《机械制造技术》课件第4章

第4章机械加工工艺规程设计

4.1概述

4.2工艺规程的制订方法

4.3工艺规程内容设计

4.4数控加工工艺基础

习题

4.1

概述

4.1.1生产过程和生产系统

1.生产过程生产过程是指将原材料转变成为成品的全过程。它包括原材料的运输和保管、生产准备工作、毛坯制造、零件加工和热处理、产品装配、调试、检验以及油漆和包装等。生产过程可以由一个工厂完成，也可以由多个工厂联合完成。

2.生产系统

生产系统是一个广义概念，是包括制造系统在内的更高一级的系统，囊括了从生产决策、计划管理、制造系统、市场反馈的全过程。

4.1.2工艺过程和工艺规程

1.工艺过程

工艺过程是指改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。它包括毛坯制造工艺过程、热处理工艺过程、机械加工工艺过程、装配工艺过程等。生产过程中，利用机械加工方法直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和表面质量使之变为成品的过程，称为机械加工工艺过程。例如，切削加工、磨削加工、特种加工、精密和超精密加工等都属于机械加工工艺过程。

2.工艺规程

工艺规程是指规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。它是制造过程的纪律性文件。根据生产过程工艺性质的不同，有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理以及装配等不同的工艺规程，其中规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程。

4.1.3工艺过程的组成

无论是哪一种工艺过程，都是按一定的顺序逐步进行的。为了便于组织生产，合理使用设备和劳力，以确保产品质量和提高生产效率，任何一种工艺过程又可划分为一系列工序。

机械加工工艺过程是由一个或若干个工序所组成的。每一个工序又可依次分为安装、工位、工步和走刀。

1.工序

工序是指一个或一组工人在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序是工艺过程的基本组成部分，是制订生产计划和进行成本核算的基本单元。

划分工序的主要依据是工作地点（或机床）是否改变和加工是否连续。这里所说的连续是指该工序的全部工作要不间断地连续完成。

一个工序的内容由被加工零件结构的复杂程度、加工要求及生产类型来决定。同样的加工内容，可以有不同的工序安排。例如，加工如图4-1所示的阶梯轴，不同生产类型的工序划分见表4-1和表4-2。

图4-1阶梯轴零件简图

表4-1阶梯轴工艺过程（单件小批生产）

表4-2阶梯轴工艺过程（大批大量生产）

2.安装

工件经一次装夹后所完成的那一部分工序称为安装。在一道工序中，工件可能需装夹一次或多次才能完成加工。如表4-1所示的工序1中，工件在一次装夹后还需要三次掉头装夹，才能完成全部工序内容，所以该工序有四次安装。

工件在加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹，就会增加装夹的时间，还会增加装夹误差。

3.工位

工位是指为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。如图4-2所示,在多工位组合机床上加工∅25H7孔的例子，它利用机床的回转工作台，使工件能在六个工位上依次进行装卸工件、预钻孔、钻孔、扩孔、粗铰孔和精铰孔工作。本工序由六个工位组成。

图4-2多工位加工

4.工步

在加工表面不变和加工工具不变的情况下，所连续完成的那一部分工序称为工步。工步是构成工序的基本单元，一个工序可以只包括一个工步，也可以包括几个工步。对于那些连续进行的若干个相同的工步，生产中常视为一个工步，如图4-3所示零件上钻6×∅20mm孔，可视为一个工步；采用复合刀具或多刀同时加工的工步，可视为一个复合工步，如图4-4所示。

图4-3六个表面相同的工步

图4-4复合工步

5.走刀

在一个工步中，有时材料层要分几次去除，则每切去一层材料称为一次走刀。一个工步包括一次或几次走刀。

4.1.4生产纲领和生产类型

1.生产纲领

生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和生产进度的计划。机器产品中某零件的生产纲领除了预计的年生产计划数量以外，还要包括一定的备品率和平均废品率，所以机器零件的生产纲领可按下式计算：

N=Q×n（1+α%+β%）

式中,N—零件的生产纲领(件/年)；Q—产品的年产量(台/年)；n—每台产品中含该零件的数量(件/台)；α%—备品率；β%—废品率。机器零件的生产纲领确定之后，就要根据生产车间的具体情况按一定期限分批投入生产。一次投入或产生同一产品（或零件）的数量称为生产批量。

2.生产类型

生产类型是企业生产专业化程度的分类，一般分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。

1）单件生产

单件生产是指单个生产不同结构和尺寸的产品，很少重复或不重复。如重型机器的制造、新产品的试制等都属于单件生产。

2）成批生产

成批生产是指产品周期性成批投入生产。其中又可按批量的大小和产品特征分为小批生产、中批生产和大批生产三种。

3）大量生产

大量生产是指同一产品的生产数量很大，每一个工作地用重复的工序加工产品。

生产类型决定于生产纲领，但亦与产品的大小和结构的复杂程度有关。生产类型与生产纲领的关系请参见表4-3。生产类型不同，则无论是在生产组织、生产管理、车间机床布置，还是在毛坯制造方法、机床种类、加工工具、加工制造或装配方法、工人技术要求等方面均有所不同，它们各自的工艺特征见表4-4。

表4-3

生产类型的划分

表4-4各种生产类型的工艺特点

表4-4各种生产类型的工艺特点

4.2

工艺规程的制订方法

4.2.1工艺规程的作用及文件格式

1.工艺规程的主要作用工艺规程的作用主要体现在以下三个方面：

1）工艺规程是指导生产的主要技术性文件生产的计划、调度只有根据工艺规程来安排,才能保持各个生产环节之间的相互协调，才能按计划完成生产任务；工人的操作和产品质量的检查只有按照工艺规程进行，才能保证加工质量、提高生产效率和降低生产成本。生产实践表明，不按照工艺规程进行生产，往往会引起产品质量下降，生产效率降低，其至使生产陷入混乱状态。

2）工艺规程是组织和管理生产的依据

产品在投入生产以前要作大量的生产准备工作，如原材料和毛坯的供应、机床的准备和调整、专用工艺装备的设计与制造以及人员的配备等，都要以工艺规程为依据进行安排。

3）工艺规程是新建和扩建制造厂（或车间）的基本资料

在新建和扩建工厂（或车间）时，确定生产所需机床的种类和数量，布置机床，确定车间和工厂的面积，确定生产工人的工种、等级、数量以及各个辅助部门的安排等都是以工艺规程为依据进行的。

