机械加工工艺设计
一、机械零件概述
1. 零件的分类
零件按其结构一般可分为六类：轴类 、盘套类 、支架箱体类 、六面体类、机身机座类和特殊类
选择零件时以轴类 、盘套类 、支架类零件为主。（比较常见）
2．零件表面构成
1）零件表面构成 ：三种基本表面
① 回转面：圆柱面、圆锥面、回转成形面等
② 平面：大平面、端面、环面等
③ 成形面：渐开线齿面、螺旋面等
3．零件表面成形方法
（１）成形法：被加工工件的廓形是刀具的刃形（或者刃形的投影）“复印”出来的。
（２）包络法：被加工工件的廓形是切削刃在切削运动过程中，连续位置的包络线。
4．零件的材料
零件常用材料：
碳素结构钢Q235A 、优质碳素结构钢(35 、45) 、合金结构钢（40Cr ）
铸钢(ZG570)、 铸铁(HT150、HT200)
有色金属及其合金等。
标注在标题栏中
５．零件的热处理
• 常见零件的热处理方法：退火、正火、淬火、回火、调质、时效等。
• 在技术要求中给出
45常用：轴类
调质220—240HBS
表面淬火，硬度HRC40—50
６．零件的加工质量
零件的加工质量包括：加工精度和表面质量两个方面。
零件的加工精度是指零件在加工后的实际几何参数（尺寸、形状和位置）与理想几何参数的符合程度。零件的加工精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度。
表面质量主要指表面粗糙度。
产品图纸中分别用尺寸公差、形状公差、位置公差、表面粗糙度来表示。
（１）尺寸精度
指的是零件的直径、长度、表面间距离等尺寸的实际数值与理想数值的接近程度。尺寸精度是用尺寸公差来控制的。尺寸公差是切削加工中零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。
国标GB/T1800.1-1997规定尺寸精度的标准公差等级分为20级，分别为IT01，IT0，IT1，IT2，…，IT18，其中IT01的公差最小，尺寸精度最高。
尺寸精度愈高，零件的工艺过程愈复杂，加工成本也愈高。
不同的加工方法，可以达到不同的尺寸公差等级。
（２）形状精度
形状精度是指加工后零件上的线、面的实际形状与理想形状的符合程度。
评定形状精度的项目有直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度等6项(GB/T1182-1996)。
形状精度是用形状公差来控制的。各项形状公差，除圆度、圆柱度分13个精度等级(0~12)外，其余均分为12个精度等级。1级最高，12级最低。
（３）位置精度
指加工后零件上的点、线、面的实际位置与理想位置的符合程度。评定位置精度的项目有平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动等8项(GB/T1182-1996)。位置精度是用位置公差来控制的。各项目的位置公差亦分为12个精度等级。
（4）表面粗糙度
在切削加工中，由于振动、刀痕以及刀具与工件之间的摩擦，在工件已加工表面不可避免地留下一些微小峰谷。
零件表面上这些微小峰谷的高低程度称为表面粗糙度，也称微观不平度。
常用的是轮廓算术平均偏差Ra 评定。GB/T1031-1995规定Ra 值14级，从100，50，25，12.5，
6.3，3.2，1.60，0.8，。。。，0.12。另外还有补充系列值。
表面粗糙度符号：Ra
表面粗糙度单位：μm
不同的加工方法可以达到不同的表面粗糙度。
（5）公差与配合
尺寸公差（简称公差）：允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值。
轴用小定字母，如h7 、js6 、g6 、m7
孔用大写字母。如H7 、H6
配合：基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系。分为间隙配合、过盈配合、过渡配合。
确定配合关系，然后可查手册确定公差值。
7．零件设计注意事项
（1）标注尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度。
（2）技术要求：轴类零件应有热处理（调质、淬火）要求，其它类可没有热处理要求。
（3）材料牌号。
（4）按制图标准画零件图，图纸一般A4或A3。
二、机械加工工艺设计
1、机械加工工艺过程基本知识
（1）工艺过程
在产品的生产过程中，与原材料变为成品有直接关系的过程称为工艺过程。例如，铸造、锻造、焊接和零件的机械加工等。
（2）机械加工工艺过程
在工艺过程中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和性能使之变为成品的工艺过程，称为机械加工工艺过程。
