機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)第四章課件

第四章

常見(jiàn)表面加工方案選擇

第一節(jié)常見(jiàn)表面的加工方案

一、外圓加工方案外圓是組成軸類和盤套類零件的主要表面。外圓表面的主要技術(shù)要求有：

（1）尺寸精度外圓表面有直徑、長(zhǎng)度的尺寸公差。在大多數(shù)情況下，直徑尺寸公差等級(jí)較高，而長(zhǎng)度多為未注公差尺寸（常用IT14）。

（2）形狀精度對(duì)要求高的外圓表面，常標(biāo)注圓度、圓柱度等形狀公差。

一、外圓加工方案（3）位置精度主要有與相關(guān)外圓和孔的同軸度公差（或?qū)S線的徑向圓跳動(dòng)公差），與端面的垂直度公差（或?qū)S線的端面圓跳動(dòng)公差）等的要求

（4）表面質(zhì)量主要是表面粗糙度Ra值（單位均為μm）的要求，對(duì)某些需要調(diào)質(zhì)或淬火等處理的零件，還有表面硬度等要求。

一、外圓加工方案加工外圓的切削加工方法有：車削、普通磨削、精密磨削、砂帶磨削、超精加工、研磨和拋光等；特種加工方法有：旋轉(zhuǎn)電火花和超聲波套料等。外圓表面常用加工方案，如圖4-1所示。

圖4-1a外圓表面常用加工方案圖4-1b外圓表面常用加工方案外圓面加工車削加工

下面具體分析各種加工方法的用途：1)車削加工：粗車、半精車、精車(1)粗車加工后:表面尺寸精度為IT12～I(xiàn)T11，粗糙度為Ra=25～12.5μm。

外圓面加工車削加工粗車用途：用于相應(yīng)要求表面的終加工；用于盡快去除毛坯上的大部分加工余量，使之接近工件的形狀和尺寸，為后序加工做準(zhǔn)備。外圓面加工車削加工(2)半精車加工后:表面尺寸精度為IT10～I(xiàn)T9，粗糙度值為Ra=6.3～3.2μm。用途：在粗車的基礎(chǔ)上，用于相應(yīng)要求表面的終加工；作為較高精度外圓表面磨削或精車前的預(yù)加工。外圓面加工車削加工(3)精車加工后:表面尺寸精度為IT8～I(xiàn)T6，粗糙度值為Ra=1.6～0.8μm。用途：在半精車的基礎(chǔ)上，用于較高精度外圓表面的終加工。外圓面加工磨削加工2)磨削加工：粗磨、精磨

(1)粗磨

加工后:表面尺寸精度為IT8～I(xiàn)T7，粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。

用途：在半精車的基礎(chǔ)上，用于較高精度外圓表面的終加工。

外圓面加工磨削加工(2）精磨加工后:表面尺寸精度為IT6～I(xiàn)T5，粗糙度值可達(dá)Ra0.4～0.2μm。用途：在粗磨的基礎(chǔ)上，用于高精度外圓表面的終加工。外圓面加工光整加工3)光整加工：研磨、精密磨削、超精加工、和拋光等加工后:表面尺寸精度在IT5以上，粗糙度達(dá)到Ra=0.1～0.008μm。用途：在精車或精磨的基礎(chǔ)上，用于更高精度外圓表面的終加工。外圓面加工特種加工4)特種加工：旋轉(zhuǎn)電火花加工、超聲波套料加工后:表面尺寸精度可達(dá)到IT6，粗糙度達(dá)到Ra=0.8μm。用途：旋轉(zhuǎn)電火花加工用于導(dǎo)電的高硬度材料加工。超聲波用于高脆高硬的非金屬材料的加工。表外圓表面常用加工方案

方案

加工方法

精度等級(jí)（IT）

表面粗糙度Ra（μm）

工件材質(zhì)1粗車

12～1125～12.5淬硬鋼以外的各種金屬。2粗車—半精車

10～96.3～3.23粗車—半精車—精車

8～61.6～0.84粗車—半精車—精車—研磨

5～級(jí)以上＜0.15粗車—半精車—精車—金剛石車6～50.8～0.2有色金屬表外圓表面常用加工方案續(xù)6粗車—半精車—粗磨

8～71.6～0.8鋼或鑄鐵

7粗車—半精車—粗磨—精磨6～50.8～0.28粗車—半精車—粗磨—精磨—研磨5級(jí)以上＜0.19粗車—半精車—粗磨—精磨—精密磨削5級(jí)以上＜0.210粗車—半精車—粗磨—精磨—超精加工5級(jí)以上＜0.211粗車—半精車—粗磨—精磨—拋光

0.2～0.1一、外圓加工方案盡管圖中列有11種加工方案，似乎很復(fù)雜，但歸納起來(lái)有三類：車削類、車磨類和特種加工類。二、內(nèi)圓加工方案內(nèi)圓（即孔）是組成機(jī)械零件的基本表面，尤其是盤套類和支架箱體類零件，孔是重要表面之一。孔的技術(shù)要求與外圓基本相同，也有尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質(zhì)量等要求。其中位置精度主要是孔與相關(guān)孔和外圓的同軸度公差（或徑向圓跳動(dòng)公差），孔與端面的垂直度公差（或端面圓跳動(dòng)公差）等。