2.工艺文件格式

常用的工艺文件有以下三种：

1）机械加工工艺过程卡片

机械加工工艺过程卡片是以工序为单位，简要说明零部件的加工过程的一种工艺文件，见表4-5。这种卡片一般用作指导单件小批生产的零件的生产依据，同时也是生产管理文件。

2）机械加工工艺卡片

机械加工工艺卡片以工序为单元，详细说明零件在某一工艺阶段中的工序号、工序名称、工序内容、工艺参数、操作要求以及采用的设备和工艺装备等，广泛用于中批生产。见表4-6。

3）机械加工工序卡片

机械加工工序卡片是在工艺过程卡或工艺卡的基础上，按每道工序编制的一种工艺文件，一般具有工序简图，并详细说明该工序的每一个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等，是大批大量生产和中批复杂或重要零件生产的必备工艺文件。见表4-7。

4.2.2制订工艺规程的原则

制订工艺规程的基本原则是：所制订的工艺规程，能在一定的生产条件下，在保证产品质量的前提下，以最快的速度、最少的劳动量和最低的费用，可靠地加工出符合要求的零件。在制订工艺规程时，应尽量做到技术上先进，经济上合理，并具有良好的劳动条件。

4.2.3制订工艺规程的原始资料

在制订零件的机械加工工艺规程时，必须具备下列原始资料:

(1)产品的整套装配图和零件的工作图。

(2)产品的生产纲领。

(3)毛坯的生产情况。

(4)本厂现有的生产条件和发展前景。

(5)国内外先进工艺及生产技术。

4.2.4制订工艺规程的步骤

在掌握上述原始资料的基础上，机械加工工艺规程设计的步骤主要是：

(1)分析零件图和产品的装配图。

(2)选择毛坯。

(3)选择定位基准。

(4)拟定工艺路线。

(5)确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。

(6)确定各工序的切削用量和时间定额。

(7)确定各工序的设备、刀具、夹具、量具和辅助工具。

(8)确定各主要工序的技术要求及检验方法。

(9)填写工艺文件。

4.2.5制订工艺规程应注意的几个问题

1.分析零件的各项技术要求，提出必要的改进意见

零件的技术要求包括：①加工表面的尺寸精度；②加工表面的形状精度；③主要加工表面之间的相互位置精度；④加工表面的粗糙度及其它表面的质量要求；⑤热处理及其它要求。

分析产品的装配图和零件的工作图，其目的是熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确被加工零件在产品中的位置和作用，进而了解零件上各项技术要求制订的依据，找出主要技术要求和加工关键，以便在拟订工艺规程时采取适当的工艺措施加以保证。在此基础上，还可对图纸的完整性、技术要求的合理性以及材料选择是否恰当等方面问题提出必要的改进意见。如图4-5所示的汽车板弹簧和弹簧吊耳内侧面的表面粗糙度，可由原设计的Ra3.2μm改为Ra25μm，这样就可以在铣削加工时增大进给量，以提高生产效率。又如图4-6所示的方头销零件，其方头部分要求淬硬到HRC55～60，其销轴∅8k6上有一个∅2H7的孔，系在装配时配做,零件材料为T8A。小孔2H7因是配做，不能预先加工好，若采用T8A材料淬火，由于零件长度仅为15mm，淬硬头部时势必全部都被淬硬，造成2H7小孔很难加工。若将该零件材料改为20Cr，可局部渗碳，在小孔∅2H7处镀铜保护，则零件的加工就没有什么困难了。

图4-5汽车钢板弹簧吊耳

图4-6方头销

2.分析零件结构工艺性，提出修改和改进意见

零件的结构工艺性的好坏对其工艺过程影响非常大，结构不同、使用性能相同的两个零件，它们在制造成本上就可能会有很大差别。良好的结构工艺性，就是指在满足使用性能要求的前提下，能够以较高的生产率和最低的成本而方便地加工出来。零件结构工艺性审查是一项复杂而细致的工作，要凭借丰富的实践经验和理论知识。

零件的结构工艺性除了要满足使用性能要求之外，还应满足以下一些要求：

（1）在装配方面：要使产品装配周期最短，劳动量最小，且容易保证装配质量。

（2）在毛坯制造方面：铸造毛坯应便于造型，零件壁厚应大体均匀，不应有尖边、尖角；锻造毛坯的形状应尽量简单，亦不应有尖边、尖角，模锻件应易于出模等。

（3）在加工方面：应便于加工和减少工时，即应尽量简化零件结构形状、尽量减少加工面数量和加工面面积。有时还要考虑有便于安装的工作表面。表4-8中列出零件结构工艺性对比的一些实例。

表4-8零件结构工艺性对比

表4-8零件结构工艺性对比表4-8零件结构工艺性对比4.2.6机械加工的生产率与经济性分析

1.时间定额的组成

时间定额就是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。合理的时间定额能促进工人生产技术和熟练程度的不断提高，调动广大工人的积极性。时间定额是安排生产计划、核算生产成本的重要依据，也是新建或扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。

1.时间定额的组成

时间定额就是在一定生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。合理的时间定额能促进工人生产技术和熟练程度的不断提高，调动广大工人的积极性。时间定额是安排生产计划、核算生产成本的重要依据，也是新建或扩建工厂（或车间）时计算设备和工人数量的依据。

完成一个工件的一个工序的时间称为单件时间T，它由下列部分组成：

（1）基本时间T基。直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等的工艺过程所消耗的时间称为基本时间。它包括刀具的切入和切出时间。

（2）辅助时间T辅。为实现工艺过程所必须进行的各种辅助动作所消耗的时间称为辅助时间。如装卸工件、开停机床、改变切削用量、测量工件等所消耗的时间。

基本时间和辅助时间的总和称为作业时间T作，它是直接用于制造产品或零部件消耗的时间。

（3）布置工作地时间T布。为使加工正常进行，工人照管工作地（如更换刀具、润滑机床、清理切屑、收拾工具等）所消耗的时间称为布置工作地时间。

T布很难精确估计，一般按作业时间T作的百分数α%（约2%～7%）来估算。

（4）休息和生理需要时间T休。该时间是指工人在工作班时间内为恢复体力和满足生理上的需要所消耗的时间。其也按作业时间的百分数β%（一般取2%）来计算。

以上时间的总和称为单件时间：

T单件=T基+T辅+T布+T休=(T基+T辅)

