第20章 零件典型表面加工方法的选择
参考讲义 外圆表面加工方案
常见表面加工方案（一）外圆表面加工方案参考讲义机械零件种类繁多，但均由一些最基本的几何表面组成，包括外圆表面、内圆表面、锥面、平面和成形面等。
零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法和方案也不相同。
每一种表面的加工方法，一般不是唯一的，常有多种。
表面的技术要求越高，加工过程越长，采用的加工方法就越多。
加工方案的概念将多种加工方法按一定的顺序组合起来，依次对表面进行由粗到精的加工，以逐步达到所规定的技术要求，我们将这种组合称为加工方案。
合理选择这些常见表面的加工方案，是保证零件表面加工要求的最基本的条件，同时也是正确制定零件加工工艺的基础。
零件表面的加工阶段对于那些加工质量要求较高或比较复杂的零件，为了保证零件表面的加工质量，表面上的加工余量往往不是一次切除掉的，而是逐步减少切削深度分阶段切除的。
通常将零件表面的加工划分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、精整和光整加工阶段等。
粗加工阶段：目的是尽快从毛坯上切除多余材料使其接近零件的形状和尺寸。
半精加工阶段：目的是进一步提高精度和降低表面粗糙度Ra值，并留下合适的余量，为主要表面的精加工做准备。
精加工阶段：目的是使零件的主要表面达到规定的加工精度和表面粗糙度要求，或为要求更高的主要表面的精整和光整加工做准备。
精整和光整加工阶段：目的是在精加工基础上进一步提高精度和减小表面粗糙度R a值，相应的加工方法有研磨、珩磨、超精加工、抛光等。
划分加工阶段的主要原因是：（1）合理使用设备和技术工人。
划分加工阶段后，根据粗、精加工阶段可合理地安排精度和功率不同的机床以及不同技术等级的工人来进行。
（2）保证加工质量。
粗加工时，背吃刀量和进给量大，切削力大，产生的切削热多。
由于工件受力、受热变形以及内应力重新分布等，将破坏已加工表面的加工精度和表面质量，因此，只有在粗加工之后再进行半精加工和精加工逐步提高，才能保证质量要求。
（3）及时发现毛坯的缺陷。
粗加工时可去除零件表面的大部分余量，当发现零件内部有缺陷时，可以及时将其报费或修补，避免继续加工而造成损失。
机械加工工艺过程
高速精铣 IT6～7
Ra 0.16¬1.25
精磨 IT6～8 Ra 0.16¬1.25
宽刀精刨 IT6
Ra 0.16¬1.25
刮研
Ra 0.04¬1.25
半精车
IT8～11 Ra 2.5～10
精车
IT6～8 Ra 1.25～5
精拉
IT6～9 Ra 0.32～2.5
具 按夹具所用夹紧动力源：手动夹紧夹具、气动
夹紧夹具、液压夹紧夹具、气液联动夹紧夹具
、电磁夹具、真空夹具等
（1）通用夹具
此类夹具具有通用性，只需调整或更换少量零件就
可用于装夹不同的工件。如三爪、四爪卡盘、顶尖（下 左图）、平口钳、V型块（下右图）、分度头等。通用 夹具的结构复杂，适用于大批量生产，也适用于单件小 批生产，是使用最广泛的一类夹具。
精磨 IT6～7 Ra 0.16~1.25
研磨 IT5
Ra 0.008~0.32
超精加工 IT5
Ra 0.01~0.32
砂带磨 IT5
Ra 0.01～0.16
精密磨削 IT5
Ra 0.008~0.08
抛光 Ra 0.008~1.25
外圆表面的典型加工工艺路线
7.1.2 孔的加工
孔也是组成零件的主要表面之一，其技术要求与外圆表 面基本相同。零件上的孔的种类很多，加工方法也很多。
标准元件组拼装而成的夹 具。
组合夹具实例
气动虎钳
液压夹具
2.夹具的主要组成部分 机床夹具的构造各不相
同，但任何一套完整的夹具概 括起来都由以下几部分组成： （1）定位元件：确定工件正确 位置的元件，如定位销； （2）夹紧装置：使工件在外力 作用下仍能保持其正确定位位 置的装置； （3）对刀元件、导向元件：夹 具中用于确定（或引导）刀具 相对于夹具定位元件具有正确 位置关系的元件，如对刀块、 钻套、镗套等；
机械制造基础： 常用加工方法选择
常用加工方法选择一、本章主体内容围绕零件制造中表面的形成，介绍生产中常用加工方法：车、铣、钻（镗）、磨、钳等。
1、介绍常用加工方法中所采用设备种类、结构特征；2、介绍常用加工方法中所使用工装种类、特点及应用；3、介绍常用加工方法中所用附件、辅助工具等；4、介绍各加工方法特点及工艺范围。
二、本章教学目标1、了解生产中常用加工方法及其所需装备；2、熟悉各加工方法所创设的加工环境，把握各加工方法适应的工艺范围；3、能根据零件结构，表面形状、加工要求、批量大小等条件正确选择加工方法，为进行合理的工艺设计打下坚实基础。
车削加工及其应用一、导读1、介绍车削工作内容、车床种类及主要结构、各种车刀、车床夹具、附件及精车等内容，可按思考题顺序通过寻找答案了解以上内容；2、对车床，应关注其结构布局，了解设备上刀－工相互位置关系，关注其运动以及实现运动的方式、部件，了解刀－工动态关系，以此联系在车削环境内零件上表面的形式；3、对各种车刀，关注刃形，以此联系各式回转面；关注刀面形式，了解安装要求；关注几何参数，联系不同切削条件下刀具的适应性；4、对车床夹具，关注各定位元件，以联系对不同结构特点零件的适应性；关注安装方式，把握对车床夹具的工作要求关注特色零件，了解车床夹具特点；通过整体把握体会夹具对拓展车削加工范围所起作用；5、对车床附件，关注其工作特点及应用范围，以利于在特定情况下的选用；6、通过对车削环境的整体把握，达到正确应用，合理安排的目的。