二、內(nèi)圓加工方案內(nèi)圓與外圓相比，有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是孔的類型多。從用途看：有軸和盤套類零件軸線位置的配合孔、支架箱體類零件的軸承支承孔以及各類零件上的銷釘孔、穿螺釘孔、潤(rùn)滑油孔和其他非配合孔等；從尺寸和結(jié)構(gòu)形狀看：有大孔、小孔、微孔、通孔、盲孔、臺(tái)階孔和細(xì)長(zhǎng)孔等；從技術(shù)要求看：有高精度低粗糙度孔、中等精度孔和精度要求較低的孔。

二、內(nèi)圓加工方案二是孔的加工難度大。這是因?yàn)榧庸た椎牡毒呤芸讖较拗?，剛度差，切削時(shí)易產(chǎn)生變形和振動(dòng)，不能采用大的切削用量；又因?yàn)榭准庸r(shí)近似半封閉式切削，散熱和排屑條件極差，刀具磨損快，孔壁易被切屑劃傷。該特點(diǎn)致使孔加工的質(zhì)量不易保證，生產(chǎn)率較低，加工成本較高。

孔的加工方法很多，切削加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、車孔、鏜孔、拉孔、磨孔以及金剛鏜、精密磨削、超精加工、珩磨、研磨和拋光等；

二、內(nèi)圓加工方案特種加工孔的方法有電火花穿孔、超聲波穿孔和激光打孔等?？椎募庸し桨敢埠芏啵瑘D中所列的13種加工方案，可歸納成五類，即車（鏜）類、車（鏜）磨類、鉆擴(kuò)鉸類、拉削類和特種加工類。選用時(shí)要特別注意：適用的批量、孔徑尺寸以及零件的材質(zhì)等因素。最常用的如圖4-2所示。

圖4-2a內(nèi)圓表面常用加工方案圖4-2b內(nèi)圓表面常用加工方案圖4-2c內(nèi)圓表面常用加工方案內(nèi)圓表面加工鉆削加工1)鉆削加工：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔(1)鉆孔加工后:表面尺寸精度為IT12～I(xiàn)T11，粗糙度為Ra=25～12.5μm。用途：在實(shí)體材料上加工孔，用于相應(yīng)要求表面的終加工；鉆孔相當(dāng)于粗加工，為后序加工做準(zhǔn)備。內(nèi)圓表面加工鉆削加工(2)擴(kuò)孔加工后:表面尺寸精度為IT10～I(xiàn)T9，粗糙度Ra=6.3～3.2μm。用途：在鉆孔的基礎(chǔ)上，用于相應(yīng)要求表面的終加工；擴(kuò)孔為孔的半精加工，作為鉸孔的預(yù)加工。內(nèi)圓表面加工鉆削加工(3)鉸孔（分粗鉸和精鉸）粗鉸后:表面尺寸精度為IT8～I(xiàn)T7，粗糙度Ra=1.6～0.8μm；精鉸后:表面尺寸精度為IT7～I(xiàn)T6，粗糙度Ra=0.4～0.2μm。鉸孔用途：鉸孔為孔的精加工，在擴(kuò)孔的基礎(chǔ)上，用于較高精度內(nèi)孔的終加工。鉸孔適宜加工不宜拉削的孔，以及小孔(D＜10～15mm）、細(xì)長(zhǎng)孔(L/D＞5)和定位銷孔。內(nèi)圓表面加工車削和鏜削2)車削和鏜削：車孔、鏜孔車孔和鏜孔在加工精度和表面粗糙度方面效果是一樣的。粗、半精、精加工后的表面尺寸精度和粗糙度同加工外圓一樣。粗加工必須是對(duì)已有的孔進(jìn)行加工，車孔和鏜孔適宜加工直徑較大的孔。內(nèi)圓表面加工磨削加工3)磨削加工：粗磨、精磨(1)粗磨加工后:表面尺寸精度為IT8～I(xiàn)T7，粗糙度為Ra=1.6～0.8μm。用途：在半精車的基礎(chǔ)上，用于較高精度內(nèi)孔的終加工。內(nèi)圓表面加工磨削加工(2）精磨加工后:表面尺寸精度為IT7～I(xiàn)T6，粗糙度可達(dá)Ra=0.4～0.2μm。用途:在粗磨的基礎(chǔ)上，用于高精度內(nèi)孔的終加工。內(nèi)圓表面加工拉孔4)拉孔：粗拉、精拉(1)粗拉:加工后:表面尺寸精度為IT8～I(xiàn)T7，粗糙度為Ra=1.6～0.8μm。用途：在鉆孔或粗車的基礎(chǔ)上，用于較高精度內(nèi)孔的終加工，拉削的孔徑一般為8～100mm，孔的深徑比L/D≤5。內(nèi)圓表面加工拉孔(2)精拉加工后:表面尺寸精度為IT7～I(xiàn)T6，粗糙度可達(dá)Ra0.8～0.4μm。用途：在粗拉的基礎(chǔ)上，用于高精度內(nèi)孔的終加工。內(nèi)圓表面加工5)光整加工：研磨、精密磨削、超精加工和珩磨等加工后:表面尺寸精度在IT5以上，粗糙度達(dá)到Ra=0.1～0.008μm。用途：在精車或精磨的基礎(chǔ)上，用于更高精度內(nèi)孔的終加工。內(nèi)圓表面加工6)特種加工：電火花穿孔、超聲波穿孔、激光打孔等。加工后:表面尺寸精度可達(dá)到IT6，粗糙度達(dá)到Ra=0.8μm。用途：電火花穿孔用于導(dǎo)電的高硬度材料加工；超聲波穿孔用于高脆高硬的非金屬材料的加工；激光打孔可加工各種材料。表內(nèi)圓表面常用加工方案

