔和攻丝，多在主要孔精加工之后完成。

③零件加工一般多从精基准的加工开始，然后以精基准定位加工其他主要表面和次要表面。例如，轴类零件先加工顶尖孔、齿轮先加工孔及基准端面等。为了定位可靠且使其他表面加工达到一定的精度，精基准一开始即应加工到足够高的精度和较细的表面粗糙度，并且往往在精加工阶段开始时，还要进一步进行精整加工，以满足其他主要表面精加工和光整加工的需要。

④为了缩短工件在车间内的运输距离，避免工件的往返流动，加工顺序应考虑车间设备的布置情况，当设备呈机群式布置时，应尽可能将同工种的工序相继安排。

（2）热处理工序的安排。机械零件常采用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、淬火、渗碳及氮化等。按照热处理的目的，将上述热处理工艺大致分为两大类：预备热处理和最终热处理。

1）预备热处理。预备热处理包括退火、正火、时效和调质等。这类热处理的目的是改善加工性能，消除内应力和为最终热处理做好组织准备。其工序位置多在粗加工前后。

①退火和正火。经过热加工的毛坯，为改善切削加工性能和消除毛坯的内应力，常进行退火和正火处理。例如，含碳量大于0.7%的碳钢和合金钢，为降低硬度便于切削常采用退火；含碳量低于0.3%的低碳钢和低合金钢，为避免硬度过低、切削时黏刀而采用正火以提高硬度。退火和正火尚能细化晶粒、均匀组织，为以后的热处理做好组织准备。退火和正火常安排在毛坯制造之后粗加工之前。

②调质。调质即淬火后进行高温回火，能获得均匀细致的索氏体组织，为以后表面淬火和氮化时减少变形做好组织准备，因此调质可作为预备热处理工序。由于调质后零件的综合机械性能较好，故对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终的热处理工序。调质处理常置于粗加工之后和半精加工之前。

③时效处理。时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。对形状复杂的铸件，一般在粗加工后安排一次时效即可。但对于高精度的复杂铸件（如坐标镗床的箱体）应安排两次时效工序，即：铸造—粗加工—时效—半精加工—时效—精加工。简单铸件则不必时效。

除铸件外，对一些刚性差的精密零件（如精密丝杠），为消除加工中产生的内应力，稳定零件的加工精度，在粗加工、半精加工和精加工之间安排多次的时效工序。

2）最终热处理。最终热处理包括各种淬火、回火、渗碳和氮化处理等。这类热功当量处理的目的主要是提高零件材料的硬度和耐磨性，常安排在精加工前后。

①淬火。淬火分为整体淬火和表面淬火两种，其中表面淬火因变形、氧化及脱碳较小而应用较多。为提高表面淬火零件的芯部性能和获得细马氏体的表层淬火组织，常需预先进行调质及正火处理。其一般加工路线为：下料—锻造—正火（退火）—粗加工—调质—半精加工—表面淬火—精加工。

②渗碳淬火。渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢，其目的是使零件表层含碳量增加，经淬火后使表层获得高的硬度和耐磨性，而芯部仍保持一定的强度和较高的韧性及塑性。渗碳处理按渗碳部位分整体渗碳和局部渗碳两种。局部渗碳时对不渗碳部位要采取防渗措施。由于渗碳淬火变形较大，加之渗碳时一般渗碳层深度为0.5～2mm，所以渗碳淬火工序常置于半精加工和精加工之间。其加工路线一般为：下料—锻造—正火—粗、半精加工—渗碳—淬火—精加工。当局部渗碳零件的不需渗碳部位采用加大加工余量防渗时，渗碳后、淬火前，对防渗部位要增加一道切除渗碳层的工序。

③氮化处理。氮化是表面处理的一种热处理工艺，其目的是通过氮原子的渗入使表层获得含氮化合物，以提高零件硬度、耐磨性、疲劳强度和抗蚀性。由于氮化温度低，变形小且氮化层较薄，氮化工序位置应尽量靠后安排。为减少氮化时的变形，氮化前要加一道除应力工序。因为氮化层较薄且脆，为使零件芯部具有较高的综合机械性能，故粗加工后应安排调质处理。氮化零件的加工路线一般为：下料—锻造—退火—粗加工—调质—半精加工—除应力—粗磨—氮化—精磨、超精磨或研磨。

（3）辅助工序的安排。辅助工序包括工件的检验、去毛刺、清洗和涂防锈油等，其中检验工序是主要的辅助工序，它对保证产品质量有极重要的作用。检验工序应安排在粗加工全部结束后、精加工之前。零件从一个车间转向另一个车间前后，重要工序加工前后，以及零件全部加工结束之后。