二、课程重点内容及其小结1、车削工艺范围车削加工完成的表面为能以车床主轴中心为回转中心的各式完整回转面。
车削中，车床主轴带工件绕主轴中心旋转（速度可调），刀架带刀具沿导轨（后拖板）移动；工件安装的方式常有：一端夹持、一夹一顶、两端顶持或采用夹具安装等方式；刀刃形状的不同及刀具移动方式的不同促成不同回转面的形成。
常见车削表面有：外圆，端面，内孔，内、外环槽，内外锥，各种内、外螺纹等。
零件表面加工方法选择
8
序 号
加工方法
尺寸公 差 等级
IT13~IT 11 IT10~IT 9 IT8~IT7 IT7~IT6
表面粗 适用范围 糙度 （Ra）
um
1
50~12. 适用各种 5 金属（未 2 粗车—半精车 6.3~3.2 淬硬）、 非金属材 料 3 粗车—半精车—精车 1.6~0.8 4 粗车—半精车—磨削 0.8~0.4 适用于淬 5 粗车—半精车—粗磨—精磨 IT6~IT5 0.4~0.2 火钢、未 淬火钢、 6 粗车—半精车—粗磨—精 IT5~IT3 0.1~0.0 铸铁等 磨—研磨 08 7 粗车—半精车—精车—精细 IT13~IT 50~12. 有色金属 9 车—研磨 11 5
13
端面
粗车—半精车—精车 粗车—半精车—磨削
尺寸公差 等级 IT13~IT10 IT9~IT8 IT7~IT6
表面粗糙度 （Ra）um 50~12.5 6.3~1.6 0.8~0.2
粗铣（刨） 粗铣（刨）—精铣（刨） 粗铣（刨）—精铣（刨）—刮研（宽刀细刨、 高速铣削） 粗铣（刨）—精铣（刨）—粗磨—精磨 粗铣（刨）—精铣（刨）—粗磨—精磨—研磨
4
半精车是在粗车基础上，进一步提高精度和减小粗糙 度值。可作为中等精度表面的终加工，也可作为精车或 磨削前的预加工。其公差等级为 IT10 ～ IT9 ，表面粗 糙度 Ra 值为 6.3 ～ 3.2μm 。 精车是使工件达到预定的精度和表面质量的加工。精 车的公差等级为 IT8 ～ IT6 ，表面粗糙度 Ra 值为 1.6 ～ 0.8μm 。
零件表面加工方法选择
内容
1 外圆表面加工 2 内圆表面加工方法 3 平面加工 4 螺纹加工 5 齿轮加工
典型零件加工与加工方法
对精加工前的各个表面进行加工，为精加工做好准备。
03
修正基准，确保精加工的准确性。
精加工
对零件进行最终加工，使其达到要求的尺寸、形 状和表面质量。 对重要表面进行精加工，确保其精度和光洁度。
对其他次要表面进行修整，使其符合要求。
表面处理
1
对零件表面进行涂装、喷塑、电镀等处理，以提 高其耐腐蚀性、美观性和功能性。
02 典型零件的加工方法
车削加工
01
02
03
定义
车削加工是利用车床来对 工件进行旋转切削加工的 方法。
应用
主要用于加工圆柱形、圆 锥形等回转体零件，如轴 类、盘类零件等。
特点
加工精度高，表面质量好， 生产效率高。
铣削加工
定义
铣削加工是利用铣床对工件进行切削加工的方法。
应用
主要用于加工平面、沟槽、齿轮、齿条等复杂形 状的零件。
激光加工技术
利用激光的高能量密度 特点，对零件进行快速、 精确的切割、打孔、焊 接等加工，提高加工效 率和精度。
超声波加工技术
利用超声波的振动和冲 击作用，对硬脆材料进 行高效磨削和抛光，特 别适合于加工复杂形状 的零件。
新型加工材料的研发与应用
新材料如碳纤维、钛合金等具有轻质、 高强度等特点，能够提高零件的性能 和减轻重量，为航空、汽车等产业的 发展提供有力支持。
2
根据需要选择合适的表面处理方法，如喷漆、镀 铬、渗碳等。
3
对表面处理后的零件进行质量检查和验收，确保 其符合要求。
04 典型零件的质量控制
加工精度控制
尺寸精度控制
通过合理的加工工艺和刀具选择，确保零件的尺寸精度达到要求。
形位精度控制
加工方法的选择
加工方法的选择零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。
在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。
表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。
在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。
由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素：(1) 工件材料的性质例如，淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。
(2) 工件的结构和尺寸例如，对于IT7 级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。
但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于60 ㎜的孔不宜采用钻、扩、铰。
3) 生产类型选择加工方法要与生产类型相适应。
大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。
例如，平面和孔采用拉削加工。