方案加

工

方

法精度等級(jí)（IT）表面粗糙度Ra（μm）

工件材質(zhì)1鉆12～1125～12.5未淬硬鋼和鑄鐵2鉆—鉸9～83.2～1.63鉆—粗鉸—精鉸8～71.6～0.84鉆—擴(kuò)11～1012.5～6.3未淬硬鋼和鑄鐵5鉆—擴(kuò)—鉸9～83.2～1.66鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸8～71.6～0.87鉆—（擴(kuò)）—拉（或推）

9～81.6～0.1非淬硬鋼表內(nèi)圓表面常用加工方案續(xù)8鉆或粗車或粗鏜12～1125～12.5未淬硬鋼和鑄鐵9鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜（擴(kuò)）10～96.3～3.210鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜（擴(kuò)）—精車或精鏜（鉸）8～71.6～0.811鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜（擴(kuò)）—磨8～71.6～0.8非有色金屬12鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜（擴(kuò)）—粗磨—精磨7～60.8～0.413鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜（擴(kuò)）—粗磨—精磨—精密磨削5級(jí)以上0.2～0.02514鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜（擴(kuò)）—粗磨—精磨—超精加工5級(jí)以上0.1～0.025表內(nèi)圓表面常用加工方案續(xù)15鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜—精車或精鏜—金剛鏜7～60.4～0.05有色金屬16鉆—擴(kuò)—粗鉸—精鉸—珩磨（研磨）7～6(6～5）0.2～0.025黑色金屬17鉆—（擴(kuò)）—拉（或推）—珩磨（研磨）18鉆或粗車或粗鏜—半精車或半精鏜（擴(kuò)）—精車或精鏜（鉸）—珩磨（研磨）二、內(nèi)圓加工方案能進(jìn)行孔加工的機(jī)床也很多，常用的有鉆床、車床、銑床、銑鏜床、磨床、拉床、珩床以及電火花成型機(jī)床、超聲波加工機(jī)床、激光加工機(jī)床等。同一種孔的加工，有時(shí)可以在幾種不同的機(jī)床上進(jìn)行。例如，鉆孔就可以在鉆床、車床、銑床和銑鏜床進(jìn)行。因此，在選擇孔的加工方案時(shí)，要同時(shí)考慮機(jī)床的選用。二、內(nèi)圓加工方案孔加工機(jī)床選用如下：

（1）軸、盤、套軸線位置的孔，一般選用車床、磨床加工。在大批大量生產(chǎn)中，盤、套軸線位置上的通直配合孔，多選用拉床加工。

（2）小型支架上的軸承支承孔，一般選用車床加工，或選用臥銑加工。

（3）箱體和大、中型支架上的軸承支承孔，多選用銑鏜床加工。二、內(nèi)圓加工方案（4）各種零件上的銷釘孔、穿螺釘孔和潤(rùn)滑油孔，一般在鉆床上加工。（5）各種難加工材料零件上的孔，應(yīng)選用相應(yīng)的特種加工機(jī)床加工。

三、錐面加工方案錐面一般有三方面的技術(shù)要求：

（1）直徑尺寸內(nèi)錐面標(biāo)注大端直徑尺寸，外錐面標(biāo)注小端直徑。

（2）圓錐角及其公差在實(shí)際生產(chǎn)中常用加工的錐面與錐度驗(yàn)規(guī)，或與相配錐面研配

合的接觸面積的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。

（3）表面質(zhì)量指表面粗糙度和某些需要淬火處理的表面硬度要求。

三、錐面加工方案由于內(nèi)、外錐面是內(nèi)、外圓的一種特殊形式，因此錐面的加工與內(nèi)、外圓的加工類似，常用的方法有車削、磨削、研磨以及鉆鉸錐孔等。

錐面常用的加工方案可歸納為車削類、車磨類和鉆鉸類等三類方案。如圖4-3所示。圖4-3錐面常用的加工方案框圖四、平面加工方案平面是組成平板、支架、箱體、床身、機(jī)座、工作臺(tái)以及各種六面體零件的主要表面之一。根據(jù)加工時(shí)所處位置，平面又可分為水平面、垂直面和斜面等。零件上常見(jiàn)的直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽、平鍵槽等溝槽可以看作是平面的不同組合。

四、平面加工方案平面在機(jī)械零件上常見(jiàn)的類型有：滑動(dòng)配合平面（如導(dǎo)軌面）、固定連接平面（如箱體與機(jī)座的連接面）、高精度平面（如量塊工作面）以及非配合非連接的普通平面（如車床方刀架的外露平面）等。

