如何合理安排加工顺序

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。因此，在拟定工艺路线时，必须全面地把切削加工、热处理和辅助工序一起考虑，合理安排。为确定各表面的加工顺序和工序数目，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.加工阶段的划分

零件机械加工时，首先应确定先加工哪些表面后加工哪些表面。热处理工序和检验工序应安排何处，均需统筹合理安排。工艺过程的加工阶段一般可分为四个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段。

（1）粗加工阶段。从毛坯上切除大部分加工余量，只能达到较低的加工精度和表面结构。

（2）半精加工阶段。它是介于粗加工和精加工的切削加工过程，能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、表面粗糙度和合适的加工余量等）。

（3）精加工阶段。该阶段使各主要表面达到规定质量要求。

（4）光整加工和超精密加工。它是针对要求特别高的零件增设的加工方法，主要目的是得到所要求的光洁表面和加工精度。

工艺过程中划分加工阶段的优点如下。

（1）保证加工质量。工件在粗加工时加工余量较大，产生较大的切削力和切削热，同时也需要较大的夹紧力，在这些力和热的作用下，工件会产生较大的变形。而且经过粗加工后工件的内应力要重新分布，也会使工件发生变形。如果不分阶段而连续进行加工，就无法避免和修正上述原因所引起的加工误差。加工阶段划分后，粗加工造成的误差通过半精加工和精加工可以得到修正，并逐步提高零件的加工精度，改善零件的表面结构，保证了零件的加工要求。

（2）合理使用设备。粗加工要求功率大、刚性好、生产率高而精度要求不高的设备，精加工则要求精度较高的设备。划分加工阶段后就可以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。

（3）便于安排热处理工序，使冷热加工配合得更好。对一些精密零件，粗加工后安排去除应力的时效处理，可以减少内应力变形对加工精度的影响；对于要求淬火的零件，在粗加工或半精加工后安排热处理，可便于前面工序的加工和在精加工中修正淬火变形，达到工件的加工精度要求。

（4）便于及时发现毛坯的缺陷。毛坯的各种缺陷，如气孔、砂眼、夹渣及加工余量不足等，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费。

在拟定零件的工艺路线时，一般应遵循划分加工阶段这一原则，但并非所有工件都如上述一样划分加工阶段，在应用时要灵活掌握。例如，对一些加工要求不高、刚性好或毛坯精度高、加工余量小的工件，就可以少划分几个阶段或不划分加工阶段。又如对一些刚性好的重型零件，由于装夹吊运很费工时，往往不划分加工阶段而在一次安装中完成粗精加工。

2.工序的集中与分散

将同一阶段中的加工组成若干工序。组合时可采用工序集中或工序分散两个不同的原则。

1）工序集中

工序集中是把零件上较多的加工内容集中在一道工序中进行，整个工艺过程由数量较少的工序组成。

工序集中可采用多刀多刃、多轴机床、自动机床、数控机床和加工中心等技术措施，也可采用普通机床进行顺序加工。

工序集中具有以下特点。

（1）在一次安装中可以完成零件多个表面的加工，可以较好地保证这些表面的相互位置精度，同时也减少了工件的装夹次数和辅助时间，并减少了工件在机床间的搬运工作量，有利于缩短生产周期。

（2）采用高效专用设备及工艺装备，生产率高。

（3）减少机床数量，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。

（4）因为采用专用设备和工艺装备，使投资增大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，产品转换费时。(www.xing528.com)

2）工序分散

工序分散是将零件各个表面加工分得很细，在每道工序中加工内容很少，最大限度的工序分散是每一工序只有简单的一个工步，而整个工艺过程工序数量很多。

工序分散具有以下特点。

（1）机床设备及工艺装备简单，调整和维修方便，工人掌握容易，生产准备工作量少，又易平衡工序时间，易于产品更换。

（2）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，占用生产面积大。

工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、企业能力、工件结构特点和技术要求等进行综合分析，择优选用。单件、小批生产采用万能机床顺序加工，使工序集中，可以简化生产计划和组织工作。大批、大量生产可采用较复杂的集中工序，如多刀、多轴机床、各种高效组合机床和自动机床加工；对一些结构较简单的产品，如轴承生产，也可采用分散的原则。成批生产应尽可能采用效率较高的机床，如六角车床、多刀半自动车床、数控机床、加工中心等，使工序适当集中。对于重型零件，为了减少工件装卸和运输的劳动量，工序应适当集中；对于刚性差且精度高的精密工件，工序应适当分散。

3.加工顺序的安排

一个零件往往有多个表面需要加工，这些表面不仅本身有一定的尺寸精度要求，而且各表面之间还有一定的位置要求。为了达到这些精度要求，各表面加工顺序的安排要统筹考虑，总的原则是前面工序为后续工序创造条件，做好基准准备。具体原则有如下几个。

（1）基准先行。用作精基准的表面，要首先加工。所以，第一道工序一般是进行定位面的粗加工和半精加工（有时包括精加工），然后再以精基准定位加工其他表面。例如：加工轴类零件时，应先加工中心孔；加工齿轮应先加工端面和内孔；对于一般零件，因平面尺寸较大，定位稳定可靠，常用作精基准，先加工。

（2）先粗后精。零件的加工一般应划分加工阶段，即先进行粗加工，然后半精加工，最后是精加工和光整加工，还应将粗、精加工分开进行。

（3）先主后次。先安排主要表面的加工，后进行次要表面的加工。因为主要表面加工容易出废品，应放在前阶段进行，以减少工时浪费。次要表面的加工一般安排在主要表面的半精加工之后，精加工之前进行。

（4）先面后孔。先加工平面，后加工内孔。因为平面一般面积较大，轮廓平整，先加工好平面，便于加工孔时定位安装，利于保证孔与平面的位置精度，同时也给孔加工带来方便。

4.热处理工序的安排

热处理工序主要包括预备热处理及最终热处理。要根据其作用，确定其在工艺路线中的大致位置。

（1）正火、退火：目的是消除内应力、改善加工性能及为最终热处理做准备。一般安排在粗加工之前。

（2）时效处理：以消除内应力、减少工件变形为目的。一般安排在粗加工之前后，对于精密零件，要进行多次时效处理。

（3）调质：零件淬火后再高温回火。能消除内应力、改善加工性能并能获得较好的综合力学性能，对一些性能要求不高的零件，调质也常作为最终热处理。一般安排在粗加工之后进行。

（4）最终热处理：常用的有淬火、渗碳淬火、渗氮等。它们的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性。常安排在精加工（磨削）之前进行，其中渗氮由于热处理温度较低，零件变形很小，也可以安排在精加工之后进行。

5.辅助工序的安排

检验工序是主要的辅助工序，除每道工序由操作者自行检验外，应安排在粗加工之后，精加工之前。零件转换车间时及重要工序之后和全部加工完毕进库之前，一般都要安排检验工序。除检验外，其他辅助工序有特种检验、表面强化和去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁、平衡等，均不要遗漏，要同等重视。