单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。
又如为保证质量可靠和稳定，保证较高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。
(4) 具体生产条件应充分利用现有设备和工艺手段，不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，提高工艺水平。
一般最终工序采用车加工方案的，适用于各种金属（淬火钢除外）。
最终工序采用磨加工方案的，适用于淬火钢、未淬火钢和铸铁，但不宜加工强度低、韧性大的有色金属。
磨削前的车削精度无需很高，否则对车削不经济，对磨削也无意义。
最终工序采用精细车或研磨方案的，适用于有色金属的精加工。
研磨、超级光磨和高精度小粗糙值磨削前的外圆精度和粗糙度对生产率和加工质量影响极大，所以在研磨或高精度磨削前一般都要进行精磨。
零件各种表面的加工方案(共8张PPT)
四、齿轮（成形面）加工方案
序号 1 2 3
加工方案
滚齿或插齿
滚（插）齿—磨齿 滚（插）齿—剃齿、
珩齿
加工精度 8级及以下
5～6级 4～5级
适用条件
精度要求不高的 齿轮
传动精度较高的 淬硬齿轮
未淬硬的高精度 齿轮
第5页，共8页。
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五、汽车制造常用的切削加工方法与加工范围
汽车制造常用的切削加工方法有车削加工、铣削加工、 钻削加工、刨削加工和磨削加工等。车削加工主要加工各种 回转体表面以及回转体端面；铣削加工用于加工平面、台阶 面、沟槽、成形表面、型腔表面和螺旋表面；钻削加工主要 用于钻孔，还可以进行扩孔、铰孔、攻螺纹、锪沉头孔及锪 平面；刨削加工主要用于加工各种平面和沟槽；磨削加工可 以加工各种表面，还可以刃磨各种刀具。
1.外圆表面加工方案 2.平面加工方案 3.齿轮（成形面）加工方案
第2页，共8页。
二、外圆表面加工方案
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序号
加工方案
加工精度 表面粗糙度Ra/μm 材 料
1
粗车
IT13～IT11
2
粗车—半精车
IT10～IT9
3 粗车—半精车—精车 IT7～IT6
4 粗车—半精车—精磨 IT7～1T6
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零件各种表面的加工方案
1 第1页，共8页。
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一、零件各种表面的加工方案
机械零件的形状主要由外圆面、内圆面（孔）、平面和成形面这几种 表面组成。因此，只要能对这几种表面进行加工，就基本上能加工出所有 的机械零件。
零件加工的过程，实质上就是各种表面的加工过程。
参考讲义 表面加工方案选择依据
常见表面加工方案（四）常见表面加工方案选择依据参考讲义每一种表面的加工方案都有许多种，那么在具体零件上的表面用哪一种方案来加工是合理的呢？通常情况下，要根据零件的具体结构尺寸、材料性能、热处理状况，还有被加工表面的加工精度、表面粗糙度以及生产条件等因素来确定。
表面加工方案选择依据一般包括五个方面：1.根据表面的尺寸精度和表面粗糙度Ra 值选择；2.根据表面所在零件的结构形状和尺寸大小选择；3.根据零件热处理状况选择；4.根据零件材料的性能选择；5.根据零件的批量选择。
根据表面的尺寸精度和表面粗糙度值选择加工方案零件上表面尺寸精度和表面粗糙度R a值的要求是决定该表面加工方案的主要依据。
同样一种表面由于尺寸精度和粗糙度Ra值的要求不同，其加工方案也不同。
表面的尺寸精度要求较低、表面粗糙度Ra值较大，这时表面需要的加工阶段就少，加工方案就简单。
表面的尺寸精度要求很高、表面粗糙度Ra值很小，那么该表面需要的加工阶段就多，加工方案就复杂繁琐。
例如：在图1中，两种零件皆为接盘，且零件的形状、公称尺寸、材料（45钢）及加工数量（单件小批）等均相同，需要加工的部位都是φ40内孔，分析其加工方案。
图1 接盘由于图1（a）接盘零件的内孔加工精度等级是IT10，表面粗糙度Ra值是6.3µm；图1有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）（b）接盘零件的内孔加工精度等级是IT7，表面粗糙度Ra值是1.6µm，致使二者加工方案有所不同。
根据内圆表面加工方案理论，可得到二者加工方案如下：图1（a）接盘内孔的加工方案可选择为：钻（粗车）—半精车。
图1（b）接盘内孔的加工方案可选择为：钻（粗车）—半精车—精车；钻（粗车）—半精车—磨。
根据表面所在零件的结构形状和尺寸大小选择加工方案零件的结构形状和尺寸大小对表面加工方案的选择有很大的影响。
因为即便同样一种表面，由于这个表面所在的零件结构形状、尺寸大小和所处的位置不同，选择的加工机床、夹具和刀具是不同的，因此导致最终的加工方案也不可能一样。
常见表面加工方案选择
4.41.外常圆加见工表方面案加选用工实方例案
外圆加工方案
3.外圆加工方案选用实例 5) 不同批量
4.41.外常圆加见工表方面案加选用工实方例案
外圆加工方案
3.外圆加工方案选用实例
6) 齿轮轴加工实例
6) 齿轮轴加工实例