四、平面加工方案平面的主要技術(shù)要求有：

（1）形狀精度指平面本身的直線度、平面度公差。

（2）位置尺寸及位置精度指平面與其他表面之間的位置尺寸公差及平行度、垂直度公差等。

（3）表面質(zhì)量指表面粗糙度及調(diào)質(zhì)、淬火等熱處理后表面硬度等要求。

四、平面加工方案加工平面常用的切削加工方法有：車削、銑削、刨削、刮削、寬刀細(xì)刨、普通磨削、導(dǎo)軌磨削、精密磨削、砂帶磨削、超精加工、研磨和拋光等；特種加工方法有：

電解磨削平面和電火花線切割平面等。平面加工方案可歸納成六類，即銑（刨）類、銑（刨）磨類、車削類、拉削類、平板導(dǎo)軌類以及特種加工類。

平面常用的加工方案如圖4-4所示。

圖4-4a平面常用加工方案圖4-4b平面常用加工方案平面的加工銑削和刨削下面具體分析各種加工方法的用途：1)銑削和刨削：銑平面、刨平面(1)粗銑或粗刨加工后:表面粗糙度為Ra=25～12.5μm，兩平面間的尺寸精度為IT12～I(xiàn)T11。平面的加工銑削和刨削

用途：用于相應(yīng)要求表面的終加工；用于盡快去除毛坯上的大部分加工余量，使之接近工件的形狀和尺寸，為后序加工做準(zhǔn)備。

平面的加工銑削和刨削(2)半精銑或半精刨加工后:表面粗糙度為Ra=6.3～3.2μm，兩平面間的尺寸精度為IT10～I(xiàn)T9。用途：在粗銑或粗刨的基礎(chǔ)上，用于相應(yīng)要求表面的終加工；作為較高要求平面的精銑、精刨、精磨的預(yù)加工。平面的加工銑削和刨削(3)精銑或精刨加工后:表面粗糙度為Ra=3.2～1.6μm，兩平面間的尺寸精度為IT8～I(xiàn)T7。用途：在半精銑或半精刨的基礎(chǔ)上，用于高要求平面的終加工。平面的加工2)磨削加工：粗磨、精磨

(1)粗磨

磨削后:表面粗糙度為Ra=1.6～0.4μm，兩平面間的尺寸精度為IT8～I(xiàn)T7。

用途：在半精銑或半精刨的基礎(chǔ)上，用于高要求平面的終加工。平面的加工(2)精磨磨削后:表面粗糙度為Ra=0.4～0.2μm，兩平面間的尺寸精度為IT6～I(xiàn)T5。用途：在粗磨的基礎(chǔ)上，用于更高要求平面的終加工。磨削是平面精加工的主要方法之一，特別適合淬火鋼等硬度較高的材料表面的加工。平面的加工3)車削加工：粗車、半精車、精車粗、半精、精車后的尺寸精度，表面粗糙度同車外圓和內(nèi)孔一樣。用途：平面車削一般用于加工回轉(zhuǎn)體類零件的端面。中小型零件的端面一般在普通車床上加工；大型零件的平面則可在立式車床上加工。平面的加工4)拉削加工：粗拉、精拉拉削加工后:尺寸精度可達(dá)IT9～I(xiàn)T6，表面粗糙度可達(dá)Ra1.6～0.4μm。用途：拉削用于中小尺寸外表面及內(nèi)孔鍵槽的大批量加工。平面的加工5)平面的光整加工光整加工：研磨、刮削和拋光等。加工后:表面尺寸精度在IT5以上，粗糙度達(dá)到Ra=0.1～0.008μm。用途：在精加工的基礎(chǔ)上，用于更高精度平面的終加工。表平面常用加工方案

方案加工方法精度等級(jí)（IT）表面粗糙度Ra（μm）

工件材質(zhì)1粗銑或粗刨13～1125～12.5未淬硬的材料2粗銑或粗刨—半精銑或半精刨10～96.3～3.23粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—精銑或精刨8～73.2～1.6表平面常用加工方案續(xù)4粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—粗磨8～71.6～0.8淬硬和未淬硬的黑色金屬

5粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—粗磨—精磨7～60.4～0.26粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—粗磨—精磨—研磨5～30.1～0.0087粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—粗磨—精磨—精密磨削50.2～0.0088粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—粗磨—精磨—超精加工50.1～0.059粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—粗磨—精磨—拋光10～90.2～0.1表平面常用加工方案續(xù)10粗車13～1125～12.5未淬硬的鋼、鑄鐵、有色金屬11粗車—半精車10～96.3～3.212粗車—半精車—精車8～73.2～1.613粗車—半精車—精車—金剛石車60.8～0.2有色金屬14粗拉11～106.3～3.2未淬硬的材料15粗拉—精拉9～61.6～0.416粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—精銑或精刨—刮削—：0.01/m0.8～0.4鑄鐵17粗銑或粗刨—半精銑或半精刨—精銑或精刨—導(dǎo)軌磨削—：0.01/m0.8～0.2五、螺紋加工方案螺紋實(shí)際上是一種成形表面，常用的方法有：

