不同的加工方法可能达到的尺寸精度及表面粗糙度
各种加工方法的经济精度和表面粗糙度
各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度表1 孔加工的经济精度表2 圆锥形孔加工的经济精度表3 圆柱形深孔加工的经济精度表4 花键孔加工的经济精度表5 外圆柱表面加工的经济精度表6 端面加工的经济精度（mm）表7 用成形铣刀加工的经济精度（mm）注：指加工表面至基准的尺寸精度。
表8 同时加工平行表面的经刘精度(mm)注：指两平行表面距离的尺寸精度。
表9 平面加工的经济精度注：1 表内资料适用于尺寸<1m，结构刚性好的零件加工，用光洁的加工表面作为定位和测量基准。
2 端铣刀铣削的加工精度在相同的条件下大体上比圆柱铣刀铣削高一级。
3 细铣仅用于端铣刀铣削。
表10 公制螺纹加工的经济精度表11 花键加工的经济精度表12 齿形加工的经济精度各种加工方法能够达到的形状的经济精度表13 平面度和直线度的经济精度表14 圆柱形表面形状精度的经济精度注：形状精度等级的公差值见附表2、3。
表15 曲面加工的经济精度表16 在各种机床上加工时形状的平均经济精度各种加工方法所能够达到的相互位置的经济精度表17 平行度的经济精度表18 端面跳动和垂直度的经济精度表19 同轴度的经济精度表20 轴心线相互平行的孔的位置经济精度注：对于钻、卧镗及组合机床的镗孔偏差同样适用于铰孔。
表21 轴心线相互垂直的孔的位置经济精度注：在镗空间的垂直孔时，中心距误差可按上式相应的找正方法选用。
各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度表22 各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度各类型面的加工方案及经济精度表23 外圆表面加工方案表24 孔加工方案表25 平面加工方案——机械篇标准公差及形位公差附表1 标准公差值注：基本尺寸小于1mm时，无IT14至IT18。
13 22-4-25 10:32附表2 平面度、直线度公差值附表3 圆度、圆柱度公差值附表4 平行度、垂直度、倾斜度公差值附表5 同轴度、对称度、圆跳动、全跳动公差值参考文献1 《金属机械加工工艺人员手册》修订本上海科学技术出版社1981年2 《机械制造工艺学》顾崇衔等编著陕西科学技术出版社1982年3 《航空机械设计手册》第三机械工业部612所编1979年4 《机械制造工艺学课程设计简明手册》华中工学院机械制造工艺教研室编1981年5 《机械工程手册》第46篇机械工业出版社1981年6 《圆柱齿轮加工》上海科学技术出版社1979年切削用量切削用量的选择原则正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。
机械加工常见的表面处理种类和作用
机械加工常见表面处理的种类基本原理和用途表面处理工艺:静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀静电喷涂：静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。
静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。
静电喷涂的作用1、一次涂装可以得到较厚的涂层，例如涂覆100～300μm的涂层，用一般普通的溶剂涂料，约需涂覆4～6次，而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。
涂层的耐腐性能很好。
2、粉末涂料不含溶剂，无三废公害，改善了劳动卫生条件。
3、采用粉末静电喷涂等新工艺，效率高，适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。
4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。
粉末涂料开始用于防护和电气缘方面，随着科技的发展，目前已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装。
我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究，并在生产上得到应用。
发展到目前已广泛得到使用。
烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。
镀锌：是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。
颜色有很多种，一般常见的有蓝白色、银白色等。
镀铬：在金属制品表面镀上一层致密的氧化铬薄膜，可以使得金属制品更加坚固耐用。
镀铬有两种的，一种是装饰铬，一种是硬铬。
镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械，如：模具等，镀装饰铬顾名思义，主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。
影响镀铬后表面粗糙度的因素工件表面镀铬后的表面粗糙度与以下条件有直接的关系:1、镀前基体的表面粗糙度（基体表面粗糙度值越小镀后表面粗糙度值也小）；2、镀液温度的高低（温度高镀后表面粗糙度值就大）；3、电流密度的大小（电流密度越大镀后表面粗糙度值就大）；4、镀夜浓度（镀液浓度大镀后表面粗糙度值就大）；5、电镀时间（电镀时间越长镀后表面粗糙度值就大）。
精密超精密加工技术
精密超精密加工技术精密及超精密加工对尖端技术的发展起着十分重要的作用。
当今各主要工业化国家都投入了巨大的人力物力,来发展精密及超精密加工技术,它已经成为现代制造技术的重要发展方向之一。
本节将对精密、超精密加工和细微加工的概念、基本方法、特点和应用作一般性介绍。
一、精密加工和超精密加工的界定精密和超精密加工主要是根据加工精度和表面质量两项指标来划分的。
这种划分是相对的，随着生产技术的不断发展，其划分界限也将逐渐向前推移。
1．一般加工一般加工是指加工精度在10µm左右（IT5~IT7）、表面粗糙度为R a0.2µm~0.8µm的加工方法，如车、铣、刨、磨、电解加工等。
适用于汽车制造、拖拉机制造、模具制造和机床制造等。
2．精密加工精密加工是指精度在10µm~0.1µm（IT5或IT5以上）、表面粗糙度值小于R a0.1µm的加工方法，如金刚石车削、高精密磨削、研磨、珩磨、冷压加工等。
用于精密机床、精密测量仪器等制造业中的关键零件，如精密丝杠、精密齿轮、精密导轨、微型精密轴承、宝石等的加工。
