常見表面加工分析

常見表面加工分析材料冷成形工藝基礎（Ⅲ）2021/6/271常見表面加工分析外圓表面的加工方案分析2021/6/272l

舉例分析：

1.加工10件45鋼（調(diào)質(zhì)）軸外圓，尺寸精度h8，表面粗糙度Ra3.2。

加工方案：粗車—半精車

2.加工45鋼（調(diào)質(zhì)）軸外圓，尺寸精度h7，表面粗糙度Ra1.6。

加工方案：A.粗車—半精車—磨削（批量或單件）

B．粗車—半精車—精車（單件）

3.加工10件T12A（淬火）軸套外圓，尺寸精度h7，表面粗糙度Ra1.6。加工方案：粗車—半精車—磨削

4.加工10件紫銅軸套外圓，尺寸精度h6，表面粗糙度Ra0.8。

加工方案：粗車—半精車—精車

5.加工10件45鋼（調(diào)質(zhì)）軸外圓，尺寸精度h5，表面粗糙度Ra0.08。

加工方案：粗車—半精車—磨削—研磨2021/6/273平面的加工方案分析2021/6/274內(nèi)圓面的加工方案分析2021/6/275孔徑Ra(μm)材料及熱處理數(shù)量加工方案φ10H71.645鋼調(diào)質(zhì)5鉆-擴-鉸φ35H71.645鋼調(diào)質(zhì)5鉆-擴-鉸或鏜φ35H71.645鋼調(diào)質(zhì)50000鉆-粗鉸-精鉸φ35H60.145鋼淬火5鉆-擴-鉸-研磨φ35H70.145鋼調(diào)質(zhì)50000鉆-擴-鉸-珩磨φ100H81.645鋼調(diào)質(zhì)50000鉆-擴-鏜φ100H71.6T12A淬火5鉆-擴-鏜-磨φ100H71.6紫銅50000鉆-擴-鏜2021/6/276機械零件都是由外圓面、內(nèi)圓面、平面和成形面等這些最基本的幾何表面組合而成。機械零件的加工過程就是獲得符合技術要求的基本幾何表面的過程。不同類型的表面需要采用不同的加工方法加工。同一類型的表面，由于加工精度、技術要求不同，或者由于對生產(chǎn)率和加工成本不相同，或者根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)條件，其加工方法亦有所不同。

尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求

2021/6/277選擇表面加工方法應遵循的原則應根據(jù)表面加工精度和粗糙度的要求選擇加工方法，確定加工順序應考慮被加工材料的性能和熱處理要求應考慮生產(chǎn)批量的大小表面加工方法的選擇與表面所在零件的結(jié)構(gòu)有關還應考慮本廠的現(xiàn)有條件2021/6/278加工工序順序要遵守的原則：先基準，后其他的原則；先加工平面，后加工孔的原則；先加工主要表面，后加工次要表面的原則。2021/6/279

外圓面的加工2021/6/2710外圓面的加工概述

外圓面是軸類、套類和盤類等回轉(zhuǎn)體零件的主要表面外圓面的主要技術要求有尺寸精度形狀精度位置精度表面質(zhì)量常用加工方法有車削、磨削和光整加工

2021/6/2711單件、小批量中常采用臥式車床加工；成批、大量生產(chǎn)中常采用仿形車床、自動車床、多刀半自動車床和轉(zhuǎn)塔車床加工；對于大尺寸工件常采用大型立式車床加工；對于復雜形狀的高精度外圓成形表面還可采用數(shù)控車床加工。

依據(jù)毛坯情況和加工要求，分為粗車、半精車、精車和精細車等加工階段。外圓車削

2021/6/2712荒車毛坯為自由鍛件或大型鑄件時，其加工余量很大且不均勻，荒車可以切除大部分余量，減少其形狀和位置偏差，為保證后續(xù)加工的加工精度作準備粗車中小型鑄鍛件可直接進行粗車粗車的主要任務是采用較大的背吃刀量、較大的進給量和中等切削速度，迅速切除毛坯上多余的金屬層，盡可能提高生產(chǎn)率

2021/6/2713半精車粗車之后為磨削或精車安排的預加工，其主要任務是提高尺寸精度和減小粗糙度值

精車達到精度要求的最終加工或為磨加工和光整加工作準備的預加工

精細車用于有色金屬加工或者精度要求很高而形狀復雜、不便磨削與光整加工的鋼件的最終加工

2021/6/2714提高外圓表面車削生產(chǎn)率的措施采用高速車削或強力車削采用新型刀具材料采用先進的車削設備采用加熱車削、低溫冷凍車削、振動車削等方法加工，減少切削阻力，提高刀具壽命