（3）机械加工工艺过程的组成
机械加工工艺过程是由若干个顺次工序组成的，通过这些不同的工序把毛坯加工成合格的零件。
（4）工序
一个(或一组) 工人，在一台机床上(或一个工作地点) ，对一个(或同时几个) 工件连续加工所完成的那一部分机械加工工艺过程。
这里必须注意，构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序内的工作是连续完成的。
2、机械加工工艺规程
（1）机械加工工艺规程
机械加工工艺规程(简称工艺规程) 是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。
（2）工艺规程的内容
工艺路线；
各工序加工的内容、要求；
所采用的机床、工艺装备；
工件的检验项目、检验方法；
切削用量、工时定额等。
工艺路线是指产品或零部件在生产过程中由毛坯准备到成品包装入库经过企业各有关部门或工序的先后顺序。
工艺装备(简称工装) 是产品制造过程中所用的各种工具的总称。它包括刀具、夹具、模具、量具、检验工具及辅助工具等。
（3）工艺规程的格式
机械加工工艺规程主要有机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片两种基本形式。 机械加工工艺过程卡是以工序为单位简要说明零件加工过程的一种工艺文件。一般适用于单件小批生产。（零件加工的流向）
制定合理的零件加工工艺过程：
首先要掌握目前有哪些可供选用的加工方法，并能够针对零件的具体要求较合理地选用。 其次还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。
3、制定工艺规程的步骤
1) 分析产品的零件图与装配图，分析零件图的加工要求、结构工艺性，检验图样的完整性；
2) 根据零件的生产纲领确定生产类型；
3) 选择毛坯；
4) 确定单个表面的加工方法；
5) 选择定位基准，确定零件的加工路线；
6) 确定各工序所用的设备及工艺装备；
7) 计算加工余量、工序尺寸及公差；
8) 确定切削用量，估算工时定额；
9) 填写工艺文件。
4、生产类型
在制定机械加工工艺规程时，一般按照零件的生产纲领，把零件划分为三种生产类型。
5、典型机械零件毛坯的选用
毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。
（1）常用的毛坯类型
各种轧制型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以及注塑成形件等。（联合加工）
（2）典型机械零件毛坯的选用
轴类、盘套类和机架箱体类三大类
装有齿轮和轴承的轴，多采用锻件毛坯，也可采用圆钢
其轴颈处要求有较高的综合力学性能，常选用中碳调质钢；如45
承受重载或冲击载荷，以及要求耐磨性较高的轴多选用合金结构钢，40Cr
盘套类毛坯的选择
常见的有齿轮、带轮、飞轮、手轮、法兰、联轴器、套环、垫圈、轴承座等。
齿轮选用中碳结构钢；承受较大冲击载荷的重要齿轮选用合金渗碳钢；其毛坯均采用型材经锻造而成。
带轮、飞轮、手轮等受力不大或以受压为主的零件通常采用灰铸铁件毛坯，也可采用低碳钢焊接件毛坯。
法兰、套环、垫圈等零件可采用铸铁件、锻件或圆钢做毛坯；厚度小（
●机架箱体类零件的毛坯选择
常见有各种机械设备的机身、机架、底座、横梁、工作台、减速器箱体、箱盖、轴承座、阀体、泵体等。
一般多选用铸铁件毛坯；
对受力较大，且较复杂的零件应采用铸钢件毛坯；
单件小批量生产时也可采用焊接件毛坯。
优质碳素结构钢(35 、45) 、合金结构钢（40Cr ）、 铸钢(ZG570)、 铸铁(HT150、HT200)
6、常见表面的加工方法
零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。
(1)常用加工方法
零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。（五大类机床）
车削加工：各种回转表面。如外圆、内圆、螺纹
钻削加工：孔
铣削加工：平面、沟槽（键槽、螺旋槽）
刨削加工：平面、V 型槽
磨削加工：外圆、内圆、锥面、平面
此处还有镗削加工、拉削加工、光整加工、特种加工
(2)加工阶段的划分
根据零件表面质量要求不同，通常将表面加工划分为以下几个阶段。
1) 粗加工阶段 主要任务是切除各加工表面上大部分余量。
2) 半精加工阶段 任务是减小精加工留下的误差，为主要表面的精加工做好准备，并完成一些次
要表面的加工。
3) 精加工阶段 任务是保证各主要表面达到图样规定要求。
（3）零件加工遵循下述原则：