3．超精密加工超精密加工一般指工件尺寸公差为0.1µm~0.01µm数量级、表面粗糙度R a 为0.001µm数量级的加工方法。
如金刚石精密切削、超精密磨料加工、电子束加工、离子束加工等，用于精密组件、大规模和超大规模集成电路及计量标准组件制造等方面。
二、实现精密和超精密加工的条件精密和超精密加工技术是一项内容极为广泛的制造技术系统工程，它涉及到超微量切除技术、高稳定性和高净化的工作环境、设备系统、工具条件、工件状况、计量技术、工况检测及质量控制等。
其中的任一因素对精密和超精密加工的加工精度和表面质量，都将产生直接或间接的不同程度的影响。
1．加工环境精密加工和超精密加工必须具有超稳定的加工环境。
因为加工环境的极微小变化都可能影响加工精度。
内孔表面加工常用方法大汇总
内孔表面加工方法较多，常用的有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、磨孔、拉孔、研磨孔、珩磨孔、滚压孔等。
一、钻孔用钻头在工件实体部位加工孔称为钻孔。
钻孔属粗加工，可达到的尺寸公差等级为IT13~IT11，表面粗糙度值为Ra50~12.5μm。
钻孔有以下工艺特点：1．钻头容易偏斜。
在钻床上钻孔时，容易引起孔的轴线偏移和不直，但孔径无显著变化；在车床上钻孔时，容易引起孔径的变化，但孔的轴线仍然是直的。
因此，在钻孔前应先加工端面，并用钻头或中心钻预钻一个锥坑，以便钻头定心。
钻小孔和深孔时，为了避免孔的轴线偏移和不直，应尽可能采用工件回转方式进行钻孔。
2．孔径容易扩大。
钻削时钻头两切削刃径向力不等将引起孔径扩大；卧式车床钻孔时的切入引偏也是孔径扩大的重要原因；此外钻头的径向跳动等也是造成孔径扩大的原因。
3．孔的表面质量较差。
钻削切屑较宽，在孔内被迫卷为螺旋状，流出时与孔壁发生摩擦而刮伤已加工表面。
4．钻削时轴向力大。
这主要是由钻头的横刃引起的。
因此，当钻孔直径d﹥30mm时，一般分两次进行钻削。
第一次钻出(0.5~0.7)d，第二次钻到所需的孔径。
由于横刃第二次不参加切削，故可采用较大的进给量，使孔的表面质量和生产率均得到提高。
二、扩孔扩孔是用扩孔钻对已钻出的孔做进一步加工，以扩大孔径并提高精度和降低表面粗糙度值。
扩孔可达到的尺寸公差等级为IT11~IT10, 表面粗糙度值为Ra12.5~6.3μm，属于孔的半精加工方法，常作铰削前的预加工，也可作为精度不高的孔的终加工。
扩孔方法如图7－4所示，扩孔余量（D-d），可由表查阅。
扩孔钻的形式随直径不同而不同。
直径为Φ10~Φ32的为锥柄扩孔钻，如图7－5a所示。
直径Φ25~Φ80的为套式扩孔钻，如图7－5b所示。
扩孔钻的结构与麻花钻相比有以下特点：1．刚性较好。
由于扩孔的背吃刀量小，切屑少，扩孔钻的容屑槽浅而窄，钻芯直径较大，增加了扩孔钻工作部分的刚性。
2．导向性好。
各种加工方法的加工精度
各种加工方法的加工精度一：车削车削中工件旋转,形成主切削运动;刀具沿平行旋转轴线运动时,就形成内、外园柱面;刀具沿与轴线相交的斜线运动,就形成锥面;仿形车床或数控车床上,可以控制刀具沿着一条曲线进给,则形成一特定的旋转曲面;采用成型车刀,横向进给时,也可加工出旋转曲面来;车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等;车削加工精度一般为IT8—IT7,表面粗糙度为—μm;精车时,可达IT6—IT5,粗糙度可达—μm;车削的生产率较高,切削过程比较平稳,刀具较简单;二：铣削主切削运动是刀具的旋转;卧铣时,平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的;立铣时,平面是由铣刀的端面刃形成的;提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度,因此生产率较高;但由于铣刀刀齿的切入、切出,形成冲击,切削过程容易产生振动,因而限制了表面质量的提高;这种冲击,也加剧了刀具的磨损和破损,往往导致硬质合金刀片的碎裂;在切离工件的一般时间内,可以得到一定冷却,因此散热条件较好;按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反,又分为顺铣和逆铣;顺铣铣削力的水平分力与工件的进给方向相同,工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在,因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动,使进给量突然增大,引起打刀;在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时,顺铣刀齿首先接触工件硬皮,加剧了铣刀的磨损;逆铣可以避免顺铣时发生的窜动现象;逆铣时,切削厚度从零开始逐渐增大,因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段,加速了刀具的磨损;同时,逆铣时,铣削力将工件上抬,易引起振动,这是逆铣的不利之处;铣削的加工精度一般可达IT8—IT7,表面粗糙度为—μm;普通铣削一般只能加工平面,用成形铣刀也可以加工出固定的曲面;数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动,铣出复杂曲面来,这时一般采用球头铣刀;数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件,具有特别重要的意义;三：刨削刨削时,刀具的往复直线运动为切削主运动;因此,刨削速度不可能太高,生产率较低;刨削比铣削平稳,其加工精度一般可达IT8—IT7,表面粗糙度为—μm,精刨平面度可达1000,表面粗糙度为—μm; 