（5）准备终结时间T准终。该时间是指工人为了生产一批产品或零部件，进行准备和结束工作所消耗的时间，如熟悉工艺文件、领取毛坯、安装刀具和夹具、调整机床以及在加工一批零件终结后所需要拆下和归还工艺装备、发送成品等所消耗的时间。

准备终结时间对一批零件只需要一次，零件批量N越大，分摊到每个零件上的准备终结时间就越小。为此，成批生产时的单件时间定额为：

在大量生产中，每个工作地完成固定的一个工序，不需要准备终结时间，所以其单件时间定额为：

2.提高机械加工生产率的工艺措施

1）缩减单件时间定额

缩减单件时间定额即缩短时间定额中各组成部分时间，尤其要缩短其中占比重较大部分的时间。如在通用设备上进行零件的单件小批生产中，辅助时间占有较大比重。而在大批大量生产中，基本时间所占的比重较大。

（1）缩减基本时间。

①提高切削用量。提高切削用量，对机床的承受能力，刀具的耐用度都提出了很高的要求，要求机床刚度好，功率大，采用优质刀具材料。目前，硬质合金车刀的切削速度可达100～300m/min，陶瓷刀具的切削速度可达100～400m/min，有的甚至高达750m/min，近年来出现的聚晶金刚石和聚晶立方氯化硼新型刀具材料其切削速度高达600～1200m/min，并能加工淬硬钢。

②减小切削长度。在切削加工时，可以采用多刀加工、多件加工的方法减小切削长度。如图4-7和图4-8所示。

图4-7多刀加工

图4-8多件加工

（2）缩减辅助时间。

①采用先进高效夹具。在大批大量生产中，采用气动、液动、电磁等高效夹具，在中、小批量中采用成组工艺、成组夹具、组合夹具都能减少找正和装卸工件的时间。

②采用多工位连续加工方法，使用回转工作台和转位夹具，在不影响切削的情况下装卸工件，使辅助时间与基本时间重合或大部分重合。

③采用在线检测的方法控制加工过程中的尺寸，使测量时间与基本时间重合，可大大减少停机测量工件的时间。

（3）缩减布置工作地时间。减少布置工作地时间，可在减少更换刀具和调整刀具的时间方面采取措施。例如，提高刀具或砂轮的耐用度；采用各种快速换刀、自动换刀装置，刀具微装置等方法，都能有效缩减换刀时间。

（4）缩减准备终结时间。扩大零件的批量和减少调整机床、刀具和夹具的时间。在中、小批生产中，产品经常更换，由于批量小，使准备终结时间在单件时间定额中占有较大的比重。同时，批量小又限制了高效设备和高效装备的应用。因此，扩大批量是缩短准备终结时间的有效途径。目前，采用成组技术，尽量使零部件通用化、标准化、系列化，以增加零件的生产批量。

2）采用先进工艺方法

采用先进工艺方法是提高劳动生产率的另一有效途径，主要有以下几种方法。

（1）采用先进的毛坯制造新工艺。采用精铸、精锻、粉末冶金、压力铸造和快速成型等新工艺，不仅能提高生产率，而且毛坯的表面质量和精度也能得到明显改善。

（2）采用特种加工方法。对一些特殊性能材料和一些复杂型面，采用特种加工能极大地提高生产率。如用线切割加工冲模等。

3）进行高效、自动化加工

随着机械制造中属于大批大量生产产品种类的减少，多品种中、小批量生产将成为机械加工工业的主流，成组技术、计算机辅助工艺规程、数控加工、柔性制造系统与计算机集成制造系统等现代制造技术，不仅适应了多品种中、小批量生产的特点，而且能大大地提高生产率，是机械制造业的发展趋势。

2.工艺规程的经济成本分析

一般情况下，制订机械加工工艺规程时，满足同一质量要求的加工方案有很多种，但经济性必定不同。要选择技术上较先进，经济上又合理的工艺方案，势必要在给定的条件下从技术和经济两方面对不同方案进行分析、比较、评价。

1）工艺成本

制造一个零件（或一个产品）所必需的一切费用的总和称为生产成本。它可分为两大类费用：一类是与工艺过程直接有关的费用，称工艺成本，约占生产成本的70%～75%（通常包括毛坯或原材料费用，生产工人工资，机床设备的使用及折旧费,工艺装备的折旧费，维修费及车间或企业的管理费等）；另一类是与工艺过程无直接关系的费用（如行政人员的工资、厂房的折旧费，取暖、照明、运输等费用），在相同的生产条件下，无论采用何种工艺方案，这类费用大体是不变的，所以在进行工艺方案的技术经济分析时不考虑，只需分析工艺成本。

（1）工艺成本包括两部分：

①可变费用V（元／件）——与零件年产量直接有关的费用。它包括：毛坯材料及制造费、操作工人工资、通用机床折旧费和修理费、通用工艺装备的折旧费和修理费，以及机床电费等。

②不变费用S（元／年）——与零件年产量无直接关系，不随年产量的变化而变化的费用。它包括：专用机床和专用工艺装备的折旧费和修理费，调整工人的工资等。

（2）工艺成本的计算

零件加工的全年工艺成本E为：E=NV+S

元／年

式中,V——可变费用(元／件);

N——年产量(件／年)；

S——全年的不变费用(元／年)。单件工艺成本Ed为：

Ed=V+S／N

元／件

2）工艺成本与年产量的关系

图4-9及图4-10分别表示全年工艺成本及单件工艺成本与年产量的关系。从图中可看出，全年工艺成本E与年产量呈线性关系，说明全年工艺成本的变化量ΔE与年产量的变化量ΔN成正比；单件工艺成本Ed与年产量呈双曲线关系，说明单件工艺成本Ed随年产量N的增大而减少，各处的变化率不同，其极限值接近可变费用N。

