没有合理的工序分类，就做不好工装设计.docx

一个零件的加工面往往有数十个，这些表面都有各自的加工精度要求，而工序分类则是高效加工的前提，下面以样品工件——离合器箱为例，对工序分类过程进行说明。

在卧式加工中心中其加工图如下所示，首先需要明确记录加工所需的部位及剖面。

利用此样品工件，根据工序分类的各项内容进行设计。

理解工件形状

首先一般需要以二维图纸为基础想象出工件的立体形状及大小。图中样品工件大致的形状尺寸为：312mm*290mm*125mm。经验丰富的夹具设计工程师往往能根据二维知晓工件的立体形状。

根据二维规则制作的工件图转化为三维立体形状，会更容易进行后续工序分类。

加工面数量的确认

接下来确认加工处和总共需要加工几个面，以此确定工件加工时最少需要几个工序。比如立式加工中心1个工序只能加工1个面。卧式加工中心每次能以90°为一个面，1个工序内最多能加工4个面。

加工处利用红色进行标识：

本工件需要加工6个面，所以判断就算使用卧式加工中心，也需要2个工序以上完成加工。接下来，需要找出需要较高加工精度的地方。

各面加工精度的分析

同一个加工面上尺寸公差与几何公差是根据机床精度加工的，不影响工序分类。所以只需要把握在不同加工面上相关的尺寸公差和几何公差。根据上述条件进行筛选后，标记图中需要分工序加工的精度。

42处需要加工精度的尺寸公差和几何公差中，需要分工序加工的仅上图标记的几个公差。根据加工的“精度能成立的关联性”，分辨需要同时加工的点为哪几个。

??????????

让我们来详细看一下红色标记的公差。首先需要确定基准位置为哪一个面，此产品图纸上的公差记号有A、B、C3种。正面图的右侧图上，记录了A和B的基准面。

基准A面是侧面图所示蓝色的面，为正面图的正前方的这个面。

基准B面是正面图中心线，孔之间连接的面。

这个基准B面与基准A面的垂直度的几何公差为0.02。

此精度的加工可以在正面加工的同时，在同一个工序内加工，所以精度保证没有问题。那么只需要寻找相对于基准A、B面的几何公差。下图为剖面图D-D的放大图。

在这个视角中，几何公差都集中在此，分别一个个检查。首先为了方便理解，先标识出基准A、B面。

横向方向的沉头孔面与基准A面的垂直度为0.02。

基准C面，有横向的加工孔。

这个基准C面的孔与基准A面的平行度为0.02。

此外，相对于基准C面，基准B面的垂直度为0.02。

另外，基准C面与对面孔的同轴度为0.02。

综上即可以判断基准A、B面的加工和基准C面横向的孔位加工，能够在同一个工序内加工的话，可以更容易完成精度要求。

结合上述内容，正式进行工序分类，以需要在同一工序中加工的3个面作为最终工序。

把精度要求最高的加工部位作为最终工序的理由：

不会再因为后续加工，导致加工变形；

以前置工序加工过的部位作为基准，工件可以在更为稳定的状态进行下一步加工，加工精度更容易达标。

根据加工中心情况确定工序划分

卧式加工中心可以每次以90°为单位旋转，所以最多可以加工4个面。工件立起来加工时，底面接触面积小且高度比较高，所以立起来加工的时候并不稳定。另外，需加工面积占比较大，夹具配置空间自然而然会缩小，所以在夹具设计上有很多限制。

此工件需加工6个面，至少需要2个工序，所以考虑第1第2工序各需要加工3个面。6个面通过2个工序进行加工，红色箭头为施加加工的方向。

此工件实际采用2个工序加工，工装在设计时就会联想到双面立柱进行加工。在考虑工序分类的同时，需要同步考虑夹紧器和支撑的配置方式，再结合工序分类的4项内容顺序进行工序的分类，这样设计工装就会变得更简单。

工序分类中其他影响精度的要素

首先是垂直相交的深孔的加工顺序。例如下图上的孔位，需要先把Ar加工后再加工B和C。如果先加工B和C的话，B孔处就有可能发生变形的情况。

此样品工件，也有类似下图标识的和上图情况一样的垂直相交的深孔。

这2个垂直孔可以在同一工序中加工，不影响工序分类，但是需要考虑加工顺序。此后，可以利用特殊刀具，减少工序数量。例如下图所示的背向镗孔加工的方法也能列入考虑范围之中。

通过背向镗孔和背向铣面，与正面加工为同一方向，可以有效缩减工序的数量。设计最佳工序分类时，把握工具的使用情况是至关重要的。一般情况下如果工序越少，减少工装拆卸次数的话，加工精度就会越高。而内部应力比较大的工件，则需要特殊加工以除去残余应力。

加工拉引材料等产品时，有可能加工会破坏内部应力的平衡导致加工变形。为了消除制造原材料时的残留应力，可以采用放置一段时间的自然时效法和对材料进行热处理的热时效法，来消除残余应力。也可根据材料情况，也有在进行正式加工前，对素材进行释放应力的预加工，再进行正式加工的情况。