四：磨削磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工,其主运动是砂轮的旋转;砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应;磨削中,磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝,使切削作用变差,切削力变大;当切削力超过粘合剂强度时,圆钝的磨粒脱落,露出一层新的磨粒,形成砂轮的“自锐性”;但切屑和碎磨粒仍会将砂轮阻塞;因而,磨削一定时间后,需用金刚石车刀等对砂轮进行修整;磨削时,由于刀刃很多,所以加工时平稳、精度高;磨床是精加工机床,磨削精度可达IT6—IT4,表面粗糙度Ra可达—μm,甚至可达—μm;磨削的另一特点是可以对淬硬的金属材料进行加工;因此,往往作为最终加工工序;磨削时,产生热量大,需有充分的切削液进行冷却;按功能不同,磨削还可分为外园磨、内孔磨、平磨等;五：钻削与镗削在钻床上,用钻头旋转钻削孔,是孔加工的最常用方法;钻削的加工精度较低,一般只能达到IT10,表面粗糙度一般为—μm,在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工;扩孔采用扩孔钻,铰孔采用铰刀进行加工;铰削加工精度一般为IT9—IT6,表面粗糙度为—μm;扩孔、铰孔时,钻头、铰刀一般顺着原底孔的轴线,无法提高孔的位置精度;镗孔可以较正孔的位置;镗孔可在镗床上或车床上进行;在镗床上镗孔时,镗刀基本与车刀相同,不同之处是工件不动,镗刀在旋转;镗孔加工精度一般为IT9—IT7,表面粗糙度为—0.8mm;钻削加工镗床加工车床加工六：齿面加工齿轮齿面加工方法可分为两大类：成形法和展成法;成形法加工齿面所使用的机床一般为普通铣床,刀具为成形铣刀,需要两个简单成形运动：刀具的旋转运动和直线移动;展成法加工齿面的常用机床有滚齿机、插齿机等;七：复杂曲面加工三维曲面的切削加工,主要采用仿形铣和数控铣的方法或特种加工方法见本节八;仿形铣必须有原型作为靠模;加工中球头仿形头,一直以一定压力接触原型曲面;仿形头的运动变换为电感量,加工放大控制铣床三个轴的运动,形成刀头沿曲面运动的轨迹;铣刀多采用与仿形头等半径的球头铣刀;数控技术的出现为曲面加工提供了更有效的方法;在数控铣床或加工中心上加工时,是通过球头铣刀逐点按坐标值加工而成;采用加工中心加工复杂曲面的优点是：加工中心上有刀库,配备几十把刀具;曲面的粗、精加工,可用不同刀具对凹曲面的不同曲率半径,也可选用适当的刀具;同时,可在一次安装中加工各种辅助表面,如孔、螺纹、槽等;这样充分保证了各表面的相对位置精度;八:特种加工特种加工方法是指区别于传统切削加工方法,利用化学、物理电、声、光、热、磁或电化学方法对工件材料进行加工的一系列加工方法的总称;这些加工方法包括：化学加工CHM、电化学加工ECM、电化学机械加工ECMM、电火花加工EDM、电接触加工RHM、超声波加工USM、激光束加工LBM、离子束加工IBM、电子束加工EBM、等离子体加工PAM、电液加工EHM、磨料流加工AFM、磨料喷射加工AJM、液体喷射加工HDM及各类复合加工等;分类原理原理示意特点应用范围电火花加工电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温熔蚀工件表面材料来实现加工的;电火花加工机床一般由脉冲电源、自动进给机构、机床本体及工作液循环过滤系统等部分组成;工件固定在机床工作台上;脉冲电源提供加工所需的能量,其两极分别接在工具电极与工件上;当工具电极与工件在进给机构的驱动下在工作液中相互靠近时,极间电压击穿间隙而产生火花放电,释放大量的热;工件表层吸收热量后达到很高的温度10000℃以上,其局部材料因熔化甚至气化而被蚀除下来,形成一个微小的凹坑;工作液循环过滤系统强迫清洁的工作液以一定的压力通过工具电极与工件之间的间隙,及时排除电蚀产物,并将电蚀产物从工作液中过滤出去;多次放电的结果,工件表面产生大量凹坑;工具电极在进给机构的驱动下不断下降,其轮廓形状便被“复印”到工件上工具电极材料尽管也会被蚀除,但其速度远小于工件材料; 用特殊形的电极工具加工相应工件的电火花成形加工机床————①加工硬、脆、韧、软和高熔点的导电材料；②加工半导体材料及非导电材料；③加工各种型孔、曲线孔和微小孔；④加工各种立体曲面型腔,如锻模、压铸模、塑料模的模膛；⑤用来进行切断、切割以及进行表面强化、刻写、打印铭牌和标记等;用线电极加工二维轮廓形状工件的电火花线切割机床电解加工电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种方法;工件接直流电源正极,工具接负极,两极之间保持狭小间隙0.1mm～0.8mm;具有一定压力～的电解液从两极间的间隙中高速15m/s～60m/s流过;当工具阴极向工件不断进给时,在面对阴极的工件表面上,金属材料按阴极型面的形状不断溶解,电解产物被高速电解液带走,于是工具型面的形状就相应地“复印”在工件上; ————①工作电压小,工作电流大；②以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面或型腔；③可加工难加工材料；④生产率较高,约为电火花加工的5～10倍；⑤加工中无机械切削力或切削热,适于易变形或薄壁零件的加工；⑥平均加工公差可达±0.1mm左右；⑦附属设备多,占地面积大,造价高；⑧电解液既腐蚀机床,又容易污染环境; 电解加工主要用于加工型孔、型腔、复杂型面、小直径深孔、膛线以及进行去毛刺、刻印等;激光加工对工件的激光加工由激光加工机完成;激光加工机通常由激光器、电源、光学系统和机械系统等组成;激光器常用的有固体激光器和气体激光器把电能转变为光能,产生所需的激光束,经光学系统聚焦后,照射在工件上进行加工;工件固定在三坐标精密工作台上,由数控系统控制和驱动,完成加工所需的进给运动;①不需要加工工具；②激光束的功率密度很高,几乎对任何难加工的金属和非金属材料都可以加工；③激光加工是非接触加工,工件无受力变形；④激光打孔、切割的速度很高,加工部位周围的材料几乎不受切削热的影响,工件热变形很小;⑤激光切割的切缝窄,切割边缘质量好; 激光加工已广泛用于金刚石拉丝模、钟表宝石轴承、发散式气冷冲片的多孔蒙皮、发动机喷油咀、航空发动机叶片等的小孔加工以及多种金属材料和非金属材料的切割加工;超声波加工超声波加工是利用超声频16KHz～25KHz振动的工具端面冲击工作液中的悬浮磨料,由磨粒对工件表面撞击抛磨来实现对工件加工的一种方法;超声发生器将工频交流电能转变为有一定功率输出的超声频电振荡,通过换能器将此超声频电振荡转变为超声机械振动,借助于振幅扩大棒把振动的位移幅值由0.005mm～0.01mm 放大到～0.15mm,驱动工具振动;工具端面在振动中冲击工作液中的悬浮磨粒,使其以很大的速度,不断地撞击、抛磨被加工表面,把加工区域的材料粉碎成很细的微粒后打击下来;虽然每次打击下来的材料很少,但由于打击的频率高,仍有一定的加工速度;由于工作液的循环流动,被打击下来的材料微粒被及时带走;随着工具的逐渐伸入,其形状便“复印”在工件上; ——————————————在加工难切削材料时,常将超声振动与其它加工方法配合进行复合加工,如超声车削、超声磨削、超声电解加工、超声线切割等;这些复合加工方法把两种甚至多种加工方法结合在一起,能起到取长补短的作用,使加工效率、加工精度及工件的表面质量显着提高;九：加工方法的选择选择加工方法主要考虑零件表面形状、尺寸精度和位置精度要求、表面粗糙度要求,以及现有机床、刀具等资源情况、生产批量、生产率和经济技术分析等因素;三．