图4-9全年工艺成本与年产量的关系

图4-10单件工艺成本与年产量的关系

3.不同工艺方案经济性比较

(1)若两种工艺方案基本投资相近，或都采用现有设备，则可以比较其工艺成本。

①如果两种工艺方案只有少数工序不同，则可比较其单件工艺成本。当年产量N为一定时，有

方案Ⅰ：

方案Ⅱ：

当Ed1＞Ed2时，方案Ⅱ的经济性好。Ed值小的方案经济性好，如图4-11所示。

②当两种工艺方案有较多的工艺不同时，可对该零件的全年工艺成本进行比较，两方案全年工艺成本分别为：

方案Ⅰ：E1=NV1+S1

方案Ⅱ：E2=NV2+S2

则E值小的方案经济性好，如图4-12所示。

图4-11两种方案单件工艺成本比较

图4-12两种方案全年工艺成本比较

由此可知，各方案的经济性好坏与零件年产量有关，当两种方案的工艺成本相同时的年产量称为临界产量Nk。即

E1=E2NkV1+C1=NkV2+C2

故

(2）若两种工艺方案的基本投资相差较大，则应考虑不同方案的基本投资差额的回收期限τ。

若方案1采用价格较贵的高效机床及工艺装备，其基本投资K1必然较大，但工艺成本E1则较低；方案2采用价格便宜、生产率较低的一般机床和工艺设备，其基本投资K2较小，但工艺成本E2则较高。方案1较低的工艺成本是增加了投资的结果。这时如果仅比较其工艺成本的高低是不全面的，而是应该同时考虑两种方案基本投资的回收期限。所谓投资回收期,是指一种方案比另一种方案多耗费的投资由工艺成本的降低所需的回收时间，常用τ表示。显然τ越小，经济性越好；

τ越大，则经济性越差，且τ应小于基本投资设备的使用年限，小于国家规定的标准回收年限，小于市场预测对该产品的需求年限。它可由下式计算：

式中，τ——回收期限(年)；

ΔK——两种方案基本投资的差额(元)；

ΔE——全年工艺成本的差额(元/年)。

4.2.7计算机辅助工艺规程编制

1.派生法

派生法是根据成组技术的原理将零件划分为相似零件族，按零件族编制出标准工艺过程，并以文件的形式储存在计算机中。当为一个新零件设计工艺规程时，从计算机中检索出标准工艺文件，然后经过一定的编辑和修改就可得到新的工艺规程。因此，派生法又称为经验法、样件法或检索法。

2.创成法

创成法是利用各种工艺决策定出的逻辑按规定的算法自动地生成工艺规程，其特点是自动化程度高，计算机按决策逻辑和优化公式来制订工艺文件，还可与CAD或自动绘图系统连接，无需人工干预。这种方法就是让计算机模仿工艺人员的逻辑思维能力，自动地进行各种决策，选择零件的加工方法，安排工艺路线，选定机床、刀具、夹具，计算切削参数和加工时间、加工成本以及对工艺过程进行优化等。人的任务仅在于监督计算机的工作，并在计算机决策过程中做一些简单问题的处理，对中间结果进行判断和评估等。

4.3工艺规程内容设计

4.3.1毛坯的确定

1.毛坯种类毛坯的选择直接影响毛坯的制造工艺和费用及零件机械加工工艺、生产率与经济性。故正确选择毛坯具有重大的技术经济意义。零件常用毛坯的种类和其特点见表4-9。

表4-9

各类毛坯的特点及应用范围

表4-9

各类毛坯的特点及应用范围

2.选择毛坯应考虑的因素

选择毛坯时，应全面考虑以下因素：

(1）应考虑零件的材料和机械性能要求，铸铁和有色金属件只能铸造,重要的钢件应选用锻件。

(2）应考虑零件结构形状和尺寸大小。例如，形状复杂和薄壁的毛坯，一般不能采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，往往不能采用模锻、压铸和精铸。对某些外形较特殊的小零件，往往采用较精密的毛坯制造方法，如压铸、熔模铸造等，以最大限度地减少机械加工量。

(3）应该考虑生产规模的大小。它在很大程度上决定采用毛坯制造方法的经济性。如生产批量较大，便可采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，这样，虽然一次投资较高，但均分到每个毛坯上的成本就较少。单件小批生产时则应选用木模手工造型或自由锻造。

(4）应从本厂的现有设备和技术水平出发考虑加工的可能性和经济性。

(5）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的可能性。为节约材料和能源，采用少切屑、无切屑的毛坯制造方法，如精铸、精锻、冷轧、冷挤压等,可大大减少机械加工量甚至不需要加工，大大提高经济效益。

4.3.2工艺路线的拟定

1.表面加工方法的选择

无论结构多么复杂的零件，它们都是由若干个最为简单的几何表面（如外圆、孔、平面等）组成的。根据这些表面的加工要求和零件的结构特点可选用相应的加工方法。选用加工方法时，还要考虑到现有加工方法的改进和发展、新加工方法的推广使用以及毛坯制造新技术的发展等。

具有一定技术要求的加工表面一般都不是只用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几次加工才能逐步达到精度要求。而达到同一精度要求所采用的加工方法也是多种多样的。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的具体条件，先选定它的最终加工方法，然后再逐一选定各有关前道工序的加工方法。选定主要表面的加工方法以后，再选定次要表面的加工方法。各种加工方法可能达到的经济精度和表面粗糙度，可参阅第6、7、8章主要表面的加工方案选择的有关内容。

在选定各表面的加工方法之后，需要进一步确定这些加工方法在工艺路线中的顺序及位置，这与加工阶段的划分有关。

2.加工阶段的划分

工件的加工质量要求较高时，应划分加工阶段。按工序性质的不同，可划分如下几个阶段：

1）粗加工阶段

此阶段的主要任务是切除加工面上的大部分余量，提高生产率，所能达到的加工精度和表面质量都比较低。

2）半精加工阶段

此阶段要减小主要表面粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度，并完成次要表面的加工，为精加工做好准备。

3）精加工阶段

此阶段的主要任务是使各主要表面达到图纸要求。

4）光整加工阶段

对于加工质量要求特别高的表面，要采用光整加工，但一般不用于纠正几何形状和相互位置误差。

划分加工阶段的原因是：

1）保证加工质量

在粗加工阶段，加工余量大，切削力和切削热都比较大，所需的夹紧力也大，因而工件会产生较大的弹性变形和热变形。此外，在加工表面切除一层金属后，残存在工件中的内应力要重新分布，也会使工件变形。如果工艺过程不划分阶段，把各个表面的粗、精加工工序混在一起交错进行，那么，安排在前面的精加工工序的加工效果，必然会被后续的粗加工工序所破坏，这是不合理的。加工过程划分阶段以后，粗加工工序造成的加工误差，可通过半精加工和精加工予以修正，使加工质量得到保证。