1）切削加工：車螺紋、銑螺紋、磨螺紋、攻螺紋和套螺紋等；

2）少無(wú)切削加工方法有：搓螺紋和滾螺紋等；

3）特種加工方法有：回轉(zhuǎn)式電火花加工和共軛回轉(zhuǎn)式電火花加工等。

五、螺紋加工方案螺紋常用的加工方案可歸納為五類：車（銑）類、車（銑）磨類、攻套類、滾壓類以及特種加工類等。如圖4-5所示。

圖4-5a螺紋常用加工方案圖4-5b螺紋常用加工方案表螺紋常用加工方案

方案加工方法精度等級(jí)表面粗糙度Ra值（μm）

工件材質(zhì)1車螺紋9～4級(jí)3.2～0.8淬硬鋼以外的各種金屬。2銑螺紋9～8級(jí)6.3～3.23車螺紋或銑螺紋—磨螺紋4～3級(jí)0.8～0.2有色金屬以外的各種金屬。4車螺紋或銑螺紋—磨螺紋—研磨螺紋3級(jí)以上＜0.15攻8～6級(jí)6.3～1.6淬硬鋼以外的各種金屬。6套8～6級(jí)3.2～1.67搓7～5級(jí)1.6～0.88滾6～4級(jí)0.8～0.2六、齒形加工方案齒輪的齒形實(shí)際上也是一種成形表面，常用的加工方法有：

切削加工方法有：

銑齒、插齒、滾齒、剃齒、珩齒、磨齒和研齒等；

少無(wú)切削加工方法有：精鍛齒輪等；

特種加工方法有：電解加工和線切割齒輪等。六、齒形加工方案齒形常用的加工方案可分為六類：銑齒類、插（滾）類、插（滾）磨類、滾剃珩類、精鍛類和特種加工類等，如圖4-6所示。

圖4-6a齒形常用加工方案圖4-6b齒形常用加工方案表齒形常用的加工方案

方案加工方法精度等級(jí)表面粗糙度Ra值（μm）工件材質(zhì)

1銑齒11～9級(jí)6.3～3.2除淬硬鋼以外的2插齒或滾齒8～7級(jí)3.2～1.63插齒或滾齒—磨齒6～3級(jí)0.8～0.2除有色金屬以外的4插齒或滾齒—珩齒8～7級(jí)0.8～0.25插齒或滾齒—研齒8～7級(jí)1.6～0.26滾齒—剃齒7～6級(jí)0.8～0.4除淬硬鋼以外的7滾齒—剃齒—珩齒7～6級(jí)0.8～0.2除有色金屬以外的在運(yùn)用上述各加工方案框圖時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）每一種框圖中有若干條加工路線（即加工方案），每一條路線不一定從頭走到尾，一般以表面的尺寸公差等級(jí)和粗糙度Ra值兩項(xiàng)均達(dá)到要求時(shí)為止。

（2）凡是圖中虛線框里的內(nèi)容，表示對(duì)某一具體的零件可能有，也可能沒(méi)有。

（3）有無(wú)熱處理，視零件的技術(shù)要求而定。如果有，應(yīng)作為一個(gè)工序安排到加工路線中去。

第二節(jié)

選擇表面加工方案的依據(jù)

選擇表面加工方案的依據(jù)1根據(jù)表面的尺寸精度和表面粗糙度Ra值選擇

表面的加工方案在很大程度上取決于表面本身的尺寸精度和粗糙度Ra值。因?yàn)閷?duì)于精度較高、Ra值較小的表面，一般不能一次加工到規(guī)定的尺寸，而要?jiǎng)澐謳讉€(gè)加工階段逐步進(jìn)行,以消除或減小粗加工時(shí)因切削力和切削熱等因素所引起的變形，從而保證零件的加工精度。選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)表面的尺寸精度和表面粗糙度Ra值選擇

例如，在圖中，圖(a)為隔套，圖(b)為襯套，其上均有Φ40mm的內(nèi)圓。二者雖同屬軸套，都套裝在軸上,且零件的材料、數(shù)量都相同，但由于前者尺寸公差等級(jí)為未注公差尺寸（1T14），表面粗糙度值為Ra6.3μm；圖4-7隔套和襯套

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)表面的尺寸精度和表面粗糙度Ra值選擇

后者尺寸公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度值為Ra0.4μm，致使兩者加工方案不同。隔套Φ40mm，Ra6.3μm內(nèi)圓的加工方案為：鉆一半精車；襯套Φ40H6,Ra0.4μm內(nèi)圓的加工方案為：鉆一半精車一粗磨一精磨。圖4-7隔套和襯套

選擇表面加工方案的依據(jù)2根據(jù)表面所在零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小選擇

零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小對(duì)表面加工方案的選擇有很大的影響。這是因?yàn)橛行┘庸し椒ǖ牟捎?，常常受到零件某些結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小的限制，有時(shí)甚至需要選用不同類型的機(jī)床和裝夾方法。選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)表面所在零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小選擇

例如，在圖8中，圖8（a)為雙聯(lián)齒輪，圖8（b)為齒輪軸，其上均有一個(gè)模數(shù)2、齒數(shù)32、精度8級(jí)的齒輪，且零件的材料和數(shù)量相同,但由于零件的結(jié)構(gòu)形狀不同，致使二者齒形的加工方案完全不同。選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)表面所在零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小選擇雙聯(lián)齒輪由于兩齒輪相距很近，加工小齒輪時(shí)只能采用插齒；而齒輪軸由于零件軸向尺寸較長(zhǎng)，不宜插齒，最好選用滾齒。圖4-8雙聯(lián)齒輪和齒輪軸