典型表面的加工路线一外圆表面的加工路线1．粗车→半精车→精车：应用最广,满足IT≥IT7,▽≥外圆可以加工2．粗车→半精车→粗磨→精磨：用于有淬火要求IT≥IT6,▽≥的黑色金属;3．粗车→半精车→精车→金刚石车：用于有色金属、不宜采用磨削加工的外用表面;4．粗车→半精车→粗磨→精磨→研磨、超精加工、砂带磨、镜面磨、或抛光在2的基础上进一步精加工;目的为了减少粗糙度,提高尺寸精度,形状和位置精度;二孔的加工路线1．钻→粗拉→精拉：用于大批大量生产盘套类零件的内孔,单键孔和花键孔加工,加工质量稳定,生产效率高;2．钻→扩→铰→手铰：用于中小孔加工,扩孔前纠正位置精度,铰孔保证尺寸、形状精度和表面粗糙度;3．钻或粗镗→半精镗→精镗→浮动镗或金刚镗应用：1单件小批量生产中箱体孔隙加工;2位置精度要求很高的孔系加工;3直径比较大得孔ф80mm以上,毛坯上已有铸孔或锻孔;4有色金属有金刚镗来保证其尺寸,形状和位置精度以及表面粗糙度的要求4．/钻粗镗粗磨→半精磨→精磨→研磨或衍磨应用：淬硬零件加工或精度要求高的孔加工;说明：1孔最终加工精度很大程度上取决于操作者的水平;2特小孔加工采用特种加工方法;三平面的加工路线1．粗铣→半精铣→精铣→高速铣平面加工中常用,视被加工面精度和表面粗糙度技术要求,灵活安排工序;2．/粗刨→半精刨→精刨→宽刀精刨、刮研或研磨应用广泛,生产率低,常用于窄长面的加工,最终工序安排也视加工表面的技术要求而定; 3．铣刨→半精铣刨→粗磨→精磨→研磨、精密磨、砂带磨、抛光加工表面淬火,最终工序视加工表面的技术要求而定;4．拉→精拉大批量生产有沟槽或台阶表面;5．车→半精车→精车→金刚石车有色金属零件的平面加工;零件表面粗糙度参数值的选择零件表面粗糙度参数的选择既要满足零件表面的功能要求,也要考虑到经济性;具体选择时可参照一些经过验证的实例;用类比法来确定;用类比法来确定;一般选择原则如下;1、在满足表面功能要求的情况下尽量选择较大的表面粗糙度参数值;2、同一零件上,工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的粗糙度参数值;3、摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值要小；运动速度高,单位压力大的摩擦表面应比运动速度低,单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值要小;4、受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分如圆角、沟槽,表面粗糙度参数值要小5、配合性质要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合表面等,都应取较小的粗糙度参数值;6、配合性质相同,零件尺寸愈小则表面粗糙度参数值愈小；同一精度等级,小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小;通常尺寸公差、表面形状公差小时,表面粗糙度参数值也小;但表面粗糙度参数值和尺寸公差、表面形状公差之间并不存在确定的函数关系;如手轮、手柄的尺寸公差值较大,但表面粗糙度参数值却较小;一般情况下,它们之间有一定的对应关系;设表面形状公差值为T,尺寸公差值为IT,它们之间可参照以下对应关系：若T≈,则Rａ≤;Rz≤T≈, 则Rａ≤;Rz≤T≈, 则Rａ≤;Rz≤T<, 则Rａ≤;Rz≤。
机械加工招聘笔试题及解答(某大型集团公司)
招聘机械加工笔试题及解答(某大型集团公司)一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、以下哪种材料最适合用于制造高强度、耐磨损的机械零件？A、低碳钢B、不锈钢C、铸铁D、硬质合金答案：D 解析：硬质合金是一种由金属硬质相和粘结剂组成的合金材料，具有极高的硬度和耐磨性，非常适合用于制造高强度、耐磨损的机械零件。
2、在机械加工中，下列哪种加工方法主要用于提高工件的尺寸精度和表面光洁度？A、车削B、磨削C、钻削D、镗削答案：B 解析：磨削是一种精细的加工方法，它使用磨具对工件进行加工，能够有效地去除工件表面的余量，提高工件的尺寸精度和表面光洁度。
因此，磨削常用于精加工阶段。
3、题干：以下哪种材料最适合用于制造需要承受高温和高压的机械零件？A. 铝合金B. 不锈钢C. 塑料D. 纤维增强塑料答案：B 解析：不锈钢因其优异的耐腐蚀性和较高的强度，常用于制造需要在高温和高压环境下工作的机械零件。
铝合金虽然轻便，但耐腐蚀性和强度不如不锈钢。
塑料和纤维增强塑料通常不耐高温，因此不适合用于此类应用。
4、题干：在机械加工中，以下哪种加工方法主要用于去除工件表面的轻微不平整？A. 车削B. 铣削C. 磨削D. 钻削答案：C 解析：磨削是一种精细的加工方法，主要用于去除工件表面的轻微不平整、毛刺和轻微的尺寸误差。
磨削能够提供很高的加工精度和表面光洁度。
车削、铣削和钻削虽然也是常见的机械加工方法，但它们主要用于粗加工或半精加工，不适合用于去除轻微的不平整。
5、在机械加工中，以下哪个术语指的是工件在加工过程中由于切削力、切削温度等因素导致的尺寸变化？A、热处理变形B、加工硬化C、尺寸精度D、表面粗糙度答案：A 解析：热处理变形是指在机械加工过程中，由于切削力、切削温度等因素的影响，工件内部产生应力，导致工件尺寸发生变化。
这种变化通常在加工完成后冷却过程中进一步加剧。
加工硬化指的是工件表面层因切削而硬化的现象，尺寸精度是指工件的实际尺寸与其设计尺寸的符合程度，表面粗糙度是指工件表面的不平整度。
表面粗糙度和尺寸公差等级IT
表面粗糙度表面粗糙度R a值的应用范围注：1. 粗糙度代号I为第一种过渡方式。
它是取新国标中相应最靠近的下一档的第1系列值，如原光洁度（旧国标）为▽5，R a的最大允许值取6.3。
因此，在不影响原表面粗糙要求的情况下，取该值有利于加工。
2. 粗糙度代号Ⅱ为第2种过渡方式。
它是取新国标中相应最靠近的上一档的第1系列值，如原光洁度为▽5，R a的最大允许值取3.2。
因此，取该值提高了原表面粗糙度的要求和加工的成本。
尺寸公差等级（IT）公差（1）公差基本术语的含义1）基本尺寸；设计时给定的尺寸，称为基本尺寸。
的基本尺寸2）实际尺寸：零件加工后经测量所得到的尺寸，称为实际尺寸。