2）有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理

粗加工各表面后，由于切除了各加工表面的大部分余量，可及早发现毛坯的缺陷（如气孔、砂眼、裂纹和余量不够等），以便及时处理。

3）便于合理使用设备

粗加工采用刚性好，效率高而精度低的机床，精加工采用精度高的机床，这样可充分发挥机床的性能，延长使用寿命。

4）便于安排热处理工序和检验工序

如在粗加工阶段之后一般安排去应力的热处理，在精加工前安排最终热处理。热处理产生的变形可以通过精加工予以消除。

应当指出，将工艺过程划分成几个阶段是对整个加工过程而言的，不能拘泥于某一表面的加工或某一工序的性质来判断。划分加工阶段也并不是绝对的。对于刚性好、加工精度要求不高或余量不大的工件，可在一次安装下完成全部粗加工和精加工。为减少夹紧变形对加工精度的影响，可在粗加工后松开夹紧机构，然后用较小的夹紧力重新夹紧工件，继续进行精加工，这对提高加工精度有利。

3.工艺顺序的安排

复杂工件的机械加工工艺路线要经过切削加工、热处理和辅助工序，如何将这些工序安排在一个合理的加工顺序中，生产中已总结出一些指导性的原则，现分述如下。

1）切削加工工序顺序的安排原则

（1）先粗后精。一个零件的切削加工过程,总是先进行粗加工再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。这有利于加工误差和表面缺陷层的逐步消除从而逐步提高零件的加工精度与表面质量。

（2）先主后次。零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工，而次要表面（指键槽、螺孔等）可在主要表面加工到一定精度之后、最终精度加工之前进行。

（3）先面后孔。对于箱体、支架、连杆拨叉等一般机器零件，平面所占轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，因此其工艺过程总是选择平面作为定位精基准，先加工平面，再加工孔。此外，在加工过的平面上钻孔不易产生孔轴线的偏斜，较易保证孔距尺寸。

（4）先基准后其他。作为精基准的表面要首先加工出来。例如，轴类零件加工中采用中心孔作为统一基准，因此每个加工阶段开始，总是先钻中心孔、修研中心孔。

2）热处理工序的安排

热处理的目的在于改变材料的性能和消除内应力，它可分为：

（1）预备热处理。预备热处理的目的是改善切削性能，为最终热处理作好准备和消除内应力，如正火、退火和时效处理等。正火、退火的目的是消除内应力，改善加工性能以及为最终热处理作准备，一般安排在粗加工之前进行。时效处理是以消除内应力，减少工件变形为目的，一般安排在粗加工之后进行，对于精密零件要进行多次时效处理。调质处理可消除内应用，改善加工性能并能获得较好的综合力学性能，对性能要求不高的零件，亦可作为最终热处理。（2）最终热处理。最终热处理的目的是提高材料的力学性能，如调质、淬火、渗碳淬火、液体碳氮共渗和渗氮等，都属于最终热处理，应安排在精加工前后进行。变形较大的热处理，如渗碳淬火应安排在精加工后、磨削前进行，以便在精加工磨削时纠正热处理的变形，调质也应安排在精加工前进行。变形较小的热处理如渗氮等，应安排在精加工后进行。

3）辅助工序的安排

辅助工序的种类较多，包括检验、去毛刺、清洗、防锈、去磁等。辅助工序也是工艺规程的重要组成部分。

检验工序是主要的辅助工序，它对保证质量、防止产生废品起到重要作用。除了工序中自检外，还需要在下列情况下单独安排检验工序：

①重要工序前后。

②送往外车间加工前后。

③全部工序加工完后。

切削加工之后应安排去毛刺处理，未去净的毛刺将影响装夹精度、测量精度、装配精度以及工人安全。

工件在进入装配之前，一般应安排清洗，例如，研磨后没清洗过的工件会带入残存的砂粒，加剧工件在使用中的磨损；用磁力夹紧的工件没有安排去磁工序，会使带有磁性的工件进入装配线，影响装配质量。

4.工序集中与工序分散

确定加工方法以后，就要按生产类型和工厂（或车间）的具体条件确定工艺过程的工序数。确定工序数有两种截然不同的原则，一是工序集中原则，就是使每个工序所包括的工作尽量多些，使许多工作组成一个复杂的工序，最大限度的工序集中就是在一个工序内完成工件所有面的加工；二是工序分散原则，就是使每个工序所包括的工作尽量少些，最大限度的工序分散就是某个工序只包括一个简单工步。

工序集中原则的特点是：

(1）有利于采用高效专用机床和工艺装备，生产效率高。

(2）安装次数少，不但缩短了辅助时间，而且在一次安装下所加工的各个表面之间还容易保持较高的位置精度。

(3）工序数目少,设备数量少，可相应减少操作工人人数和生产面积。

(4）由于采用比较复杂的专用设备和专用工艺装备，生产准备工作量大，调整费时，对产品更新的适应性差。

工序分散原则的特点是：

(1）机床、刀具、夹具等结构简单，调整方便。

(2）生产准备工作量小，改变生产对象容易，生产适应性好。

(3）可以选用最合理的切削用量。

(4）工序数目多，设备数量多，相应地增加了操作工人人数和生产面积。

工序集中和工序分散各有特点，必须根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件确定。一般，在大批大量生产中，宜用多刀、多轴等高效机床和专用机床，按工序集中原则组织工艺过程，也可按工序分散原则组织工艺过程。后者特别适合于加工尺寸较小、形状比较简单的零件，例如轴承制造厂加工轴承外圆、内圈等。

在成批生产中，既可按工序分散原则组织工艺过程，也可采用多刀半自动车床和六角车床等高效通用机床按工序集中原则组织工艺过程。

在单件小批生产中，多用工序集中原则组织工艺过程。

4.3.3加工余量的确定

1.加工余量的基本概念

加工余量是指在加工过程中，从被加工表面上切除的金属层厚度。加工余量分工序余量和加工总余量（毛坯余量）两种：相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量；毛坯尺寸与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量（毛坯余量），其值等于各工序的工序余量总和。两者的关系如下：式中,Z总——加工总余量;