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)表面所在零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小選擇

又例如，在圖9中，圖9(a)為軸承套，圖9(b)為止口套，其上均有Φ80h6,Ra0.8μm的外圓，零件的材料和數(shù)量也相同。如果僅從尺寸公差等級(jí)(IT6）、表面粗糙度值（Ra0.8）來(lái)看，二者外圓均可采用車、磨方案；但后者外圓只有5mm長(zhǎng)，無(wú)法磨削，只能靠車削達(dá)到。選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)表面所在零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小選擇因此，軸承套Φ80h6,Ra0.8mm外圓的加工方案為：粗車一半精車一粗磨一精磨；止口套Φ80h6,Ra0.8外圓的加工方案為：粗車一半精車一精車。

圖4-9軸承套和止口套

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)表面所在零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小選擇再例如，在圖11中，(a)為帶槽滑塊，(b)為彈簧錐套，(c)為沖擊試件，材料均為45鋼?，F(xiàn)擬加工這三種零件上的直槽、開口和窄縫.由于三者寬度尺寸差別很大，應(yīng)選用不同的加工方案。(a)寬度為20mm，可選用銑直槽和刨直槽的方法加工；(b)寬度為4mm，可選用鋸片銑刀銑削；(c)寬度僅為0.2mm,前面選用的

加工方法均不能采用，而應(yīng)選用線切割的方法。圖4-10帶槽滑塊、彈簧錐套和沖擊試件

選擇表面加工方案的依據(jù)3根據(jù)零件熱處理狀況選擇

熱處理工序在工藝過(guò)程中的安排見(jiàn)圖。熱處理工序在工藝過(guò)程中的安排

消除應(yīng)力降低硬度綜合性能獲得要求硬度選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件熱處理狀況選擇零件是否熱處理及熱處理的方法，對(duì)表面加工方案的選擇有一定影響，特別是鋼件淬火后硬度較高，用刀具切削較為困難，淬火后大都采用磨料切削加工。而且對(duì)絕大多數(shù)零件來(lái)說(shuō),熱處理一般不能作為工藝過(guò)程的最后工序，其后還應(yīng)安排相應(yīng)的加工，以便去除熱處理帶來(lái)的變形和氧化皮,從而提高精度和減小表面粗糙度值。選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件熱處理狀況選擇

例如，在圖11中，（a）、（b）均為法蘭盤零件，現(xiàn)擬加工它們上面的Φ30H7,Ra1.6μm的內(nèi)圓。這兩種零件其他條件均相同，只因?yàn)槠渲幸环N要求淬火處理，致使它們的加工方案差別較大。前者不要求淬火處理，選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件熱處理狀況選擇其加工方案為：鉆一半精車一精車；后者要求淬火處理，其加工方案為：鉆一半精車一淬火一磨。圖4-11兩種法蘭盤零件

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件熱處理狀況選擇又例如，圖12中，(a)為擋塊，(b)為平行墊鐵，現(xiàn)擬加工它們上面的A和B平面。圖4-12擋塊和平行墊鐵

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件熱處理狀況選擇由于擋塊要求調(diào)質(zhì)處理，其加工方案為：粗銑（或刨削）一調(diào)質(zhì)一半精銑（或半精刨）一精銑（或精刨）；而平行墊鐵要求淬火處理，淬火后就不宜進(jìn)行銑削或刨削，宜采用磨削加工，其加工方案為：粗銑（或粗刨）一半精銑（半精刨）一淬火一磨削選擇表面加工方案的依據(jù)4根據(jù)零件材料的性能選擇

零件材料的性能，尤其是材料的韌性、脆性、導(dǎo)電等性能,對(duì)切削加工,特別是對(duì)特種加工方法的選擇有較大的影響。

圖4-13兩種不同材料的閥桿

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件材料的性能選擇

例如，在圖13中，同為閥桿零件上的Φ25H4,Ra0.05μm的外圓，13(a)的材料為45鋼，其加工方案為：粗車一半精車一粗磨一精磨一研磨；而圖(b)的材料為有色金屬青銅，塑性較大，磨削時(shí)其屑末易堵塞砂輪，不宜磨削,常用精車代替磨削，其加工方案為：粗車一半精車一精車一研磨。

又例如，現(xiàn)要加工圖14所示的三種零件上Φ0.15mm的小孔，由于三種零件材料性能截然不同,應(yīng)選用完全不同的加工方法。(a)為導(dǎo)電材料，可選用電火花穿孔加工；圖(b)為不導(dǎo)電材料，而且又硬又脆,可選用超聲波穿孔加工；(c)為不導(dǎo)電材料，且具有一定韌性，可選用激光打孔。圖4-14三種不同材料的塊狀零件

選擇表面加工方案的依據(jù)5根據(jù)零件的批量選擇

加工同一種表面,常因零件批量不同而需選用不同的加工方案.這是因?yàn)樵趩渭∨a(chǎn)中一般采用普通機(jī)床的加工方法；在大批大量生產(chǎn)中應(yīng)盡量采用高效率（專用機(jī)床或生產(chǎn)線）的加工方法。