2021/6/2715外圓磨削

外圓面精加工的主要方法既能加工淬硬零件，也能加工未淬火零件根據(jù)不同的加工精度和粗糙度要求，外圓磨削可分為粗磨、精磨、精密磨削和超精密磨削

根據(jù)工件的定位方式和裝夾狀況，外圓磨削分為中心磨削和無心磨削兩種方式

2021/6/2716外圓磨削加工的應用2021/6/2717中心磨削又稱普通外圓磨削，工件以中心孔或外圓定位

縱磨法橫磨法磨削時工件隨工作臺作直線往復縱向進給運動，工件每往復一次（或單行程）砂輪橫向進給一次工件不作縱向進給運動，砂輪以緩慢的速度連續(xù)或斷續(xù)地向工件作徑向進給運動直至磨去全部余量為止

2021/6/2718綜合磨法深磨法先用橫磨法分段粗磨被加工表面的全長，相鄰段搭接處重疊磨削3~5mm，留下0.01~0.03mm余量，然后用縱橫法進行精磨生產(chǎn)率高的先進方法，磨削余量一般為0.1~0.35mm，縱向進給長度較?。?~2mm），適用于在大批大量生產(chǎn)中磨削剛性較好的短軸2021/6/2719外圓磨削方式2021/6/2720無心磨削具有以下工藝特征無心磨削直接以磨削表面定位加工無須打中心孔，且安裝工件省時省力，可連續(xù)磨削，故生產(chǎn)效率高尺寸精度較好；但不能改變工件原有的位置誤差支承剛度好，剛度差的工件也可采用較大的切削用量進行磨削2021/6/2721容易實現(xiàn)工藝過程的自動化前工序的形狀誤差會影響磨削的加工精度，且不能改善加工表面與工件上其它表面的位置精度，并有一定的棱圓度誤差產(chǎn)生，圓度誤差一般不小于0.002mm所能加工的工件有一定局限，不能磨帶槽的工件，也不能磨內(nèi)外圓同軸度要求較高的工件2021/6/2722

外圓表面的光整加工有高精度磨削、研磨、拋光、超精加工、珩磨和滾壓等。外圓面的光整加工

2021/6/2723外圓加工方法的選擇

選擇外圓的加工方法，除應滿足圖紙技術要求之外，還與零件的材料、熱處理要求、零件的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)綱領及現(xiàn)場設備和操作者技術水平等因素密切相關外圓加工的主要方法是車削和磨削。對于精度要求高、表面粗糙度值小的工件外圓，還需經(jīng)過研磨、超精加工等才能達到要求；對某些精度要求不高但需光亮的表面，可通過滾壓或拋光獲得2021/6/2724

內(nèi)圓面的加工2021/6/2725孔是盤類、套類、支架類、箱體和大型筒體等零件的重要表面之一。根據(jù)零件在機械產(chǎn)品中的作用不同，內(nèi)孔有不同的精度和表面質(zhì)量要求，同時有不同的結(jié)構(gòu)尺寸，如通孔、盲孔、階梯孔、深孔、淺孔、大直徑孔、小直徑孔等孔的機械加工方法較多，中、小型孔一般靠刀具本身尺寸來獲得被加工孔的尺寸，如鉆、擴、鉸、锪、拉孔等；較大型孔則需采用其它方法，如立車、鏜、磨孔等內(nèi)圓面加工概述2021/6/2726內(nèi)圓面的主要技術要求有

尺寸精度形狀精度位置精度表面質(zhì)量內(nèi)圓面加工的特點

刀具尺寸受限制，刀具剛性差

切削區(qū)在工件內(nèi)部，排屑條件、散熱條件差，加工精度和表面質(zhì)量很難保證

很多孔加工刀具為定尺寸刀具

2021/6/2727鉆、擴、鉸、锪、拉孔鉆孔用鉆頭在工件實體部位加工孔的方法鉆孔屬于孔的粗加工，多用作擴孔、鉸孔前的預加工，或加工螺紋底孔和油孔鉆孔主要在鉆床和車床上進行，也可在鏜床和銑床上進行常用麻花鉆，為改善其加工性能，目前應用群鉆；大批量生產(chǎn)中鉆孔常用鉆模和專用的多軸組合鉆床2021/6/2728鉆頭引偏引起的加工誤差標準群鉆結(jié)構(gòu)2021/6/2729自帶中心導向鉆的組合鉆頭2021/6/2730對于深孔加工，由于排屑、散熱困難，宜采用冷卻液內(nèi)噴麻花鉆、錯齒內(nèi)排屑深孔鉆、噴吸鉆等特殊專用鉆頭。