Zi——第i道工序的工序余量;

n——该表面总共加工的工序数目。

由于加工表面的形状不同，加工余量又可分为单边余量和双边余量两种。如平面加工，加工余量为单边余量，即实际切除的金属层厚度。如图4-13所示，可以表示为：

Zi=li-1-li式中,Zi——本道工序的工序余量；li——本道工序的工序尺寸；li-1——上道工序的工序尺寸。

图4-13单边余量又如轴和孔等回转面的加工，加工余量为双边余量，即实际切除的金属层厚度为加工余量的一半，如图4-14所示。

对于外圆表面（图4-14(a)）：2Zi=di-1-di

对于内圆表面（图4-14(b)）：2Zi=Di-Di-1

式中，Zi——本道工序的工序余量；di、Di——本道工序的工序尺寸；di-1、Di-1——上道工序的工序尺寸。

图4-14双边余量

由于毛坯制造和各工序尺寸都有公差，因而加工余量也必然在某一公差范围内变化。其公差大小等于本道工序工序尺寸公差与上道工序工序尺寸公差之和。

设Zmax、Zmin分别为最大工序余量与最小工序余量，Tz为工序余量的公差，Ta及Tb分别为上道工序及本道工序的尺寸公差，则有

Tz=Zmax-Zmin=Tb+Ta由此可以看出：余量公差等于上道工序与本道工序的工序尺寸公差之和。工序尺寸公差带的布置，一般采用“单向入体”原则。即，对于被包容面（轴类）尺寸，公差标成上偏差为零，下偏差为负；对于包容面（孔类）尺寸，公差标成上偏差为正，下偏差为零；对于孔中心距尺寸和毛坯尺寸的公差带一般都取双向对称公差。

2.影响加工余量的因素

影响加工余量的因素主要有：

（1）上道工序的表面质量（包括表面粗糙度Ha和表面破坏层深度Sa）。

（2）前道工序的工序尺寸公差（Ta）。

（3）前道工序的位置误差（ρa）。

（4）本道工序工件的安装误差（εb）。

因此，本道工序的加工余量必须满足下式：

用于双边余量时：

Z≥2(Ha+Sa)+Ta+2|ρa+εb|

用于单边余量时：

Z≥Ha+Sa+Ta+|ρa+εb|

因ρa、εb是空间误差，方向不一定相同，所以应取矢量合成的绝对值。

3.加工余量的确定方法

加工余量的大小，对零件的加工质量和生产率以及经济性均有较大的影响。余量过大将增加金属材料、动力、刀具和劳动量的消耗，并使切削力增大而引起工件的变形较大。反之，余量过小则不能保证零件的加工质量。确定加工余量的基本原则是在保证加工质量的前提下尽量减少加工余量。目前，工厂中确定加工余量的方法一般有三种，①经验估计法，这种方法不够准确，为了保证不出废品，余量总是偏大，多用于单件小批生产；②查表法，这种方法应用比较广泛；③分析计算法，这种方法是在了解和分析影响加工余量基本因素的基础上，加以综合计算来确定余量的大小，计算较复杂，很少采用。

4.3.4工序尺寸及其公差的确定

计算工序尺寸和标注公差是制定工艺规程的主要工作之一。工序尺寸是指某工序加工应达到的尺寸，其公差是按各种加工方法的经济精度选定。工序尺寸要根据已确定的余量及定位基准的转换情况进行计算，可以归纳为以下三种情况：

①某一表面需要进行多次加工所形成的工序尺寸。它是指加工该表面的各道工序定位基准相同，并与设计基准重合，只需考虑各工序的加工余量。

②当定位基准和测量基准不重合时进行尺寸换算所形成的工序尺寸。

③从尚需继续加工的表面标注尺寸，即基准不重合以及要保证留给一定的加工余量所进行的尺寸换算。

1.尺寸链和工艺尺寸链的概念

尺寸链是互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合。工艺尺寸是根据加工的需要，在工艺附图或工艺规程中所给出的尺寸。由此可知，工艺尺寸链是在加工过程中由各有关工艺尺寸所组成的尺寸链。

例如，图4-15所示的轴套，依次加工尺寸A1和A2，则尺寸A0就随之而定。因此这三个相互联系的尺寸A1

、A2

、A0就构成了一条工艺尺寸链。其中，尺寸A1和A2是在加工过程中直接获得的，尺寸A0是间接保证的。

图4-15尺寸链图

由例题可知，尺寸链由以下几部分组成:

（1）环。列入尺寸链中的每一尺寸简称为环，环可分为封闭环和组成环。

（2）封闭环。封闭环是零件加工或装配过程中最后自然形成（间接获得或间接保证）的那个尺寸，如图4-15中的尺寸A0。一个尺寸链只有一个封闭环。由于封闭环是尺寸链中最后获得的尺寸，因而封闭环的实际尺寸要受到尺寸链中其它尺寸的影响，应用尺寸链进行分析计算时，若封闭环判断错误，则全部分析计算结论必然是错误的。

（3）组成环。尺寸链中除封闭环以外的其他各环称为组成环。它是在加工或装配过程中直接得到的尺寸。如图4-15中的尺寸A1、A2。根据对封闭环的影响性质，组成环可分为增环和减环两类。

（4）增环。在其他组成环不变的条件下，若某一组成环的尺寸增大(或减小)，封闭环的尺寸也随之增大(或减小)，则该组成环称为增环，如图4-15中的尺寸A1。

（5）减环。在其他组成环不变的条件下，若某一组成环的尺寸增大(或减小)，封闭环的尺寸随之减小(或增大)，则该组成环称为减环，如图4-15中的尺寸A2。

由以上概念可知工艺尺寸链有以下特征：

(1)封闭性。工艺尺寸彼此首尾连接构成封闭图形。

(2)关联性。封闭环随所有组成环的变动而变动。

2.工艺尺寸链的建立

在应用尺寸链原理来作分析计算时，为了能清楚地表示各环之间的相互关系，常常将相互联系的尺寸组合从零件图的具体结构中单独抽出，绘成尺寸链图（如图4-15(b)所示），此图可不按严格比例画出，但应保持各环原有的连接关系，同一个尺寸链中的各环以同一个字母来表示，例如A1，A2，A3,…,A0等。

绘制尺寸链图时，可先画出封闭环，再沿着封闭环的一端尺寸界限依次找出各组成环，直至回到封闭环的另一端尺寸界限。需注意：所建立的尺寸链必须使组成环数量最小，这样更容易满足封闭环的精度或者使各组成环的加工更容易、更经济。