选择φ32f7 φ28h6外圆，平键N的加工方案，确定机床，夹具。 1）φ32， 粗车－调质－半精车－粗磨 Ra1.6 二顶尖，90º度车刀，砂轮 2）φ28 粗车－调质－半精车－粗磨－精磨 Ra0.4 二顶尖，90º度车刀，砂 轮 3）键，IT9 Ra 铣 φ8 2刃键槽铣刀，平口钳，立铣床 4）齿轮加工在滚齿机上加工
未淬硬钢件孔，特别是有色金属零件上的精加工
3) 钻、扩、铰类 钻－扩－粗铰－精铰钻孔
未淬硬的孔、批量、小孔
4) 钻、镗、磨类 钻－粗镗－半精磨－精磨－研磨－珩磨加工
淬硬和未淬硬钢件上的孔。不能用来精加工有色金属件
5) 钻、拉类 钻－拉－精拉
用于大批量生产中未淬硬钢件、结构适于拉削的孔
6) 特种加工 电火花加工等 淬火件 硬度高
4.1 常见表面加工方案
外圆加工方案
3.外圆加工方案分析 车磨类方案
3.1 常见表面加工方案
Байду номын сангаас车磨类方案
粗车 IT13—IT11Ra50-12.5
半精车 IT10—IT9 Ra6.3-3.2
粗磨 IT7—IT6 Ra0.8-0.4
精磨 IT6—IT5 Ra0.4-0.2
精车 IT7—IT6 Ra1.6-0.8
3) 表面质量：表面粗糙度和表层物理机械性能要求。
4.1 常见表面加工方案
孔的加工方案
4.孔加工方案分析
零件典型表面的切削成形方法
第十一章零件典型表面的切削成形方法机械产品都是由零件组成的。
尽管机械零件的种类很多，形状各异，但都是由一些最基本的几何表面（外圆、孔、平面等）组成的，而每种表面又有不同的加工方法。
由于不同加工方法的加工质量、加工时间、加工费用是不相同的，正确选择加工方法对保证产品质量，提高生产率和经济性有着重要意义。
本章将介绍组成零件的几种典型表面的加工方法和加工方案，并进行了分析比较，为学习第十二章（机械加工工艺过程）打下必要的知识基础。
第一节外圆表面加工外圆表面是轴、套、盘等回转体类零件最基本的组成表面之一。
其主要技术要求一般包括尺寸精度、表面粗糙度，重要的表面还包括圆度、圆柱度等形状精度，以及同轴度、圆跳动量、全跳动量等位置精度。
外圆表面常用的加工方法有车削、磨削、研磨和超级光磨等。
一、外圆表面的车削（一）常用车床类型及应用范围1．普通车床在各种车床中，该机床用得较多，所占的比例较大。
其主要特点是通用性强，加工内容广，但生产率低，因此适用于单件小批加工。
2．六角车床由于该机床的回轮（或转塔）刀架能安装较多数量的刀具，并有轴向、径向定距切削装置，因此，不仅适合加工较复杂的回转类零件，并且生产率也明显高于普通车床，因此适用于较大批量加工较复杂的中小型零件。
3．自动、半自动车床这两类车床由于自动化程度高，故生产率亦高。
但是由于在每种零件加工前需要设计、制造专用靠模、凸轮等自动控制元件，调整也较复杂费时，生产准备周期长，因此适用于大批量生产。
4．立式车床该机床适于加工直径大而长度短的大型盘、套类零件，在重型机械制造部门应用较多。
5．数控车床该机床不仅具有加工过程自动化、效率高的特点，而且具有改变加工对象只需改变其控制程序即可的特点。
因此，该机床与一般自动、半自动机床相比具有很大的灵活性、适应性，数控机床已达到较广泛的应用。
但由于该机床技术复杂，造价高，故仅适用于中小批量加工形状较复杂的回转体类零件。
（二）车床上常用夹具及应范围1．三爪自定心卡盘这是车床上最常用的夹具，所谓自定心是指在平面螺纹驱动下，能保证三个卡爪同步径向移动，可自动定心且夹紧迅速。
表面加工方法的选择
表面加工方法的选择 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】表面加工方法的选择零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。
在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。
目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。
拟定工艺路线的基本过程见图4-28所示。
表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。
在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。
由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素：(1) 工件材料的性质例如，淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。
(2) 工件的结构和尺寸例如，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。
但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于60㎜的孔不宜采用钻、扩、铰。
图4-28 工艺路线拟定的基本过程(3) 生产类型选择加工方法要与生产类型相适应。
大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。
例如，平面和孔采用拉削加工。
单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。