冷卻液內(nèi)噴麻花鉆2021/6/2731

下圖所示為單刃外排屑深孔鉆，又稱槍鉆，它主要用來加工小孔2021/6/2732

下圖所示為高效、高質(zhì)量加工的內(nèi)排屑深孔鉆，又稱噴吸鉆，它用于加工深徑比小，直徑為16mm~65mm的孔。2021/6/2733擴孔屬于半精加工；作為鉸孔的準備工序，或作為精度要求不高的孔的最終工序擴孔可在一定程度上校正鉆孔的軸線偏斜。其加工質(zhì)量和生產(chǎn)率比鉆孔高當孔徑大于100mm時，一般采用鏜孔而不用擴孔擴孔使用的的機床與鉆孔相同用于鉸孔前的擴孔鉆，其直徑偏差為負值，用于終加工的擴孔鉆，其直徑偏差為正值2021/6/2734鉆孔后偏移X實現(xiàn)擴孔的新型加工鉆擴復合加工由于鉆頭材料和結(jié)構(gòu)的進步，可用同一機夾式鉆頭實現(xiàn)鉆、擴、鏜孔加工2021/6/2735鉆、锪、倒角等復合加工2021/6/2736鉸孔在擴孔或半精鏜孔等半精加工基礎上進行的一種孔的精加工方法有手鉸和機鉸兩種方式。機鉸時鉸刀在機床上應采用浮動聯(lián)接鉸孔一般不能修正孔的位置誤差，孔的位置誤差應由鉸孔前的工序來保證鉸孔直徑一般不大于80mm，鉸削也不宜用于非標準孔、臺階孔、盲孔、短孔和具有斷續(xù)表面的孔2021/6/2737锪孔用锪鉆加工錐形或柱形的沉坑稱為锪孔一般在鉆床上進行目的是為了安裝沉頭螺釘，錐形锪鉆還可用于清除孔端毛刺2021/6/2738拉孔拉孔前工件須經(jīng)鉆孔或擴孔在一次行程便可完成全部工作能加工圓孔、成形孔、花鍵孔拉刀是定尺寸刀具，結(jié)構(gòu)復雜、價格昂貴、設計制造周期長，用于大量生產(chǎn)中2021/6/2739拉孔工件的支撐2021/6/2740鏜孔

鏜孔的工藝特點加工箱體、機座、支架等復雜大型件的孔和孔系，通過鏜模或坐標裝置，容易保證加工精度工藝靈活性大、適應性強，可在車床、鏜床或銑床上進行鏜孔尺寸不受刀具尺寸限制，有較強的誤差修正能力

工人操作要求高、效率低2021/6/2741鏜削的工作方式工件旋轉(zhuǎn)刀具作進給運動（車）工件不動而刀具作旋轉(zhuǎn)和進給運動（鏜）刀具旋轉(zhuǎn)工件作進給運動（鏜）鏜床平旋盤帶動鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件作縱向進給運動，利用徑向刀架使鏜刀處于偏心位置（鏜）主軸帶動刀桿和鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件作進給運動（鏜）2021/6/2742鏜孔的幾種運動方式2021/6/2743鏜孔的工藝范圍一把鏜刀可加工一定孔徑和深度范圍的孔，除直徑特別小和較深的孔外，各種直徑的孔都可進行鏜削，可通過粗鏜、半精鏜、精鏜和精細鏜達到不同的精度和表面粗糙度對于孔徑較大（>

80mm），精度要求高和表面粗糙度較小的孔，可采用浮動鏜刀加工，用以補償?shù)毒甙惭b誤差和主軸回轉(zhuǎn)誤差帶來的加工誤差，保證加工尺寸精度，但不能糾正直線度誤差和位置誤差2021/6/2744磨孔