3）极限尺寸：实际尺寸允许变化的两个界限值称为极限尺寸。
它以基本尺寸确定。
两个极限值中较大的一个称为最大极限尺寸Dmax（或dmax）；较小的一个称为极限尺寸Dmin(或dmin)。
）尺寸偏差；某一尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为尺寸偏差，简称偏差。
实际偏差＝实际尺寸一基本尺寸最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差，称为下偏差；上偏差和下偏差统称为极限偏差。
国家标准规定，孔的上偏差代号为ES，轴的上偏差代号为es；孔的下偏差代号为EI，轴的下偏差代号为ei，则：ES＝孔的最大极限尺－孔的基本尺寸cs＝轴的最大极限尺寸－轴的基本尺寸EI＝孔的最小极限尺寸－孔的基本尺寸ei＝轴的最小极限尺寸－轴的奥基本尺寸偏差值可以为正、负或零值。
5）尺寸公差，允许尺寸的变动量称为尺寸公差，简称公差。
公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸的代数差的绝对值；或等于上偏差与下偏差代数差的绝对值。
6）零线：图1a中示意表明了基本尺寸相向、相互配合的孔与轴之间极限尺寸、尺寸偏差与尺寸公差之间的相互关系，为方便起见，在实际讨论的过程中，通常只画出放大了的孔和轴的公差带，称为公差与配合图解，简称公差带图，如阁l－b所示。
齿轮轴加工工艺规程设计
课程设计齿轮轴加工工艺规程设计教学单位：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机械09C（本)学号: …………学生姓名: XXX指导教师: XXX（讲师）完成时间：2013年5月5日电子科技大学中山学院机电工程学院摘要机械加工工艺规程设计能力是从事机械制造专业的科研、工程技术人员必须具备的基本素质之一。
机械加工工艺规程设计作为高等工科院校教学的基本科目，在实践中占有极其重要的地位,工艺流程设计在加深对专业课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题的能力培养方面所发挥的作用是显而易见的。
本设计是齿轮轴的加工工艺规程设计,其结构虽然规则，但是精度要求比较高，所以工艺要求比较复杂。
需要粗车、精车、铣车、磨销,其中精车是加工关键。
车床加工工艺是以机械制造中的工艺基本理论为基础,结合车床的特点，综合运用多方面的知识解决车床加工过程中面临的工艺问题。
工艺规程是保证机械产品高质量、低成本的一种重要的工艺依据，工艺规程设计在机械加工中就显得更为突出，因此中小型零件加工的规程设计常被选作毕业设计的主要内容之一。
关键字：工艺规程；齿轮轴I目录1绪论 (1)1。
1引言 (1)1.2 设计的内容及要求 (1)2 零件分析 (3)2.1齿轮轴的概述 (3)2。
2零件的结构工艺分析 (4)2.3零件的校核 (5)3齿轮轴的工艺规程分析 (10)3.1毛坯的选择 (10)3。
2制定工艺路线 (11)3。
2。
1 基本加方案 (11)3。
2.2 工艺路线的设定 (11)3.2。
3 加工工艺过程内容 (12)3.3基准的选择 (13)3.3。
1 粗基准的选择 (13)3。
3.2 精基准的选择 (14)3。
4 机械加工工艺过程分析 (15)3.4.1 加工阶段的划分及划分加工阶段的原因 (15)3.4。
2 加工顺序的安排 (15)3.4。
3 机床的选择 (16)3.5 切削用量 (16)3.5。
1 粗加工时切削用量的选择原则 (16)3。
机械零件表面光整加工的常用方法
机械零件表面光整加工的常用方法【摘要】提高零件的表面质量和精度是提高产品的性能和质量、增强产品的稳定性和可靠性、延长零件使用性能和寿命的重要措施。
光整加工是改善零件表面质量的重要手段，近年来新的光整加工工艺方法不断涌现，本文对此进行了探讨。
【关键词】机械零件；光整加工；技术一、光整加工技术的涵义与特点随着科学技术的发展和生产的需要，人们对零件的表面质量和精度的要求越来越高。
零件表面质量对零件的耐磨性、抗疲劳强度、抗腐蚀性及接触刚度等使用性能以及寿命、可靠性都有很大的影响。
光整加工是指被加工对象表面质量得到大幅度提高的同时实现精度的稳定甚至可提高加工精度等级的一种加工技术。
光整加工技术要解决的核心问题仍然是表面质量、加工精度和生产效率问题，是实现先进制造技术的基础和前提之一，也是实现从微米、亚微米加工向纳米级加工技术发展的主要途径。
光整加工主要有采用固结磨料或游离磨料的手工研磨和抛光、传统的机械光整加工和非传统光整加工技术等。
光整加工是机械制造技术的重要组成部分，绝大多数零件的最后一道工序是光整加工。
光整加工在机械制造中的主要功能有：减小和细化零件表面粗糙度，去除划痕、微观裂纹等表面缺陷，提高和改善零件表面质量；提高零件表面物理力学性能，改善零件表面应力分布状态，提高零件使用性能和寿命；改善零件表面的光泽度和光亮程度，提高零件表面清洁程度提高零件的装配工艺性等。
二、机械零件表面光整加工方法1、精密磨削在机械加工的各种方法中，经常以磨削作为最终加工手段，来满足对工件的尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和表面变质层的要求。
在切削加工中，去除的切屑尺寸越小，加工精度也就越高。
由于磨削加工的砂轮是用磨料的微小切削刃进行切削，所以排除的切屑也极其微小，通过计算可知，切屑的厚度可在亚微米级甚至更小，从这点看，利用磨削，完全可以满足零件的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度的要求。
从应用范围来看，磨削加工可以说是最广泛的。
工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小
工序尺寸及其公差的确定与加工余量大小，工序尺寸标注方法及定位基准的选择和变换有密切的关系。
下面阐述几种常见情况的工序尺寸及其公差的确定方法。
（一）从同一基准对同一表面多次加工时工序尺寸及公差的确定属于这种情况的有内外圆柱面和某些平面加工，计算时只需考虑各工序的余量和该种加工方法所能达到的经济精度，其计算顺序是从最后一道工序开始向前推算，计算步骤为：1 ．确定各工序余量和毛坯总余量。
2 ．确定各工序尺寸公差及表面粗糙度。
最终工序尺寸公差等于设计公差，表面粗糙度为设计表面粗糙度。
其它工序公差和表面粗糙度按此工序加工方法的经济精度和经济粗糙度确定。
3 ．求工序基本尺寸。
从零件图的设计尺寸开始，一直往前推算到毛坯尺寸，某工序基本尺寸等于后道工序基本尺寸加上或减去后道工序余量。