①粗、精加工分开。为了保证零件的加工质量，提高生产效率和经济效益，以达到各自不同的目的和要求。
②零件的加工，一般不是在一台机床上用一种工艺方法就可完成，往往需要几种加工方法互相配合，经过一定的工艺过程才能逐步地完成零件表面的加工。
③若一种表面可采用不同的加工方法进行加工的话，那么就生产的具体条件而言，其中必有一种加工方法是最合适的。
（4）外圆面常用加工方案
外圆是组成轴类和盘套类等零件的主要表面或辅助表面。
外圆表面加工最常用的方法有：车削、磨削
①车削类：用于加工中等精度的盘、套、短轴销类零件的外圆表面；有色金属件的外圆；零件结构不宜磨削的外圆表面（如止口外圆）
粗车[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精车[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]
（4）外圆面常用加工方案
②车磨类：用于加工除有色金属件以外的结构形状适宜磨削而精度又高的各类零件上的外圆表面，尤其是要求淬火处理的外圆表面。
粗车[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→淬火（按需）→粗磨[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]→精磨[IT6～IT5，Ra0.4～0.2um]
（5）内圆表面（孔）常用加工方案
内圆(即孔) 表面是组成机械零件的基本表面，尤其是盘套类和支架箱体类零件，孔是重要表面之一。
孔的加工常用的方法有：
钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔、拉孔、磨孔
①车（镗）类：用于加工除淬硬钢件以外孔径D>15的各种金属件上的孔。
钻孔/粗车或粗镗[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车或半精镗[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精车或精镗[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]
②车（镗）磨类：用于加工淬硬和不淬硬钢件的孔，除有色金属件以外的轴、盘套类金属件上的高精度孔。
钻孔/粗车或粗镗[IT12～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车或半精镗[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→淬火（按需） →粗磨[IT8～IT7，Ra1.6～0.8um]→精磨[IT7～IT6，Ra0.4～0.2um]
（6）平面的加工方案
平面是盘形、板形、箱体类零件的主要表面。
平面的加工方法常见的有：
铣削、刨削、车削、磨削。其中铣、刨、磨为主要的加工方法。
①铣（刨）类：用于加工除淬硬件以外各种零件上中等精度的平面。铣削适宜各种批量，刨削适宜单件小批生产和维修工作。
粗铣或粗刨[IT13～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精铣或半精刨[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精铣或精刨[IT8～IT7，Ra3.2～1.6um]
（6）平面的加工方案
②铣（刨）磨类：用于加工除有色金属件以外的各种零件上精度较高、Ra 值较小的平面。 粗铣或粗刨[IT13～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精铣或半精刨[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→淬火（按需） →粗磨[IT8～IT7，Ra1.6～0.4um]→精磨[IT7～IT6，Ra0.4～0.2um]
③车削类：多用于加工轴、盘、套等零件上的端平面和台阶面。
粗车[IT13～IT11，Ra25～12.5um]→调质（按需）→半精车[IT10～IT9，Ra6.3～3.2um]→精车[IT8～IT7，Ra3.2～1.6um]
（7）螺纹加工
螺纹的加工方法
切削加工--车螺纹、铣螺纹、磨螺纹、攻螺纹、套螺纹；
无切削加工--搓螺纹、滚螺纹；
①车螺纹：粗糙度可达3.2~0.8；9~4级
②攻螺纹：粗糙度可达6.3~1.6；8~6级
③套螺纹：粗糙度可达3.2~1.6；8~6级
标注示例：如内螺纹M12—6H ，外螺纹M12—6g 。
7、定位基准的选择