砂輪磨孔砂輪磨孔是孔的精加工方法之一磨孔的精度可達IT8~IT6，表面粗糙度值達Ra1.6~0.4μm砂輪磨孔可在內(nèi)圓磨床或萬能外圓磨床上進行2021/6/2745磨削方式分三類普通內(nèi)圓磨削行星式內(nèi)圓磨削無心內(nèi)圓磨削2021/6/2746磨孔適用性比鉸孔廣，還可糾正孔的軸線歪斜及偏移，但磨削的生產(chǎn)率比鉸孔低，且不適于磨削非鐵金屬，小孔和深孔也難以磨削磨孔主要用于不適宜或無法進行鏜削、鉸削和拉削的高精度孔以及淬硬孔的精加工2021/6/2747磨孔同磨外圓相比，磨孔效率較低，Ra值比磨外圓時大，且磨孔的精度控制較磨外圓時難，主要原因在于砂輪直徑都很小，且排屑和冷卻不便內(nèi)圓磨頭在懸臂狀態(tài)下工作磨孔時，砂輪與工件孔的接觸面積大，容易發(fā)生表面燒傷磨孔時，容易產(chǎn)生圓柱度誤差，要求主軸剛性好2021/6/2748砂帶磨孔對于大型筒體內(nèi)表面的磨削，還可采用砂帶磨削，這種方法有時比砂輪磨削更具靈活性

需要根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點針對性地設計砂帶磨削裝置，這種裝置往往缺乏通用性，因此工廠中較少使用

2021/6/2749孔的光整加工

研磨孔用于對精鏜、精鉸或精磨后的孔作進一步加工研磨孔的特點與研磨外圓相類似，研磨后孔的精度可達IT7~IT6，Ra值可達0.1~0.008μm，形狀精度亦有相應提高2021/6/2750珩磨孔利用珩磨頭對孔進行光整加工主要用于精密孔的最終加工工序，常常對精鉸、精鏜或精磨過的孔在專用的珩磨機上進行光整加工可加工鑄鐵件、淬火和不淬火鋼件以及青銅件等，但不宜加工塑性較大的有色金屬，也不能加工帶鍵槽孔、花鍵孔等斷續(xù)表面2021/6/2751珩磨頭結(jié)構(gòu)珩磨時的運動及切削軌跡2021/6/27521．加工方法的選擇

加工方案參見書P482．機床的選擇盤、套類零件上孔加工的機床選用支架箱體類零件上孔加工的機床選用軸類零件上孔加工的機床選用

孔加工方法的選擇

2021/6/2753平面加工2021/6/2754組成支架、箱體、床身、導軌、機座、工作臺、平板以及各種六面體零件的主要表面

根據(jù)加工時所處的位置，平面可分為水平面、垂直面和斜面等

零件上常見的直槽、T形槽、V形槽、燕尾槽、平鍵槽等溝槽，可以看成是平面的不同組合

平面加工概述2021/6/2755根據(jù)所起的作用，平面可分為四種類型

一般平面本身的尺寸精度要求不高，其主要技術要求為

形狀精度位置精度表面質(zhì)量非配合面結(jié)合面和重要結(jié)合面導向面高精度平面加工方法有銑削、刨削、車削、磨削、刮削、研磨

2021/6/2756平面刨削中小型零件的平面加工，一般多在牛頭刨床上進行，加工大型零件的平面或同時加工多個中型零件的平面則可在龍門刨床上進行

刨削主要用于平面的粗加工和半精加工，對于窄長平面的加工，刨削效率高于銑削

寬刃細刨是在普通精刨基礎上，用高精度龍門刨和寬刃細刨刀，以低切削速度和大進給量加工平面的一種精加工方法，用來代替手工刮研2021/6/2757平面銑削銑削中小型零件的平面，一般用臥式或立式銑床；銑削大型零件的平面則用龍門銑床

工藝范圍廣、可進行多刃高速切削、生產(chǎn)效率高，但易產(chǎn)生振動、且經(jīng)濟性不如刨削

主要用于粗加工和半精加工粗銑的平直度誤差為0.15~0.3mm/m，表面粗糙度值為Ra12.5~6.3μm；精銑的平直度誤差為0.1~0.2mm/m，表面粗糙度值為Ra6.3~1.6μm

2021/6/2758按銑刀的切削方式分為：周銑、端銑周銑端銑2021/6/2759周銑分為：逆銑和順銑2021/6/2760端銑與周銑的比較端銑的加工質(zhì)量比周銑高端銑的生產(chǎn)率比周銑高端銑分為：對稱銑、不對稱銑2021/6/2761端面車削軸、盤、套類回轉(zhuǎn)體零件的端面、臺階面等通常用車削加工