4 ．标注工序尺寸公差。
最后一道工序按设计尺寸公差标注，其余工序尺寸按“单向入体”原则标注。
例如，某法兰盘零件上有一个孔，孔径为，表面粗糙度值为R a0.8 μ m （图 3-83 ），毛坯为铸钢件，需淬火处理。
其工艺路线如表 3-19 所示。
解题步骤如下：（ 1 ）根据各工序的加工性质，查表得它们的工序余量（见表 3-19 中的第 2 列）。
（ 2 ）确定各工序的尺寸公差及表面粗糙度。
由各工序的加工性质查有关经济加工精度和经济粗糙度（见表 3-19 中的第 3 列）。
（ 3 ）根据查得的余量计算各工序尺寸（见表 3-19 中的第四列）。
（ 4 ）确定各工序尺寸的上下偏差。
按“单向入体”原则，对于孔，基本尺寸值为公差带的下偏差，上偏差取正值；对于毛坯尺寸偏差应取双向对称偏差（见表 3-19 中的第5 列）。
（二）基准变换后，工序尺寸及公差的确定在零件的加工过程中，为了便于工件的定位或测量，有时难于采用零件的设计基淮作为定位基准或测量基准，这时就需要应用工艺尺寸链的原则进行工序尺寸及公差的计算。
1 ．测量基准与设计基准不重合在零件加工时会遇到一些表面加工后设计尺寸不便于直接测量的情况。
【机械制图】表面粗糙度及其标注方法
【机械制图】表面粗糙度及其标注方法零件图除了图形、尺寸这外，还必须有制造零件应达到的一些质量要求，一般称为技术要求。
技术要求的内容通常有：表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、材料及其热处理、表面处理等。
下面先介绍表面粗糙度及其注法。
一、表面粗糙度的概念无论采用哪种加工方法所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹，如图1所示。
表面上这种微观不平滑情况，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。
表面上所具有的这种较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度。
图1 表面粗糙度概念表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、耐磨性、抗腐象征性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性质和外观等都不得有影响。
因此，图样上要根据零件的功能要求，对零件的表面粗糙度做出相应的规定。
评定表面粗糙度的主要参数是轮廓算术平均偏差Ra，它是指在取样长度L范围内，补测轮廓线上各点至基准线的距离yi（如图2）的算术平均值，它是指在取样长度L范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离yi（如图12）的算术平均值，可用下表示：-----------或近似表示为：----------- 轮廓算术平均偏差可用电动轮廓仪测量，运算过程由仪器自动完成。
根据GB/T1031—1995F规定（另外还有GB/T3525——2000以可同时查阅）,Ra数值愈小，零件表面愈趋平整光滑；Ra的数值，零件表面愈粗糙。
图2 轮廓算术平均编差图3 轮廓算术平均编差值二、表面粗糙度的选用表面粗糙度参数值的选用，应该既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济合理性。
具体选用时，可参照已有的类似零件图，用类比法确定。
在满足零件功能要求前提下，应尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低加工成本。
一般地说，零件的工作表面、配合表面、密封表面、运动速度高和单位压力大的摩擦表面等，对表面平整光滑程度要求高，参数值应取小些。
各种加工方式对应的粗糙度等级
页眉内容1级Ra值不大于口m=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用2级Ra值不大于口m=25 50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等3级Ra值不大于口m=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面4级Ra值不大于口m=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。
紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等5级Ra值不大于口m=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铳、舌I」1〜2点/cm A2、拉、磨、锂、滚压、铳齿应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。
要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。
不重要的紧固螺纹的表面。
需要滚花或氧化处理的表面6级Ra值不大于口m=1.6表面状况=看不清加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铳、铰、拉、磨、滚压、舌I」1〜2点/期人2铳齿应用举例=安装直径超过80mm 的G 级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V 型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面7级Ra值不大于口m=0.8表面状况=可辨加工痕迹的方向加工方法=车、镗、拉、磨、立铳、舌I」3〜10点/cmA2、滚压应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G 级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm 的E、 D 级滚动轴承配页眉内容合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7 级的孔（H7）,间隙配合IT8〜IT9级的孔（H8 , H9）,磨削的齿轮表面等8级Ra值不大于口m=0.4表面状况=微辨加工痕迹的方向加工方法=铰、磨、镗、拉、舌I」3〜10点/cm A2、滚压应用举例=要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7 级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于80mm 的E、 D 级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm的IT13〜IT16级孔和轴用量规的测量表面9级Ra值不大于口m=0.2表面状况=不可辨加工痕迹的方向加工方法=布轮磨、磨、研磨、超级加工应用举例=工作时受变应力作用的重要零件的表面。