根據(jù)零件的批量選擇

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件的批量選擇圖4-15三種不同批量的齒輪

選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件的批量選擇

例如，現(xiàn)擬加工圖15所示的三種不同批量齒輪上的Φ35H7，Ra1.6μm的孔。(a)為10件，屬于單件生產(chǎn)，其加工方案可選用：鉆孔一半精車一精車；(b)為1000件,屬于中批生產(chǎn)，其加工方案可選用：鉆孔一擴(kuò)孔一鉸孔；（c）為100000件，屬于大量生產(chǎn)，其加工方案應(yīng)選用：鉆孔一拉孔。選擇表面加工方案的依據(jù)

根據(jù)零件的批量選擇

又例如，圖16為三種材料相同批量不同的絲杠，均為8級(jí)梯形螺紋一。其中(a)所示的絲杠的數(shù)量為5件，其螺紋要選用車削的方法；(b)為500件，其螺紋可選用銑削的方法；(c),50000件,可選用滾螺紋的方法。選擇表面加工方案的依據(jù)

以上介紹的僅為選擇表面加工方案的主要依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，這些依據(jù)常常不是孤立的，而是相互重疊、交叉和有主次的。因此，在具體選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體條件全面考慮，靈活運(yùn)用，決不能一葉障目，顧此失彼。只有這樣，才能選擇出優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、安全、低耗的加工方案。第三節(jié)

表面加工方案選用實(shí)例一、齒輪軸加工實(shí)例一、齒輪軸加工實(shí)例

圖4-17是齒輪軸零件簡(jiǎn)圖。材料40Cr，數(shù)量10件，調(diào)質(zhì)和齒面淬火處理。試選擇φ32f7、φ28h6外圓和齒形M、平鍵槽N的加工方案，并確定所用機(jī)床、夾具和刀具。

圖4-17是齒輪軸零件簡(jiǎn)圖一、齒輪軸加工實(shí)例分析如下：

（l）外圓φ32f7的加工方案為：粗車一調(diào)質(zhì)一半精車一磨削。所用機(jī)床：車床和磨床。夾具：車、磨時(shí)工件均采用雙頂尖裝夾。刀具：90°右偏刀和砂輪。

（2）外圓φ28h6加工方案為：粗車一調(diào)質(zhì)一半精車一粗磨一精磨。所用機(jī)床、裝夾方法和刀具均與加工外圓32f7相同。

一、齒輪軸加工實(shí)例分析如下：（3）齒形M的加工方案為：滾齒一齒面淬火一珩齒。所用機(jī)床：滾齒機(jī)和珩齒機(jī)。夾具：工件在滾齒機(jī)上采用三爪自定心卡盤——頂尖裝夾；在珩齒機(jī)上采用雙頂尖裝夾。刀具：分別為滾刀和珩磨輪。（4）平鍵槽N的加工方案為：銑削加工；所用機(jī)床：立式銑床或鍵槽銑床；夾具：平口虎鉗或軸用虎鉗裝夾；刀具：φ8的鍵槽銑刀。

上述分析結(jié)果列于表4-2中。二、法蘭盤加工實(shí)例圖4-18是法蘭盤零件簡(jiǎn)圖。材料45鋼，數(shù)量分別為10件、1000件、100000件。試選擇外圓φ55g6、內(nèi)圓φ40H7、6-φ12孔及6－M6－7H螺紋孔的加工方案，并確定所用機(jī)床、夾具和刀具。圖4-18是法蘭盤零件簡(jiǎn)圖二、法蘭盤加工實(shí)例分析如下：

（1）外圓φ55g6的加工方案為：粗車一半精車一精車。所用機(jī)床：車床；夾具：三爪自定心卡盤；刀具：90°右偏刀。

二、法蘭盤加工實(shí)例分析如下：（2）內(nèi)圓φ40H7。10件：毛坯選用圓鋼棒料，加工方案為：鉆一半精車一精車；所用機(jī)床：車床；夾具：三爪自定心卡盤裝夾；刀具：麻花鉆和車孔刀。1000件：毛坯選用胎模鍛件，孔已鍛出，加工方案為：粗車一擴(kuò)孔一粗鉸一精鉸；所用機(jī)床：車床；夾具：三爪自定心卡盤裝夾；刀具：車孔刀、擴(kuò)孔鉆和鉸刀。二、法蘭盤加工實(shí)例分析如下：100000件：毛坯選用模鍛件，孔已鍛出，加工方案為：粗車一拉孔；所用機(jī)床：車床和拉床；夾具：車床上用三爪自定心卡盤裝夾，拉床上不用裝夾；刀具：車孔刀和內(nèi)圓拉刀。二、法蘭盤加工實(shí)例分析如下：（3）6-φ12孔，IT14，Ra12.5μm，45鋼。所用機(jī)床：鉆床；夾具：?jiǎn)渭a(chǎn)可用平口虎鉗裝夾按劃線鉆孔；中批生產(chǎn)可用分度頭卡盤垂直裝夾，分度鉆孔；大批大量生產(chǎn)可用鉆模鉆孔。（4）6-M6-7H螺紋孔，精度7級(jí)，Ra3.2μm，45鋼。均采用攻螺紋方案，單件生產(chǎn)可用手攻，批量較大采用機(jī)攻。

