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半加工后，除重要表面外，其他表面均已達到設計尺寸。重要表面僅剩精加工余量，這時在齒部等安排局部淬火處理，使之達到設計的硬度要求，保證這些表面耐磨性。而后續的精加工工序可以消除淬火變形。

機加工順序的安排根據基面先行，先粗后精，先主后次的原則進行。對齒輪軸一般零件是準備好中心孔后，先加工外圓，再加工其他部分，并注意粗、精加工分開進行。在齒輪軸加工工藝中，以熱處理為標志，調質處理前為粗加工，淬火處理前為半精加工，淬火后為精加工。這樣把各階段分開后，保證了主要表面的精加工最后進行，不致因其他表面加工時的應力影響主要表面精度。

在安排齒輪軸工序的次序時，還應注意以下幾點。
(1)該軸的齒形粗加工應安排在齒輪軸各外圓完成半精加工之后，因為作為齒輪軸來講，齒形加工是該零件加工中工作量比較大、加工難度也比較大的加工內容，其加工位置適當放后一些，可提高定位基準的定位高度，而齒形精加工應安排在該零件各外圓等表面全部加工好后進行，從而消除齒形局部淬火產生的熱處理變形。
(2)外圓表面的加工順序應先加工大直徑外圓，然后加工小直徑外圓，以免一開始就降低工件的剛度。
(3)齒輪軸上的鍵槽等次要表面的加工一般應安排在外圓精車或粗磨之后、精磨外圓前進行。如果在精車前就銑車鍵槽，一方面，在精車前，由于斷續切削而產生振動，既影響加工質量又容易損壞刀具；另一方面，鍵槽的尺寸要求也難以保證。這些表面加工也不宜安排在主要表面精磨后進行，以免破壞主要表面精度。