各种加工方法的加工经济精度及粗糙度
各种加工方法的加工经济精度及粗糙度加工方法是指将工件通过一定的手段和工具，经过一系列的操作和加工过程，使其达到预期的形状、尺寸和表面质量等要求的方法。
根据加工的具体要求和工件的特点不同，采用的加工方法也会有所差异。
下面将对常用的加工方法进行分析，包括加工经济、精度和粗糙度等方面。
1.切割加工切割加工是指通过切削刀具对工件进行切割和分离的加工方法，常见的有锯床、剪床、冲床等。
切割加工一般是用于中小批量生产，具有加工速度快、经济性好的特点。
但是由于切割刀具的形状和工艺的限制，其加工精度相对较低，且切割面往往存在毛刺等粗糙度问题。
2.车削加工车削加工是指利用车床上的刀具进行旋转切削的加工方法，适用于工件的外表面和内孔的现场加工。
车削加工具有加工精度高、表面质量好的特点，尤其适用于加工长度较长的工件。
但是车削加工一般速度较慢，且对车床的精度要求较高，加工成本较高。
3.铣削加工铣削加工是指通过铣床上的刀具进行切削的加工方法，适用于平面、曲面和螺纹等多种形状的加工。
铣削加工具有加工速度快、加工效率高的特点，能够实现多种加工方式，具有较高的经济性。
但是铣削加工对机床的刚性和稳定性要求较高，且铣削后的表面质量一般较差，需要进行后续处理。
4.电火花加工电火花加工（EDM）是指通过快速的电火花放电技术对工件进行加工的方法。
电火花加工具有非常高的精度和表面质量，能够加工出复杂的形状和细小的孔洞。
虽然电火花加工速度相对较慢，但是能够实现无模具、无切削力的加工方式，适用于高难度的工件加工。
然而，电火花加工一般需要进行后续的抛光处理，以达到更好的表面质量。
5.抛光加工抛光加工是指利用砂纸、磨料等工具将工件表面进行刮削和磨擦的加工方法，用于提高工件的表面光洁度和精度。
抛光加工具有较好的加工精度和表面质量，但是加工速度相对较慢，且需要一定的手工操作，劳动强度较大。
综上所述，不同的加工方法在加工经济、精度和粗糙度等方面存在不同的特点。
机加工表面粗糙度
4.1 基本概念4.1.1 表面粗糙度的定义表面粗糙度（Surface roughness）是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性性它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
表面粗糙度应与形状误差（宏观几何形状误差）和表面波度区别开。
通常，波距小于 1mm 的属于表面粗糙度，波距在 1~10mm 的属于表面波度，波距大于 10mm 的属于形状误差，如图 4-1 所示。
4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。
1. 影响零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系数就越大，相对运动的表面磨损得越快。
然而，表面过于光滑，由于润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加速磨损。
2. 影响配合性质的稳定性零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。
对于间隙配合，两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损，造成间隙增大，影响配合性质；对于过盈配合，在装配时表面上微观凸峰极易被挤平，产生塑性变形，使装配后的实际有效过盈减小，降低联接强度；对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。
3. 影响疲劳强度承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。
疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。
零件表面越粗糙，波谷越深，应力集中就越严重。
因此，表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。
4. 影响抗腐蚀性粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质，久而久之，这些腐蚀性物质就会渗入到金属内层，造成表面锈蚀。
此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面结合的胶合强度等都有很大影响。
所以，在设计零件的几何参数精度时，必须对其提出合理的表面粗糙度要求，以保证机械零件的使用性能。
4.3 表面粗糙度的选用4.3.1 评定参数的选用1. 幅度参数的选用幅度参数是标准规定的基本参数，可以独立选用。
不同的加工方法可能达到的尺寸精度及表面粗糙度
2.基本尺寸小于或等于 1mm 时无 IT14 至 IT18。
0.4～0.2
6.3～0.4
0.05～0.01 0.8～0.2 3.2～0.4 6.3～0.05 0.4～0.2 0.8～0.4 0.8～0.05 0.8～0.4 0.4～0.2 0.4～0.2 0.2～0.1
机械切削加工尺寸未注公差(單位:mm)
公称尺寸
f-精密级
0.5～3
±0.05
＞3 ～6
±0.05
50～12.5 25～6.3 50～12.5 6.3～3.2 3.2～1.6 0.8～0.4 25～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8 0.8～0.2 12.5～25 6.3～1.6 1.6～0.8 0.8～0.4 0.8～0.1 50～0.8 50～12.5
IT8～IT7 IT10～IT8 IT9～IT8
切削加工:粗加工:IT13～IT11 Ra:50～12.5 ; 半精加工:IT10～IT8 Ra:6.3～1.6 ; 精加工:IT7～IT5 Ra:0.8～0.2 ; 精密加工:IT5 以下 Ra:0.1～0.025 ; 超精加工:IT3 以下 Ra:0.025 以下的最光面.