需要在車床上加工孔和外圓的零件的端面通常也是用車削同時一次加工完成，這些端面往往要求與內(nèi)、外圓面的軸線垂直

中小型零件在臥式車床上進行，重型、大型零件可在立式車床上進行2021/6/2762平面磨削加工平直度、平面之間相互位置精度要求較高、表面粗糙要求小的平面在銑削、刨削、車削后進行隨著高效率磨削的發(fā)展，平面磨削既可作為精密加工，又可代替銑削和刨削進行粗加工有色金屬、不銹鋼、各種非金屬的大型平面、卷帶材、板材可用砂帶磨削2021/6/2763周磨平面是指用砂輪的圓周面來磨削平面平面磨削方式分為：周磨、端磨周磨可以獲得較高的精度和表面質(zhì)量在周磨中，磨削力易使砂輪主軸受壓彎曲變形，故要求砂輪主軸應有較高的剛度，否則容易產(chǎn)生振紋周磨適用于在成批生產(chǎn)條件下加工精度要求較高的平面，能獲得高的尺寸精度和較小的表面粗糙度值

周磨2021/6/2764端磨是用砂輪的端面來磨削平面

端磨時，磨頭伸出短，剛性好，可采用較大的磨削用量，生產(chǎn)效率高

砂輪與工件接觸面積大，發(fā)熱量多，散熱和冷卻較困難，加上砂輪端面各點的圓周線速度不同，磨損不均勻，故精度較低

廣泛應用于平板平面、托板的支承面、軸承和盤類零件的端面或環(huán)端面等大小機件的精密加工，以及機床導軌、工作臺等大型平面以磨代刮的精加工端磨2021/6/2765平面的光整加工平面拉削平面可用拉削加工；效率高、質(zhì)量高；一般只用于大批量生產(chǎn)中平面刮研精刨、精銑之后，為了獲得很高的表面質(zhì)量而進行的一種加工；多用于單件小批生產(chǎn)及設備修理，常用于加工未淬火的精度要求高的固定聯(lián)接面、導向面及大型精密平板、直尺等

2021/6/2766常用的平面加工方案見P49

平面研磨一般在磨削之后進行；精度很高，尺寸精度可達IT5~IT4，表面粗糙度值可達Ra0.4~0.025μ

m；小型平面研磨還可提高其形狀精度；主要用來加工小型平板、直尺、塊規(guī)等零件的精密測量平面

平面加工方法的選擇2021/6/2767曲面加工2021/6/2768曲面的種類很多，按照其幾何特征，一般可分為四種類型：

回轉(zhuǎn)曲面直線曲面立體曲面

成形面加工概述復合運動成形表面2021/6/2769成形面的技術要求

尺寸精度形狀精度位置精度表面質(zhì)量常用加工方法有切削加工、特種加工、精密鑄造等多種成形面往往是為了實現(xiàn)某種特定功能而專門設計的，因此其表面形狀的要求顯得更為重要

2021/6/2770簡單刀具加工成形面按劃線加工成形面在工件上劃出成形面的輪廓曲線，鉗工沿劃線外緣鉆孔、鋸開、修銼和研磨，也可以用銑床粗銑后再由鉗工修銼2021/6/2771手動控制進給加工成形面用靠模裝置加工成形面2021/6/2772用數(shù)控機床加工成形面2021/6/2773用成形刀具加工曲面，加工精度主要取決于刀具精度，且機床的運動和結(jié)構(gòu)比較簡單，操作簡便，容易保證同一批工件表面形狀、尺寸的一致性和互換性用成形刀具加工成形面曲面車削曲面銑削曲面刨削曲面拉削曲面磨削2021/6/2774成形砂輪磨削砂帶成型磨削2021/6/2775展成法加工成形面是指按照成形面的曲線復合運動軌跡來加工表面的方法最常見、也是最典型的展成法加工成形面就是齒輪的齒面和螺栓的螺紋表面的加工下面簡單介紹一下螺紋的加工

展成法加工成形面2021/6/2776螺紋的分類用于零件的固定連接，常用的有普通螺紋和管螺紋等，螺紋牙型多為三角形

緊固螺紋用于傳遞動力、運動或位移，如機床絲桿的螺紋等，牙型多為梯形或方形

傳動螺紋2021/6/2777螺紋的技術要求和其它類型的表面一樣，也有一定的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質(zhì)量要求

對于緊固螺紋和無傳動精度要求的傳動螺紋，一般只要求螺紋的中徑和頂徑的精度

對于有傳動精度要求或用于計量的螺紋，除要求中徑和頂徑的精度外，還對螺距和牙形角有精度要求

2021/6/2778螺紋的加工方法攻絲車螺紋套扣銑螺紋磨削螺紋滾壓螺紋旋風銑螺紋2021/6/2779齒輪加工及切齒刀具2021/6/