基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
基准根据其功能的不同可分为设计基准和工艺基准。
工艺基准是工艺过程中所采用的基准。
工艺基准又可分为：
1）定位基准 2）测量基准
3）装配基准 4）工序基准
设计基准
设计基准是设计图样上所采用的基准，是标注设计尺寸或位置公差的起点。
定位基准
是加工中用作定位的基准
在零件的加工过程中，每一道工序都有定位基准的选择问题。对保证零件的加工精度，合理安排加工顺序都有着决定性的作用，因此是制定工艺过程的一个重要问题。
1) 粗基准选择的原则
在机械加工工艺过程中，第一道工序所用的基准总是粗基准 。影响以后各加工表面加工余量的分配；不加工表面与加工表面间的尺寸、相互位置。
选择重要表面为粗基准
选择不加工表面为粗基准
选择加工余量最小的表面为粗基准
选择平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准
粗基准在同一加工尺寸方向上只能使用一次
2) 精基准选择的原则
选择精基准时，应重点考虑所选用的精基准应有利于保证加工精度，并使加工过程操作方便。
(1)基准重合的原则
即尽量选用被加工表面的设计基准作为精基准，这样可以避免因基准不重合而引起的误差。
(2)基准统一的原则
即尽可能选择统一的精基准来加工工件上的多个表面。
轴类零件，常采用顶尖孔作为统一的基准，加工各外圆表面，这样可以保证各表面之间有较高的同轴度；
一般箱体常用一大平面和两个距离较远的孔作为精基准；
8、工艺路线的拟定
主要任务：
表面加工方法的选择 ，
加工顺序 的安排，
整个工艺过程中工序的数量 。
1) 表面加工方法的选择
零件的加工，实质上就是这些简单几何表面(外圆柱面、孔、平面或成形表面) 加工的组合。因此，在拟定零件的加工工艺路线时，首先要确定构成零件各表面的加工方案。
①选择加工方法要能保证加工表面尺寸精度 要求和表面粗糙度 要求
②所选择的加工方法要能保证加工表面的几何形状精度和表面相互位置精度要求。
③选择加工方法要与零件材料加工性 能、热处理 状况相适应。
④选择加工方法要与生产类型（批量） 相适应。
⑤选择加工方法要与本厂现有生产条件 相适应。
2) 加工顺序的安排
加工顺序的安排对保证加工质量，提高生产效率和降低成本都有重要的作用，是拟定工艺路线的关键之一。
切削加工顺序的安排
热处理工序的安排
辅助工序的安排
(1)切削加工顺序的安排
①先粗后精
先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。
(2)热处理工序的安排
加工阶段的划分通常以热处理为界。
(3) 辅助工序的安排
检验工序是保证产品质量的必要措施之一。
一般安排在粗加工完全结束以后，
重要工序加工前后，
零件在车间之间转换时，
零件全部加工结束之后进行。
有时在某些工序之后还应安排一些如去毛刺、清洗、去磁、涂防锈油等辅助工序。
(4)工序的集中与分散(确定工序的原则—数量）
在安排了加工顺序以后，就需将加工表面的各步加工，按不同的加工阶段和加工顺序组合成若干个工序，从而拟定出整个加工路线。
组合成工序时可采用工序集中或工序分散的原则。
工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工的内容多。 工序分散就是将零件的加工分散到很多道工序内完成，每道工序加工的内容少。
9、加工余量的确定
1）加工余量
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。
加工余量可分为总加工余量和工序加工余量(工序余量) 两种。工序余量又可分单边余量和双边余量两种。
(1)在平面上，加工余量为非对称的单边余量。
(2)在回转表面(外圆和孔) 上，加工余量为对称的双边余量，其实际切除的金属层的厚度为加工余量之半。
2) 加工余量的确定
(1)分析计算法
(2)查表修正法 (应用广泛 )
(3)经验估计法
单件小批量生产时，中小型零件常见工序的加工余量为：
• 粗加工余量约为1—1.5mm ；
• 半精加工余量约为0.5—lmm ；
• 高速精车余量约为0.4—0.5mm ； 低速精车余量约为0.1—0.3mm ； 磨削余量约为0.15—0.25mm 。
10、切削用量和工时定额的确定
切削用量：切削速度、进给量、背吃刀量---- 切削三要素。
工时定额：加工一个零件所用时间。
在单件小批生产中
工时定额一般由工艺员确定，
切削用量则一般根据加工者的经验自行确定。
11、机床与工艺装备的选择
1) 机床的选择
成形要求、规格尺寸、机床的精度 、生产率
2) 工艺装备的选择