又如为保证质量可靠和稳定，保证较高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。
(4) 具体生产条件应充分利用现有设备和工艺手段，不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，提高工艺水平。
表4-1~4-4分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度，供选择加工方法时参考。
零件加工或加工方法
零件加工或加工方法
零件加工指的是通过机器工具或手工加工方法，将一定规格、一定形状、一定精度要求的零部件制作出来的过程。
常见的零件加工方法包括：
1.车床加工：通过旋转的工件在切削刀具上做径向或轴向移动，实现对工件的加工。
2.铣床加工：通过将工件在刀具上的相对运动，去除工件表面的材料，得到所需形状和尺寸。
3.钻床加工：通过旋转的钻头或钻钻头将孔径加工到所需的大小和深度。
4.磨床加工：利用磨石或其他磨粒材料对工件表面进行细小切削处理，达到所需的精度和表面质量。
5.冲压加工：通过将金属板料放在模具中，施加压力以塑形或裁剪成所需形状。
6.拉伸成型加工：通过将金属棒材或板材经过一定的预处理后，拉伸变形成为所需形状。
7.铸造加工：通过将熔融的金属或其他材料注入模具中，使其冷却凝固成为所需的形状。
总之，不同的零件加工方法适用于不同的材料和加工要求。
一般而言，需要考虑工件的精度要求、尺寸和形状、批量、工艺技术和生产成本等因素，才能选择最适合的加工方法。
9.2 套筒类零件典型表面的加工方法(理解)
⑤刀具成本高 由于制造复杂,故成本高。
拉削孔径的范围一般为10- 100 mm,拉孔 深度一般不宜超过孔径的3 -4倍。拉刀能拉 削各种形状的孔,如圆孔、多边形孔等,前面 讲过的花键加工就是一例 。
拉削过程与铰孔相似,都是以预加工孔本 身定位,它不能纠正孔的位置偏差。 拉孔时, 由于切削力的作用,工件端面被紧压在机床 端面的支承盘上,因此,要求预加工孔的轴心 线必须与其端面垂直,否则会引起拉刀弯曲 和振动 。 若不能保证工件端面与预加工孔
绍常用孔的加工方法:
1.钻孔
钻孔是用麻花钻在实体材料上加工孔的
方法。 通常采用麻花钻钻孔,但由于麻花钻 的强度和刚性较差,排屑较困难, 切削液不易 进入,因此,加工孔的精度和表面质量比较低, 一般公差等级为 IT13 ~IT11 ,表面粗糙度值 Ra为12.5-6.3µm。
在钻孔时麻花钻往往容易产生偏移,其主 要原因是：切削刃的刃磨角度不对称;钻削 时工件端面与麻花钻没有定好位;工件端面 与机床主轴轴线不垂直等 。 为了防止和减
手铰往往比机铰质量高,其主要原因是: 切削速度低,切削温度不高,不易产生积屑瘤, 切削时无振动,刀具中心位置完全由孔自身 来引导等。 因此,孔加工质量要求很高时多 在机铰后再进行手铰。
4.镗孔
镗孔是最常用的孔加工方法之一 ,可以 作为粗加工,也可以作为精加工,并且加工范 围很广, 可以加工各种不同类型零件上的孔。 镗孔一般在镗床上进行,但也可以在车床、 铣床和数控机床、加工中心上进行。一般 镗孔能达到的公差等级为 IT10-IT8,表面粗糙 度值 Ra为6. 3 - 0.8 µm。
由于镗孔时刀具(镗杆和镗刀)尺寸受到 被加工孔径的限制,因此, 一般刚性较差,容 易引起弯曲和扭转振动,特别是镗小直径、 离支承较远的孔,振动情况更为严重,会影响 孔径的精度 。
《金属工艺学》考核标准
考试方式与标准考试方式：闭卷•先要获得考试资格再参加理论考试•成绩: 平时20%(课堂作业、课外作业、实验、考勤）+考试80%•若有大作业，大作业作为平时成绩，占总比例10%考试标准：考试内容根据专业特点的不同，重点内容有所变化，但均以大纲为依据，主出卷人出好题目后，需经同类课程其他老师审查，无误后交给教学主任审核签字后试卷才能生效。
考试题型：判断题、填空题、名词解释、单选题、多选题、问答题、改错题、综合题。
《金属工艺学》考试大纲绪论机器制造过程。
第1章金属材料的主要性能1、力学性能的概念。
力学性能主要指标：强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度。
2、金属材料的工艺性能及物理化学性能。
第2章铁碳合金铁碳合金相图中的相、特性点和特性线。
典型铁碳合金的组织转变。
铁碳合金相图的应用。
第3章钢的热处理热处理的基本概念。
钢在加热和冷却时的组织转变。
钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用。
钢的表面淬火和化学热处理。
第4章非金属材料塑料、陶瓷和复合材料的基本知识。
熟悉常用工程塑料、工业陶瓷及复合材料的分类、性能特点及应用，学会在生产实践中，正确选择并应用这些材料。
第5章铸造工艺基础要重点掌握铸造合金液体的充型能力与流动性及其影响因素，缩孔与缩松的产生与防止，铸造应力、变形与裂纹的产生与防止。
掌握铸件质量的综合控制方法。
第6章常用合金铸件的生产掌握各种铸铁的生产方法、牌号的表示方法、组织、性能、使用范围和铸造工艺特点。
第7章砂型铸造工艺了解常用的机械造型方法；掌握砂型铸造工艺及铸造工艺图的表示方法，正确选择铸造工艺参数；根据砂型铸造工艺特点，能够正确地设计铸件的结构。