3.工艺尺寸链的计算公式

工艺尺寸链的计算方法有两种，即极值法和概率法，目前在生产中广泛采用极值法，其基本计算方法如下。

（1）封闭环的基本尺寸。封闭环的基本尺寸等于所有增环的基本尺寸之和减去所有减环的基本尺寸之和。即

封闭环的最小极限尺寸等于所有增环的最小极限尺寸之和减去所有减环的最大极限尺寸之和。即（2）封闭环的极限尺寸。封闭环的最大极限尺寸等于所有增环的最大极限尺寸之和减去所有减环的最小极限尺寸之和。即

（3）封闭环的上下偏差。封闭环的上偏差等于所有增环的上偏差之和减去所有减环的下偏差之和。即

封闭环的下偏差等于所有增环的下偏差之和减去所有减环的上偏差之和。即

（4）封闭环的公差计算。封闭环的公差等于所有组成环的公差之和。即

4.工艺尺寸链的计算举例

1）同一基准对同一表面进行多次加工的工序尺寸及公差的确定

针对这种情况我们可以按如下步骤计算：

①确定各加工工序的加工余量。

②从终加工工序开始，即从设计尺寸开始，到第一道加工工序，逐次加上每道加工工序余量，可分别得到各工序基本尺寸（包括毛坯尺寸）。

③除终加工工序以外，其他各加工工序按各自所采用加工方法的加工经济精度确定工序尺寸公差（终加工工序的公差由设计要求确定）。

④填写工序尺寸并按“入体原则”进行标注工序尺寸公差。

【例1】某轴直径为∅50mm，其尺寸精度要求为IT5级，表面粗糙度要求为Ra0.04μm，并要求高频淬火，毛坯为锻件。其工艺路线为：粗车—半精车—高频淬火—粗磨—精磨—研磨。

根据有关手册查出各工序间余量和所能达到的加工经济精度，计算各工序基本尺寸和偏差，然后即可写出工序尺寸，见表4-10。

表4-10工序尺寸及偏差

2）基准不重合时的工序尺寸计算

(1)定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算。当采用调整法加工一批零件，若所选的定位基准与设计基准不重合时，那么该加工表面的设计尺寸就不能由加工直接得到。这时，就需进行有关的工序尺寸计算以保证设计尺寸的精度要求，并将计算的工序尺寸标注在该工序的工序图上。

【例2】如图4-16(a)所示的零件，尺寸600-0.12mm已经保证，现以1面定位用调整法精铣2面，试标出工序尺寸。

解当以1面定位加工2面时，将按工序尺寸A2进行加工，设计尺寸A0＝25+0.220mm是本工序间接保证的尺寸，为封闭环，其尺寸链如图4-16(b)所示。则尺寸A2的计算如下：

求基本尺寸：

25＝60-A2

则

A2＝35mm求上偏差：

0=-0.12-ESA2ESA2=-0.12mm则求下偏差：

+0.22=0-EIA2则EIA2=-0.22mm则工序尺寸

图4-16定位基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算

(2)测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算。在加工或检查零件的某个表面时，有时不便按设计基准直接进行测量，就要选择另外一个合适的表面作为测量基准，以间接保证设计尺寸，因此，需要进行有关工序尺寸的计算。

【例3】如图4-17(a)所示的套筒零件，两端面已加工完毕，加工孔底面C时，要保证尺寸160-0.35mm；因该尺寸不便测量，试标出测量尺寸。

图4-17测量基准与设计基准不重合时的工序尺寸计算

解由于孔的深度可以用深度游标卡测量，因而尺寸160-0.35mm可以通过尺寸A＝600-0.17mm和孔深尺寸A2间接计算出来，列出尺寸链如图4-17(b)所示。尺寸160-0.35mm显然是封闭环。

求基本尺寸：

16＝60-A2

则

A2＝44mm求上偏差：

-0.35=-0.17-ESA2

则

ESA2=+0.18mm求下偏差：

0=0-EIA2

则

EIA2=0mm则测量尺寸

通过分析以上计算结果，可以发现，由于基准不重合而进行尺寸换算，将带来两个问题：

①提高了组成环尺寸的测量精度要求和加工精度要求。如果能按原设计尺寸进行测量，则测量公差和加工时的公差为0.35mm，换算后的测量尺寸公差为0.18mm，按此尺寸加工使加工公差减小了0.17mm，从而提高了测量和加工的难度。

②假废品问题。在测量零件尺寸A2时，如A的尺寸在600-0.17mm之间，A2尺寸在44+0.180mm之间，则A0必在160-0.35mm之间，零件为合格品。但是，如果A2的实测尺寸超出44+0.180mm的范围，假设偏大或偏小0.17mm，即为44.35mm或43.83mm，从工序上看，此件应报废。但如将此零件的尺寸A再测量一下，只要尺寸A也相应为最大60mm或最小59.83mm，则算得A2的尺寸相应为（60-44.35）mm=15.65mm和（59.83-43.83）mm＝16mm，零件实际上仍为合格品，这就是工序上报废而产品仍合格的所谓“假废品”问题。由此可见，只要实测尺寸的超差量小于另一组成环的公差值时，就有可能出现假废品。为了避免将实际合格的零件报废而造成浪费，对换算后的测量尺寸（或工序尺寸）超差的零件，应重新测量其他组成环的尺寸，再计算出封闭环的尺寸，以判断工件是否为废品。

3）从尚待继续加工的表面上标注的工序尺寸计算

【例4】图4-18所示为齿轮内孔的局部简图，孔径设计尺寸为∅40+0.050mm,键槽深度设计尺寸为43.6+0.340mm，其加工顺序如下:

图4-18键槽加工时工序尺寸计算

①镗内孔至∅39.6+0.10mm；

②插键槽至尺寸A；

③热处理，淬火；

④磨内孔至∅40+0.050mm。

试确定插键槽的工序尺寸A。

解先列出尺寸链如图4-18(b)所示。要注意的是，当有直径尺寸时，一般应考虑用半径尺寸来列尺寸链。因最后工序是直接保证∅40+0.050mm，间接保证43.6+0.340mm，故43.6+0.340mm为封闭环，尺寸A和20+0.0250mm为增环，19.8+0.050