(1)夹具的选择：单件小批生产，应尽量选用通用夹具
(2)刀具的选择 一般采用通用刀具或标准刀具，必要时也可采用高生产率的刀具。刀具的类型、规格和精度应符合零件的加工要求。
(3)量具的选择 单件小批生产应采用通用量具。
三、典型零件工艺过程分析----实例
（一）轴类零件的加工过程
如图所示传动轴则是轴类零件中使用最多、结构最为典型的一种阶梯轴。现以它为例介绍一般阶梯轴的工艺过程。
传动轴材质为40Cr ，传动轴技术要求为：调质处理HBS220~240；生产数量5件。
1、传动轴零件的主要表面及其技术要求
零件图和装配图分析：
由传动轴图和其装配图可知，传动轴的轴颈M,N 是安装轴承的支承轴颈，也是该轴装入箱体的安装基准。轴中间的外圆P 装有蜗轮，运动可通过蜗杆传给蜗轮，减速后，通过装在轴左端外圆Q 上的齿轮将运动传出。为此，轴颈M,N ，外圆P ，Q 尺寸精度高，公差等级均为IT6。轴肩G ，H ，1的表面粗糙度Ra 值为0. 8um，并且有相互位置精度的要求。
2、加工工艺过程分析
(1)选择毛坯的类型
该轴毛坯为锻件。
(2)主要表面的加工方法
该轴大部分为回转表面，应以车削为主。表面M,N,P,Q 的尺寸公差等级较高，表面粗糙度Ra 值小，车削加工后还需进行磨削。为此这些表面的加工顺序应为：粗车一调质一半精车一磨削。
(3)确定定位基面
该轴的几个主要配合表面和台阶面对基准轴线A-B 均有径向圆跳动和端面圆跳动要求，两端中心孔作为定位精基准面。
传动轴工艺过程卡片
(4）拟定工艺过程
拟定该轴的工艺过程中，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工及热处理要求。要求不高的外圆在半精车时就可加工到规定尺寸，退刀槽、越程槽、倒角和螺纹应在半精车时加工，键槽在半精车后进行划线和铣削，调质处理安排在粗车之后。调质后一定要修研中心孔，以消除热处理变形和氧化皮。磨削之前，一般还应修研一次中心孔，以提高定位精度。
综上所述，该零件的工艺过程卡片见表。
（二）盘套类零件的加工过程
如图所示接盘是盘套类零件，下面以它为例介绍接盘零件的工艺过程。
接盘材质为45钢，接盘技术要求为：调质处理HBS220~240；生产数量10件。
1、接盘零件的主要表面及其技术要求
(1)选择毛坯的类型
该接盘毛坯为锻件。
(2)主要表面的加工方法
该接盘大部分为回转表面，应以车削为主。表面M,N,G,Q 的尺寸公差等级较高，表面粗糙度Ra 值较小，需要进行精车，为此这些表面的加工顺序应为：粗车一调质一半精车一精车。
(3)确定定位基面
该接盘的表面N 对表面M 有较高的同轴度要求。 G,Q 表面对表面M 均有径向圆跳动和端面圆跳动要求，表面M 作为定位精基准面。
(4）拟定工艺过程
拟定该接盘的工艺过程中，在考虑主要表面加工的同时，还要考虑次要表面的加工及热处理要求。要求不高的外圆在半精车时就可加工到规定尺寸，倒角应在半精车时加工，调质处理安排在粗车之后。铣圆弧槽和钻孔安排精车之后。
综上所述，该零件的工艺过程卡片见表。
工艺设计是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。
1. 分析零件图和产品装配图；
2. 对零件图和装配图进行工艺审查；
3. 由今生产纲领研究零件生产类型；
4. 确定毛坯；
5. 拟定工艺路线；
6. 确定各工序所用机床设备和工艺装备(含刀具、夹具、量具、辅具等) ，对需要改装或重新设计的专用工艺装备要提出设计任务书。
7. 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；
8. 确定各工序的技术要求及检验方法；
9. 确定各工序的切削用量和工时定额；
10. 编制工艺文件。
拟订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作。
1、选择定位基准精基准的选择原则
基准重合原则
应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。
统一基准原则
应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系。 例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。
互为基准原则
当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以采用两个加工表面互为基准反复加工的方法。 例如，车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为基准磨主轴锥孔，最后达到图纸上规定的同轴度要求。