第8章特种铸造熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法特点及应用。
第9章金属压力加工基础了解金属塑性变形的有关理论基础，特别是塑性变形对金属组织和性能的影响，金属可锻性的影响因素等。
第10章常用的锻造方法初步掌握自由锻和模锻的基本工序、特点及应用。
典型表面加工方法平面加工
平面的磨削方式
（1）圆周磨削
平 面 磨 削
可以获得较高的精度和表面质量。否则容易产生振纹。 适于在成批生产条件下加工精度要求较高的平面。
平面的磨削方式 （2）端面磨削
平 面 磨 削
生产效率高。加工精度较低。 适于在大批大量生产中加工精度要求不很高的工件。
工方法。
（1）粗刨一精刨一宽刃精刨(代刮削)
适于加工狭长平面
三、平面加工方法的选择
4. 精密平面的加工 对于有更高精度要求的平面，可在磨削后分别采用研磨、 精密磨、导轨磨、抛光等方法，使加工精度达到IT6以上，
平 表面粗糙度达到Ra0.008～0.32um。 面 常用的平面加工方案见图11.3。 的 加 工 方 案
平 面 的 加 工 方 案
（3）粗车一精车
适于加工回转体轴、套、盘、环
等类零件的端面。
（4）粗拉一精拉
适于贯通的内平面加工。
三、平面加工方法的选择
3. 高精度平面的加工 未淬火钢件、铸铁件、有色金属等材料工件的加工，采用：
平 适于加工宽平面 面 （2）粗铣一精铣一高速精铣 的 （3）粗铣一拉削 生产率很高，而且加工质量也较高。 加 淬火钢和非淬火钢件、铸铁件可以采用粗铣(粗刨)一精 工 铣(精刨)一磨削的加工方法。 方 回转体零件的台肩平面可以采用粗车一精车一磨削的加 案
可以去掉前工序的加工痕迹，从而获
得更光泽的表面。抛光仅能降低表面
粗糙度值，不能提高加工精度。
第一节 平面加工
三、平面加工方法的选择
1. 低精度平面的加工 粗刨、粗铣、粗车
平 面 的 加 工 方 案
三、平面加工方法的选择
典型表面加工方法ppt课件
内圆加工方案四
拉削类
Ra25-12.5 IT 12-11
钻孔
粗车 粗镗
粗拉
Ra1.6-0.8 IT 8－7
Ra25-12.5
IT 12-11 调质
精拉
Ra0.8-0.4 IT 7－6
应用：大批量生产的、除淬硬钢以外的、结构适宜拉削的孔
内圆加工方案五
特种加工
Ra3.2-0.4
电火花穿孔
Ra1.6—0.1
4.材料热处理要求决定加工方案
5.生产批量决定加工方案
生产类型
单件生产
批量 生产
小批 中批 大批
大量生产
零件的年产量(生产纲领)（件）
重型零件 中型零件 轻型零件
<5
<10
<100
5~100
10~200
100~500
100~300 200~500 500~5000
300~1000 500~5000 5000~50000
典型表面的加工方法
表面加工方案的选择原则 常见表面的加工方案
外圆、孔、平面
典型成形面－齿轮
加工方法 加工方案
一、表面加工方案的选择原则
1.零件/型面类型（结构形状和尺寸）
外圆、内圆、平面、特殊表面（齿轮） 回转体、非回转体
2.加工精度（IT、Ra）
粗糙、中等、精度较高、精密、超精密
Ra0.2-0.1 IT5
Ra0.8-0.2 IT5
超精 Ra0.1-0.05 加工 IT5
砂带 Ra0.4-0.1 磨削 IT6-5
应用： 1. 除有色金属零件的外圆； 2. 零件结构适宜磨削的外圆；特别适合淬火处理的外圆
外圆加工方案三
典型表面与典型零件加工工艺
6 研中心孔 研两端中心孔
7 磨外圆 磨φ32mm外圆，φ32h6留研磨余量0.01mm
8
研磨 研磨φ32h6表面达设计要求，抛光圆角
9
检验
第十二页，共49页。
二 内孔加工(jiā gōng)
1.钻、扩、铰、锪、拉孔 2.镗孔 3.磨孔 4.孔的光整加工：研磨、珩磨 5.孔加工方法(fāngfǎ)的选择
轴承孔：大型(dàxíng)支架和箱体应在卧式镗床上加 工； 小型支架和箱体可在铣床或车床上加工。
螺钉孔、螺纹底孔和油孔：在钻床上钻削。
第二十五页，共49页。
（3）轴类零件 (línɡ jiàn)
中心线上的孔：一般(yībān)在车床上 加工，高精度的孔需再转磨床加工。 其他孔：在钻床上钻削。
第二十六页，共49页。
第十一页，共49页。
材料(cáiliào)： 20钢
58-62HRC
工序 1 2 3
工序名称
工序内容的要求
下料
用热轧圆钢按尺寸φ35mmX215mm切断
车削
车两端面钻中心孔，保证长度尺寸210mm
车削 φ32外圆留磨削余量0.4mm，其余达图样尺寸
5 热处理 保证渗碳层深度0.8-1.2mm，硬度58—62HRC
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铰孔
在半精加工基础上进行的一种孔的精加工方法。 铰刀(jiǎo dāo)应与机床主轴浮动连接。 铰孔直径一般不大于80mm。
第十六页，共49页。
锪孔
➢ 用锪钻加工锥形或柱形的沉坑称为锪孔 ➢ 一般在钻床上进行 ➢ 目的是为了安装沉头螺钉(luódīng)，锥形锪钻还
可用于清除孔端毛刺
1.一次装夹能同时加工不 同位置上的平面。
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20.2.3 孔的光整加工