为减环。利用基本公式计算如下：

求基本尺寸：

43.6=A+20-19.8则

A=43.4mm求上偏差：

+0.34=ESA+0.025-0则

ESA=+0.315mm求下偏差：

0=EIA+0-0.05则

按入体原则标注为： 。

4）为了保证应有的渗氮或渗碳层深度的工序尺寸计算

有些零件的表面要求渗氮或渗碳，在零件图上还规定了渗层厚度，这就要求计算有关的工序尺寸以确定渗氮或渗碳的渗层厚度，从而保证零件图所规定的渗层厚度。

【例5】图4-19所示为某零件内孔，材料为38CrMoAlA，孔径为∅145+0.040mm，内孔表面需要渗氮，渗氮层深度为0.3～0.5mm。其加工过程为：

①磨内孔至∅144.76+0.040mm；

②渗氮，深度t1；

③磨内孔至∅145+0.040mm,并保留渗层深度t0=0.3～0.5mm。

试求渗氮时的深度t1

。

图4-19保证渗氮层深度的尺寸计算

解在孔的半径方向上画尺寸链如图4-19(d)所示，显然t0＝0.3+0.20是间接获得，为封闭环。t１的求解如下：

求基本尺寸：

0.3=72.38＋t1－72.5则

t1=0.42mm求上偏差：

+0.2=+0.02＋ESt1－0则

ESt1=+0.18mm求下偏差：

0=0＋EＩt1＋0－0.02则

EIt1=+0.02mm则

，即渗层深度为0.44～0.6mm。

5）电镀零件的工序尺寸计算

有些零件的表面需要电镀（镀铬、镀钢或镀锌等），亦规定有一定的镀层厚度，为此要计算有关的工序尺寸。这里有两种情况：一是电镀后无需加工就能达到设计要求，二是电镀后需经加工才能达到设计要求。这两种情况所属工艺尺寸链的封闭环是不相同的。第一种情况，电镀后的零件尺寸决定于电镀前的尺寸和镀层厚度尺寸，故电镀后零件的设计尺寸是封闭环；第二种情况则与前述渗氮相同，即加工后所保留的镀层厚度为封闭环。

【例6】如图4-20(a)所示的轴套零件，外表面镀铬，其镀层厚度δ＝0.025～0.04mm。其加工过程为：车—磨—镀铬。镀铬前磨削工序的工序尺寸及其公差计算如下：

画出工艺尺寸链简图（如图4-20(b)所示）。图中A0为封闭环（即设计尺寸），A1（即磨削的工序尺寸）和2δ（直径上的镀层厚度）为组成环。计算得到：

图4-20轴类零件图

4.3.5工艺卡片的填写

根据所选定或计算的结果将零件的加工工艺规程的内容填入到三类工艺卡片中去，便形成指导生产的主要技术文件。具体的应用我们将在后续的内容中针对典型零件作详细的介绍。

4.4数控加工工艺基础

4.4.1基本概念数控加工工艺是以机械制造中的工艺基础理论为基础，结合数控机床的特点，综合运用各方面的知识解决面临的数控加工中的工艺问题。数控加工工艺的内容包括金属切削加工工艺的基本知识和基本理论、金属切削刀具、典型零件的加工及工艺分析等。在数控机床上加工零件与在普通机床上加工零件所涉及的工艺问题大致相同，处理方法也无太大区别，都是首先要对被加工零件进行工艺分析和处理，然后根据工艺装备（车床、夹具、刀具等）的特点拟定出合理的工艺方案，最后编制出零件加工的工艺规程或加工程序。

4.4.2基本内容

数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。主要内容包括：

(1）选择并确定零件的数控加工内容。

(2）对零件图纸进行数控加工的工艺分析。

(3）选择加工用数控机床的类型。

(4）工具、夹具的选择和调整设计。

(5）工序、工步的设计。

(6）加工轨迹的计算和优化。

(7）加工程序的编写、校验与修改。

(8）首件试加工与现场问题处理。

(9）数控加工工艺技术文件的定型与归档。

4.4.3基本特点

1.数控加工工艺内容要求具体详细

由于数控加工的自动化程度高，在零件的加工过程中一般不需要人工干预，因此在普通机床上加工时原本由操作工人在加工中灵活掌握，并可通过适时调整来处理的许多工艺问题，在数控加工时就必须事先具体详细设计和安排。如：刀具尺寸、加工余量、切削用量、走刀路线、工序内的工步安排等，在普通机床加工可以由操作者自行决定，而数控加工必须预先确定好上述参数并编入数控加工程序中。因此，数控加工工艺的内容要求非常具体详细。

2.数控加工工艺设计要求更严密、精确

数控机床虽然自动化程度较高，但自适应性差，它不能像普通机床在加工时可以根据加工过程中出现的问题比较自由地进行人为调整。如数控机床在攻螺纹时，它就不知道孔中是否已挤满切屑，是否需要退一下刀，或先清理一下切屑再继续加工，这些必须事先由工艺员精心考虑，否则可能会导致严重的后果。又如普通机床加工零件时，通常是经过多次“测量—调整进刀量—加工”过程来满足零件的精度要求，而数控加工过程是严格按程序规定的尺寸进给的，因此在对零件图进行数学处理和计算时，都要力求准确无误。在实际工作中，出于一个小数点或一个逗号的差错而酿成重大机床事故和质量事故的例子屡见不鲜。因此，数控加工工艺设计要求更加严谨、准确。

4.4.4特殊要求

数控加工工艺有以下特殊要求：

(1)数控机床较普通机床的刚度要高，所配备的刀具质量也较好，因而在同等情况下，所采用的切削用量通常要比普通车床大，加工效率也较高。因此，选择切削用量时，要充分考虑这些特点。

(2)由于数控机床的功能复合化程度越来越高，因此，工序相对集中是现代数控加工工艺的特点。

(3)由于数控机床加工的零件比较复杂，因此，在装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。

(4)首件试加工也是数控加工工艺的重要内容。

4.4.5数控加工工艺设计的基本原则

1.数控加工零件图的工艺性分析

在确定数控加工零件和加工内容后，根据所了解的数控机床的性能及实际工作经验，需要对零件图进行工艺性分析，以减少后续编程和加工中可能出现的失误。工艺性分析主要包括两个方面：其一，检查零件图的完整性和正确性，包括对轮廓零件，检查构成轮廓各几何元素的尺寸或相互关系（例如相切、相交、平行、垂直和同心等）；检查零件图上各