自为基准原则
一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为基准 图示为在导轨磨床上磨床身导轨表面，被加工床身1通过楔铁2支承在工作台上，纵向移动工作台时，轻压在被加工导轨面上的百分表指针便给出了被加工导轨面相对于机床导轨的不平行度读数，根据此读数操作工人调整工件1底部的4个楔铁，直至工作台带动工件纵向移动时百分表指针基本不动为止，然后将工件1夹紧在工作台上进行磨削。
粗基准的选择原则
保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则
被加工零件上如有不加工表面应选不加工面作粗基准，这样可以保证不加工表面相对于加工表面具有较为精确的相对位置，表面为不加工表面，为保证镗孔后零件的壁厚均匀，应选表面作粗基准镗孔、车外圆、车端面。当零件上有几个不加工表面时，应选择与加工面相对位置精度要求较高的不加工表面作粗基准。
合理分配加工余量的原则
从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择重要表面作粗基准。 在床身零件中，导轨面是最重要的表面，它不仅精度要求高，而且要求导轨面具有均匀的金相组织和较高的耐磨性。由于在铸造床身时，导轨面是倒扣在砂箱的最底部浇铸成型的，导轨面材料质地致密，砂眼、气孔相对较少，因此要求加工床身时，导轨面的实际切除量要尽可能地小而均匀，故应选导轨面作粗基准加工床身底面，然后再以加工过的床身底面作精基准加工导轨面，此时从导轨面上去除的加工余量可较小而均匀。
床身加工粗基准选择
便于装夹的原则
为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准尽可能平整、光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其它缺陷，并有足够的支承面积。
粗基准一般不得重复使用的原则
在同一尺寸方向上粗基准通常只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间位置误差会相当大，因此，粗基一般不得重复使用。
2、表面加工方法的选择
在选择加工方法时，首先根据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定它的最终工序方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。 同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法所能获得的加工质量、加工时间和所花费的费用却是各不相同的，工程技术人员的任务，就是要根据具体加工条件(生产类型、设备状况、工人的技术水平等) 选用最适当的加工方法，加工出合乎图纸要求的机器零件。具有一定技术要求的加工表面，一般都不是只通过一次加工就能达到图纸要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过多次加工才能逐步达到加工质量要求。 例如，加工一个精度等级为 IT6、表面粗糙度Ra 为0.2μm的钢质外圆表面，其最终工序选用精磨，则其前导工序可分别选为粗车、半精车和粗磨。主要表面的加工方案和加工工序选定之后，再选定次要表面的加工方案和加工工序。
3、加工阶段的划分
粗加工阶段 将零件的加工过程划分为加工阶段的主要目的是：
(1)保证零件加工质量；
(2)有利于及早发现毛坯缺陷并得到及时处理；
(3)有利于合理利用机床设备。
此外，将工件加工划分为几个阶段，还有利于保护精加工过的表面少受磕碰损坏。
半精加工阶段
精加工阶段
光整加工阶段
工序的集中与分散工序集中原则：按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量多些，将许多工序组成一个集中工序，最大限度的工序集中，就是在一个工序内完成工件所有表面的加工。 传统的流水线、自动线生产基本是按工序分散原则组织工艺过程的，这种组织方式可以实现高生产率生产，但对产品改型的适应性较差，转产比较困难。
工序分散原则：按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括的加工内容尽量少些，最大限度的工序分散就是每个工序只包括一个简单工步。
采用数控机床、加工中心按工序集中原则组织工艺过程，生产适应性反而好，转产相对容易，虽然设备的一次性投资较高，但由于有足够的柔性，仍然受到愈来愈多的重视。
工序顺序的安排：机械加工工序的安排 先加工定位基准面，再加工其它表面.