为了进一步提高孔的精度，得到更细的表面粗糙度，通常 在精加工之后还要采用研磨,珩磨等光整加工方法。
1.研磨
孔的研磨和外圆研磨一样，也是用研具和工件的相对运动，利用其间的研磨剂 磨去工件表面很薄的一层余量（0.01～0.03mm）来进行光整加工。
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20.3.4 平面磨削
1.平面磨削方法
(1)周磨
a.砂轮与工件接触面积小,磨削 热少,排屑和冷却条件好 b.加工精度高 c.生产率低 d.适用于批量生产磨削精度 较高的中小型零件.
2.平面磨削工艺特点
• 机床结构简单,系统刚性较强,加工质量 及生产率较内外圆磨高. • 工件装夹简单,生产率高. • 成批,大量生产中可以磨削代替铣削与 刨削去掉毛坯表面上的硬皮,既能提高 生产率,又能有效保证加工质量
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20.1.3 外圆表面的光整加工
外圆表面光整加工的主要作用，是改善 零件的表面质量。有些光整加工还可以 提高零件的尺寸精度和形状精度。
1．研磨
在磨具和工件之间置以研磨剂，并使研具和工件产生 复 杂的相对运动，磨料从工件上切除很薄金属的光 整加工过程。
2．超级光磨
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20.3.3 平面的拉削加工
拉削平面是一种高生产率的加工方法。在汽车、拖拉机制 造业中，拉削平面得到广泛应用。如发动机气缸体和连杆的平 面都用拉削加工。 拉削除了加工单一表面外，还常用来加工组合表面，而这 些表面若用其它切削方法加工十分费事或者无法完成，而拉削 提供了简便、可靠的加工途径。
20.1.1 外圆表面的车削加工
车削加工的工艺范围：粗车、 半精车、精车、精细车 外圆表面车削加工设备及工艺 特点 生产率高 应用广泛 加 工材料范围较广 车削外圆时工件的装夹特点 装夹方便快捷 易于保证 位置精度
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• 20.1.2 外圆表面的磨削加工
外圆表面的磨削加工，可采用的方法有：
钻扩铰 钻扩粗铰精铰 粗镗半精镗铰 (钻)粗镗拉 (钻)粗镗半精镗 (钻)粗镗半精镗精镗 粗镗半精镗浮动镗 (钻)粗镗半精镗磨 (钻)粗镗半精镗粗磨精磨
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序 号 1 2 3 4 5 6 加工方案 粗车——精车 粗铣(或粗刨) 粗铣——精铣 粗刨——精刨 粗铣(刨)——拉 加工精度 IT8IT11 表面粗糙度 Ra μm 1.612.5 适用范围 车削工件的端面 不淬火钢,铸铁和非 铁金属件的平面
IT11IT13 12.525 IT7IT10 IT7IT10 IT6IT7 1.66.3 1.66.3 0.40.8 0.20.8
重点内容
外圆表面、平面、 孔的加工方法
作业：P323
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20.5;
20.1 外圆面的加工方法
外圆表面的 典型零件
轴类零件 盘类零件
外圆表面的典 型加工方法 外圆表面的 技术要求
车削 磨削
1、尺寸精度 2、形状精度
3、位置精度 4、表面质量
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拉 磨,珩磨,研磨
孔的技术要求
尺寸精度
形状精度 位置精度 表面质量
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序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 钻孔 钻铰
加工方案
加工精度 IT11T13 IT7—IT8 IT6—IT8 IT6—IT7 IT7—IT8 IT7—IT8 IT9—IT10 IT7—IT8 IT7—IT8 IT7—IT8 IT6—IT7
a.影响外圆加工方案的主要因素 工件材料 加工精度 热处理状态
b.典型外圆加工方案 1.粗车 2.粗车半精车 3.粗车半精车精车 4.粗车半精车磨削 5.粗磨精磨研磨 车削
加工路线
磨削
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案方工加面表圆外
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表面粗糙度 Ra/μm 12.525 1.63.2 0.41.6 0.40.8 0.81.6 0.41.6 3.26.3 0.81.6 0.81.6 0.81.6 0.40.8
适用范围 任何批量,实体工件 不淬火钢件,铸铁件 和非铁合金件小孔, 细长孔 Φ30100铸锻孔 成批,大量生产 除淬火件外各种零 件小批生产 成批,大量生产 钢及铸铁件孔的精 加工
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第20章 零件典型表面加工方法的选择
主要内容 20.1 外圆面的加工 20.2 孔的加工 20.3 平面的加工 20.4 成形面的加工 20.5 螺纹的加工 20.6 齿轮齿形的加工 要求