上述分析結(jié)果列于表4-3中。三、柱塞套加工實(shí)例圖4-19是柱塞套零件簡(jiǎn)圖。材料：鋁合金；數(shù)量：10件和100000件。試選擇ф9J4孔與1:12錐面的加工方案及所用的機(jī)床、夾具和刀具。

三、柱塞套加工實(shí)例分析如下：

（1）ф9J4，IT4，Ra0.05m，鋁合金。①10件，屬單件生產(chǎn)，加工方案為：鉆孔一粗鉸一精鉸一研磨。所用機(jī)床：車床；夾具：三爪自定心卡盤裝夾；刀具：麻花鉆、鉸刀和內(nèi)圓研具等。

②100000件，屬大批大量生產(chǎn)，應(yīng)選擇拉削類方案。由于拉孔要求孔的深徑比＜5，所以不宜選擇拉削類方案。加工方案仍選擇鉆擴(kuò)鉸類方案，與上述10件完全相同。

三、柱塞套加工實(shí)例分析如下：（2）1:12錐面，Ra0.8μm，鋁合金。10件和100000件，均應(yīng)選擇車削類方案。加工方案：粗車一半精車一精車。所用機(jī)床：車床；夾具：心軸裝夾；刀具：外圓車刀。上述分析結(jié)果列于表4-4中。四、V形鐵加工實(shí)例圖4-20是V形鐵零件簡(jiǎn)圖。材料為HT200，數(shù)量2件，二次時(shí)效處理。試選擇平面A，B，C，D，E，F(xiàn)和V形槽的加工方案及所用機(jī)床、夾具和刀具。四、V形鐵加工實(shí)例分析如下：（1）平面A，Ra0.8μm，HT200，2件。加工方案：粗刨一時(shí)效一半精刨一時(shí)效一磨削。刨削時(shí)，采用牛頭刨床、平口虎鉗和平面刨刀；磨削時(shí)采用平面磨床、電磁吸盤和砂輪。

（2）平面B，C，D，E，F(xiàn)，Ra1.6μm，HT200，2件。這5個(gè)平面選擇與平面A相同的方案，即粗刨一時(shí)效一半精刨一時(shí)效一磨削。所用機(jī)床、夾具和刀具均與平面A相同。

（3）V形槽，Ra0.8μm，HT200，2件。加工方案：粗刨一時(shí)效一半精刨一時(shí)效一精刨一刮削。采用牛頭刨床、平口虎鉗、左偏刀、右偏刀及刮刀等。

將上述分析結(jié)果列于表4-5中五、支架加工實(shí)例圖4-21是支架零件簡(jiǎn)圖。材料HT200，數(shù)量100件。試選擇底平面B、孔φ140H7、端平面C、沉孔3-φ30．孔3-φ22和錐孔2-φ12的加工方案及所用機(jī)床、夾具和刀具。五、支架加工實(shí)例分析如下：（1）底平面B。應(yīng)在龍門刨床多件同時(shí)安裝，用刨垂直面的方法進(jìn)行加工。

（2）孔φ140H7和端平面C。在銑鏜床上，用單刃鏜刀和端面車刀，在一次裝夾中加工出孔和端面。

（3）沉孔3-φ30和孔3-φ22。在搖臂鉆床上锪沉孔3-φ30，鉆孔3-φ22。

（4）錐孔2-φ12。在支架與底座裝配完畢以后，在搖臂鉆床上（或用手電鉆），用麻花鉆和1:50的錐鉸刀配鉆、配鉸φ12錐孔。

將上述分析結(jié)果列于表4-6中六、齒輪鍛模加工實(shí)例圖4-22（a）是齒輪毛坯，圖4-22（b）是齒輪坯的鍛模。鍛模材料為5CrNiMo，為了減小熱處理變形，擬在模塊粗加工后淬火再加工模膛，試選擇模膛的加工方案。六、齒輪鍛模加工實(shí)例分析如下：

由于模膛要求在淬火之后加工，顯然不宜采用刀具切削加工，而應(yīng)采用特種加工方法。模膛屬于型腔成形面，加工型腔的特種加工方法有電解加工、電火花成型加工和超聲波加工等。根據(jù)所給條件，該模膛可選擇電火花成型加工方案。練習(xí)1加工圖示零件內(nèi)孔表面（原為實(shí)體材料）,試根據(jù)所給條件選擇內(nèi)孔表面加工方案。零件名稱材料熱處理數(shù)量選擇內(nèi)孔表面的加工方案法蘭盤45調(diào)質(zhì)50鉆—調(diào)質(zhì)—半精車—精車（或鉆—調(diào)質(zhì)—擴(kuò)—鉸）法蘭盤45淬火HRC45~5050鉆—半精車—淬火—磨（粗磨）練習(xí)2如圖所示軸套（a）、（b）兩個(gè)零件，其材料為HT200，毛坯上有鑄造孔，加工數(shù)量均為10件，試寫出二者內(nèi)圓的切削加工方案。

練習(xí)2答案加工零件內(nèi)圓表面的切削加工方案（a）粗車—半精車（b）粗車—半精車—粗磨—精磨練習(xí)3根據(jù)所給條件對(duì)下圖所示零件進(jìn)行工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（生產(chǎn)類型：?jiǎn)渭∨a(chǎn)；材料：45；毛坯：圓