先加工主要表面，后加工次要表面；
先安排粗加工工序，后安排精加工工序；
先加工平面，后加工孔。
热处理工序及表面处理工序的安排：为改善工件材料切削性能安排的热处理工序，例如，退火、正火、调质等，应在切削加工之前进行。 为消除工件内应力安排的热处理工序，例如，人工时效、退火等，最好安排在粗加工阶段之后进行。为了减少运输工作量，对于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前进行。对于机床床身、立柱等结构较为复杂的铸件，在粗加工前后都要进行时效处理(人工时效或自然时效) ，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形产生。为提高工件表面耐磨性、耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排的热处理工序，例如镀铬、镀锌、发兰等，一般都安排在工艺过程最后阶段进行。
其它工序的安排：为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：1) 粗加工全部结束之后；2) 送往外车间加工的前后；3) 工时较长和重要工序的前后；4) 最终加工之后。除了安排几何尺寸检验工序之外，有的零件还要安排探伤、密封、称重、平衡等检验工序。 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，要注意清洗。在用磁力夹紧工件的工序之后，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。
4、机床设备与工艺装备的选择
所选机床设备的尺寸规格应与工件的形体尺寸相适应，精度等级应与本工序加工要求相适应，电机功率应与本工序加工所需功率相适应，机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相适应。工艺装备的选择将直
接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据不同情况适当选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括夹具、刀具、量具和辅具) ；在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用工艺装备。机床设备和工艺装备的选择不仅要考虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有足够的柔性。
零件图上所标注的尺寸公差是零件加工最终所要求达到的尺寸要求，工艺过程中许多中间工序的尺寸公差，必须在设计工艺过程中予以确定。工序尺寸及其公差一般都是通过解算工艺尺寸链确定的，为掌握工艺尺寸链计算规律，这里先介绍尺寸链的概念及尺寸链计算方法，然后再就工序尺寸及其公差的确定方法进行论述。
（一）尺寸链及尺寸链计算公式
1. 尺寸链的定义
在工件加工和机器装配过程中，由相互连接的尺寸形成的封闭尺寸组，称为尺寸链。 工件如先以A 面定位加工C 面，得尺寸A1然后再以A 面定位用调整法加工台阶面B ，得尺寸A2，要求保证B 面与C 面间尺寸A0；A1、A2和A0这三个尺寸构成了一个封闭尺寸组，就成了一个尺寸链。组成尺寸链的每一个尺寸，称为尺寸链的环。尺寸链中凡属间接得到的尺寸称为封闭环，在图b 所示尺寸链中，A0是间接得到的尺寸，它就是图b 所示尺寸链的封闭环。尺寸链中凡属通过加工直接得到的尺寸称为组成环，尺寸链中A1与A2都是通过加工直接得到的尺寸，A1、A2都是尺寸链的组成环。组成环按其对封闭环的影响又可分为增环和减环。当其它组成环的大小不变，若封闭环随着某组成环的增大而增大，则此组成环就称为增环；若封闭环随着某组成环的增大而减小，则此组成环就称为减环；在图b 所示尺寸链中，A1是增环，A2是减环。