根据零件的基本的几何形状，正确选 择加工方法和加工方案；了解螺纹和 齿轮齿形的加工方法。
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• 20.4.2.2 用简单刀具加工
(1)用靠模装置加工成形面 a.生产效率高 b.加工精度由靠模决定 c.靠模形状复杂,成 本高 d.适合成批生产 中应用 e.靠模易摩损
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• (2)按运动轨迹法加工成形面 外球面的铣削 铣削 内球面的铣削 外球面的车削 车削 内球面的车削 外球面的磨削 磨削 内球面的磨削
20.4.1 成形面加工方法分析
加工方法
成形砂轮 磨削 成形夹具 磨削 砂带磨削
加工 精度
较高
表面 粗糙度
较小
生产 率
较高
机床
适用范围
成 形 面 的 磨 削 加 工
平面磨, 成批加工回转成形面, 工具磨, 外直线成形面 外圆磨 成形磨 单件,小批生产各种外直 床,平面 线成形面 磨床 砂带磨 床 坐标磨 床 加工各种批量外直线成 形面和回转成形面 单件小批加工各种内外 直线成形面.(主要是模具 型腔)
粗铣(刨)精铣（刨）磨 IT5IT6
钢,铸铁的中小零件 的平面
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20.4 成形面的加工方法
成形 面的 种类
回转成形面 直线成形面 立体成形面
成形面 的技Байду номын сангаас 要求
a.尺寸精度
c.位置精度
b.形状精度
d.表面质量
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20.3 平面的加工方法
20.3.1平面的车削加工
a) 三爪卡盘 ，b)四爪卡盘，c)花盘，d)立车
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20.3.2平面的铣、刨加工
铣和刨是平面加工的两种基本方法。在多数情况下，铣 削的生产率明显地高于刨削。刨削的生产率虽然比铣削的生 产率低，但由于刨刀结构简单，刨床便宜，调整简便，所以 在单件小批生产中具有较好的经济效益。
1．外圆磨削法 外圆磨削通常在外圆磨床上进行。外圆磨削可 采用纵磨法、横磨法、综合磨法和深磨法，也可在无心磨床上 进行，称为无心外圆磨削法。 2．高速磨削 高速磨削是使用高强度砂轮，磨削砂轮线速度 从一般的30m/s提高到50m/s以上，可以提高生产率。
a 3．细粗糙度磨削 使工件表面获得粗糙度为 R 0．1～0．01 微米的磨削工艺，通称为细粗糙度磨削。细粗糙度磨削包括精 密磨削、超精密磨削和镜面磨削。一般能获得表面粗糙度
高
小
较高
高
小
较低
连续轨迹 数控坐标 磨削
很高
很小
较高
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• 20.4.2.1 用成形刀具加工
车削成形面 铣削成形面 刨削成形面 拉削成形面 磨削成形面
工艺特点:
a.加工精度主要取决于刀具精度 b.易于保证同一批零件形状及尺寸的 一致性和互换性 c.生产率高 d.刀具重磨次数多,使用寿命长 e.刀具设计制造复杂,成本高
用磨粒极细的磨条对工件表面进行的一种光整加工方 法。也叫超精加工。超级光磨适用于轴类零件圆柱表 面的光整加工
3．抛光
工件经过抛光表面粗糙度可达Ra 0.01～0．02，从 而显出光泽的表面，但切除金属不均匀，工件尺寸精 度不易控制。
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• 20.1.4 外圆加工方案的制订 外圆加工方案的制订
如果两个平面的平行度不符合要求时，可在较厚的部位加大压 力，研磨时间延长一些，以便多去—些金属，直到符合要求为止。 当工件尺寸大而被研磨的平面较小时，可手持研具进行研磨。机械 研磨平面的加工方法与研磨外圆类似，可以同时加工工件的两个平 行平面。
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• 20.3.6 平面加工方法的选择
20.2 孔的加工方法
20．2．1 钻、扩、铰、镗、拉孔
1.钻孔 2．扩孔，铰孔
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镗孔
拉孔
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20.2.2 磨孔
磨削孔主要用于加工淬硬工件，精度要求 较高和表面粗糙度较细的通孔，盲孔或带 断续表面的孔（如带有键槽的孔）等。
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20.5.2 铣螺纹
铣削头结构简 单，操作方便 生产率高，刀 尖易损
生产率高，表面粗糙度小（Ra 1.6um) 加工精度，生产率较高，适 合于大批量生产 球面直径不宜过小 加工精度高，表面粗糙度小，生产率 低，适合小批生产 精度高粗糙度小，球磨机上磨直径 大，深度小的零件
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外球面的铣削