编制工艺规程的基本内容

李健+++刘赟奕+++左秋阳++毛鸿伟

摘 要：从零件的加工出发，基于工艺体系的内容，从工艺路线、余量分布、基准选择等方面对指导零件加工的工艺规程的编制方法进行说明，并详细解释了具体原因，有利于编制适合的工艺规程，同时也有利于判断什么是好的工艺规程。

关键词：工艺路线；余量分布；基准选择

中图分类号：TG44 文献标识码：A

0.引言

尺寸、形位公差、表面完整性的实现依托工艺规程，工艺规程是零件加工全过程及操作方法的指导性工艺文件，是把设计思想变成产品的桥梁，是有关经营管理、各种定额和目录编制的依据，是生产和生产管理的指南，是工人和检验员必须遵守的法规。工艺规程的质量非常重要，直接决定零件的成本及加工效率。

1.工艺路线制订

工艺路线制订是工艺规程编制的基础。要编制工艺规程，首先要进行工艺路线制订，即从毛坯至成品零件的整个流程，即工艺过程的总体布局。要制订出合理的工艺路线，首先要对设计图尺寸及技术条件进行分析，同时了解现场的生产实际，确定现实可行的加工方法及顺序。

工艺路线拟定的主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。具体原则如下：

1.1先加工基准面：零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。

1.2划分加工阶段：加工质量要求高的表面，一般可分为粗加工、半精加工和精加工3个阶段。划线、热处理、无损检查及表面处理工序按工艺特性穿插其中，主要是为了保证加工质量、合理使用设备、便于发现毛坯缺陷等。

1.3热处理工序位置的制定：为改善金属的切削加工性能，如退火、正火、调质等，一般安排在机械加工前进行。为消除内应力，如时效处理、低温退火等，一般安排在粗加工之后，半精加工之前进行。

1.4无损检查工序位置的制定：超声波在粗加工之后，半精加工之前（零件表面粗糙度为1.6），腐蚀检查在精加工前（零件表面粗糙度为1.6），X光检查在加工开始之前，荧光检查、磁粉探伤、着色检查在零件加工至最终状态进行（荧光检查零件表面不能有涂层及蜂窝（局部荧光除外））。

1.5表面处理工序位置的制定：硫酸阳极化，铬酸阳极化等通常安排在中间检验工序之后。而针对镁铝件的氧化工序则根据零件加工的实际情况制定。

1.6先面后孔：先加工平面后加工孔。这样就可以以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，而且方便平面上孔的加工。

1.7光整加工放最后：主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），应放在工艺路线最后阶段进行，以免光整加工的表面，由于工序间的转运和安装而受到损伤。

2.加工余量分配

编制工艺规程时，确定加工余量的原则是：被加工表面经过本工序加工后，不再留有上道工序加工过的痕迹和缺陷，同时不能出现负余量。

2.1锻件毛料余量

一般情况下，按零件设计图最终尺寸加余量3-5为毛料最小值，同时要考虑增加零件给组件留余量及超声波检查余量最小值要求。

2.2铸件毛料余量：由于铸件型面复杂，要考虑方便装夹，通常按零件设计图最终尺寸加余量2-3为毛料最小值，同时要考虑增加零件给组件留余量要求。

2.3超声波工序余量：超声波检查零件截面必须为方结构，一般情况下，按零件设计图最终最大轮廓尺寸加余量3.5为超声波工序尺寸最小值。

2.4热处理工序余量：由于热处理相对温度较高，零件变形量较大，一般情况下，按零件设计图最终尺寸加余量3为热处理工序尺寸，具体余量根据零件材料及直径确定。

2.5稳定处理工序余量：进行稳定处理时零件已基本成型，由于稳定处理相对温度较低，零件变形量较小，一般情况下，按零件设计图最终尺寸加余量1.5～3为稳定处理工序尺寸，具体余量根据零件材料及直径确定。

3.基准选择

基准选择是工艺规程编制的必要条件。基准选择在工艺编制过程中一般指加工工序零件装夹定位状态，基准选择是否合理直接影响零件的状态、尺寸及形位公差、工装的结构，一般应遵循如下原则：

基准重合原则：应尽量选用设计基准和工序基准为定位基准。

基准统一原则：工件加工过程中，应尽量采用统一的定位基准，这样便于保证各加工表面间的相互位置精度，且可简化夹具的设计。

互为基准原则：当两个表面相互位置精度较高时，可互为精基准，反复加工。

自为基准原则：当某些表面精加工要求余量小而均匀时，则应选择加工表面本身作为精基准。

4.尺寸及形位公差

尺寸及形位公差是工艺规程编制的核心，是我们从毛料至成品零件必须保证的目标，在工艺规程编制过程中除精加工工序按设计图给定尺寸及形位公差外，其余各工序尺寸由工艺编制人员根据确定的余量分配情况进行给定，尺寸及形位公差相关还要考虑工艺图样、机械加工误差、加工参数选择、尺寸链计算、变形控制等内容。

4.1工序尺寸及形位公差的确定基本方法

4.1.1粗、半精加工工序尺寸及形位公差的确定

粗、半精加工各工序尺寸由工艺编制人员根据确定的余量分配情况进行给定，公差可按HB5800-1999给定，也可根据经验确定，同时要考虑的因素有定位面是否需要配合、余量值、變形量、尺寸链计算等特殊要求。

4.1.2精、检验工序尺寸及形位公差的确定

精加工及检验工序按设计图给定尺寸及形位公差，对于设计图未给定公差的尺寸由工艺员首先按设计图、型号研制总方案要求规定的一般尺寸公差标准进行给定，如无要求，按最新航标HB5800-1999给定，有特殊要求的按指定标准或文件给定。

5.设备工装选择

设备的选择要符合各工序加工型面及尺寸位置精度要求，也要考虑生产的经济性。工装的选择包含夹、刃、量具的选择，夹具主要考虑合理定位方便加工及与设备相匹配。刃具主要考虑结构尺寸、材料及与设备相匹配。量具主要考虑结构、精度。一切以保证设计要求为前提，还要考虑制造成本。

5.1工装选择基本原则

工艺规程所需要的工装，应依次选用外购标准工装、组合工装、企业标准工装、其他型号机种的专用工装。当选择不到时，申请设计制造专用工装。新产品试制时，允许单位自行设计制造部分专用工装。

5.1.1夹具选择

夹具根据零件的定位基准尽量选择通用的装夹方式，同时要考虑零件直径及结构会产生的装夹变形问题。加工过程尽量采取压紧的方式加工零件，对于需要专用夹具的零件，生产批量大的应派制专用夹具，研制或批量小的优先选用组合夹具，无法组合夹具的可自行设计制造铝盘专用工装，以上两种方法不可行的，才允许派制专用工装。

5.1.2刃具选择

刃具根据工序加工方法优先选用相应的通用刀具，也可选用已有刀具，对于不能满足切削要求的，选用通用外购合金刀具，对于特殊型面加工通用刀具不能加工的才允许派制专用刀具，对刀具材料要求高的可派制外购非标合金刀具。生产批量小的临时性生产任务，可采用已有刀具进行改磨。

5.1.3量具选择

量具根据相应的尺寸按通用量具→已有量具→外购通用量具→派制专用量具的顺序选择，对于不能直接测量可通过间接计算测量的尺寸按间接计算的尺寸选择量具，对于结构特殊无法设计量具的尺寸，可采用三坐标机测量，对于零件内腔多余物的检查可采用内窥镜检查。

参考文献

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[2]陈杰平. 零件设计和工艺基准选择及尺寸链换算分析[J].机械研究与应用， 2002，15（4）：21-22.endprint