2. 尺寸链的分类
按尺寸链在空间分布的位置关系，可分为直线尺寸链、平面尺寸链和空间尺寸链。
3. 尺寸链的计算
尺寸链计算有正计算、反计算和中间计算等三种类型。已知组成环求封闭环的计算方式称作正计算；已知封闭环求各组成环称作反计算；已知封闭环及部分组成环，求其余的一个或几个组成环，称为中间计算。
尺寸链计算有极值法与统计法两种。用极值法解尺寸链是从尺寸链各环均处于极值条件来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。用统计法解尺寸链则是运用概率论理论来求解封闭环尺寸与组成环尺寸之间关系的。
4. 极值法解尺寸链的计算公式 机械制造中的尺寸公差通常用基本尺寸(A)、上偏差(ES)、下偏差(EI)表示，还可以用最大极限尺寸(Amax)与最小极限尺寸(Amin)或基本尺寸(A)、中间偏差(Δ)与公差(T)表示。
（1）封闭环基本尺寸Ao 等于所有增环基本尺寸（Ap ）之和减去所有减环基本尺寸（Aq ）之和，即 式中：m —组成环数； k—增环数；
ξi—第i 组成环的尺寸传递系数，对直线尺寸链而言，增环的ξi＝1，减环的ξi＝－1。
（2）环的极限尺寸 Amax＝A ＋ES Amin＝A －EI
（3）环的极限偏差 ES＝Amax －A EI＝A －Amin
基本尺寸、极限偏差、公差与中间偏差
（4）封闭环的中间偏差
式中：Δi—第i 组成环的中间偏差。
（5）封闭环公差
（6）组成环中间偏差
Δi＝(ESi＋EIi)/2
（7）封闭环极限尺寸
（8）封闭环极限偏差
5. 统计法解直线尺寸链基本计算公式
机械制造中的尺寸分布多数为正态分布，但也有非正态分布，非正态分布又有对称分布与不对称分布。统计法解算尺寸链的基本计算公式除可应用极限法解直线尺寸链的有些基本公式外，尚有以下两个基本计算公式：
（1）封闭环中间偏差
（2）封闭环公差
式中：ei —第i 组成环尺寸分布曲线的不对称系数；
eiTi/2—第i 组成环尺寸分布中心相对于公差带的偏移量；
ko —封闭环的相对分布系数；
ki —第i 组成环的相对分布系数。
不同分布曲线的e 值与k 值
1. 定位基准与设计不重合时工序尺寸公差的计算
2. 一次加工满足多个设计尺寸要求时工序尺寸及其公差的计算
3. 用工艺尺寸图表追迹法计算工序尺寸和余量
sky.net 在制定工艺过程或分析现行工艺时，经常会遇到既有基准不重合得工艺尺寸换算，又有工艺基准的多次转换，还有工序余量变化得影响，整个工艺过程中有着较复杂的基准关系和尺寸关系。为了经济合理地完成零件的加工工艺过程，必须制定一套正确而合理的工艺尺寸。在这种情况下，可以应用上述单个尺寸链来逐个解算，也可以用图表追迹法或称公差表法综合求出。
一个套类零件有关轴向表面的工艺过程是：
工序1. 以大端面A 定位，车小端面D ，保证全长工序尺寸A1±T （A1）/2；车小外圆到B, 保证M 。
工序2. 以小端面D 定位，精车大端面A ，保证全长工序尺寸为A2±T （A2）/2；镗大孔，保证到C 面的孔深工序尺寸为A3±T （A3)/2。
工序3. 以小端面D 定位，磨大端面A ，保证全长尺寸A4＝L 。 [1]