1.粗糙面(如 Ra:50、25、12.5)的粗加工公差等级:T13～IT11，如粗车、粗铣、粗刨、 粗镗、毛锉、锯断、钻孔、倒角等，适用于没有配合要求的自由面； 2.半光面(如 Ra:6.3、3.2、1.6)的半精加工公差等级:IT10～IT8，如半精车、半精铣、半精镗、 粗磨、扩孔等,适用于接触面、不甚精确定心的配合面； 3.光面(如 Ra:0.8、0.4、0.2)的精加工公差等级:IT7～IT5，如精车、精拉、精铰、精铣、 精磨、座标磨、研磨、抛光等,适用于要求精确定心的重要配合面； 4.最光面(如 Ra:0.1、0.05、0.02)的超精加工公差等级:IT5 以下，如研磨、珩磨、超精磨、抛光、 镜面磨等，适用于高精度、高速运动的零部件的配合表、较重要的装饰面，如镜面模仁等；
各种加工方法的经济精度和表面粗糙度
各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度表1 孔加工的经济精度表2圆锥形孔加工的经济精度表3圆柱形深孔加工的经济精度6mm7mm91＜1m2端铣刀铣削的加工精度在相同的条件下大体上比圆柱铣刀铣削高一级。
3细铣仅用于端铣刀铣削。
11各种加工方法能够达到的形状的经济精度2315各种加工方法所能够达到的相互位置的经济精度表19同轴度的经济精度表20 轴心线相互平行的孔的位置经济精度注：对于钻、卧镗及组合机床的镗孔偏差同样适用于铰孔。
表21轴心线相互垂直的孔的位置经济精度各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度表22 各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度各类型面的加工方案及经济精度表23外圆表面加工方案标准公差及形位公差附表1标准公差值1mm IT14IT1813 22-2-21 16:331 《金属机械加工工艺人员手册》修订本上海科学技术出版社1981年2 《机械制造工艺学》顾崇衔等编著陕西科学技术出版社1982年3 《航空机械设计手册》第三机械工业部612所编1979年4 《机械制造工艺学课程设计简明手册》华中工学院机械制造工艺教研室编1981年5 《机械工程手册》第46篇机械工业出版社1981年6 《圆柱齿轮加工》上海科学技术出版社1979年切削用量切削用量的选择原则正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。
1粗加工切削用量的选择原则：粗加工时加工精度与表面求不高，毛坯余量较大。
因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切除量(金属切除率)和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本。
金属切除率可以用下式计算：Z k vfa X1000式中Zw——单位时间内的金属切除量(mm3/s)；v --- 切削速度(m/s);f --- 进给量(mm/r)；a p -------- 切削深度(mm)。
提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。
机械加工表面粗糙度解释及测量
精品课件
Ra
中心線平均值 (Roughness Average, Ra), 下圖所 示.
Ra=1/N Σ︱Yi︱
Note: USA稱為算術平均粗糙度值(Arithmetical Average value; AA) U.K稱為中心線平均粗糙度值(Center Line Average; CLA)
精品课件
精品课件
Sm
平均波峰間距 (Mean Peak Spacing; Sm) 下圖所示平均波峰問距為求取PC時, 所計
數山峰(山峰/山谷之周期)之平均波長, 與PC值之倒數相同. Sm= 1/N Σsmi
同樣必須設定寬帶
精品课件
精品课件
Sk
振幅分布偏斜度( skewness ,Sk), 又稱非對 稱度, 下圖所示. Sk=1/((Rq)3. N) ΣYi3
•软件校准功能
•大屏幕液晶，背光功能可于夜间工作
•在线帮助功能
•三种滤波器（RC,M1,M2)
•制式转换功能
•电池电压监测功能
•内置智能充电器
•参数打印功能
•可对外圆、内孔、轴肩、圆锥面等
各种复杂表面进行测试
•探头放置灵活，可全面进行测试
•扩充性能好，可根据用记要求增加计算和功
能
精品课件
6.光學方法作表面粗糙度量 測
Note: Rz=5Ra(噴砂面);精品课件Rz=(10~20)Ra(研磨
三,切斷長度/標準長度/評估長 度
濾波長度(或切斷長度) 濾波器從波形中分
離出粗度, 也即粗度曲線中最長曲線波形長 度;
取樣長度等于濾波長度(或切斷長度)
精品课件
精品课件
七种常用金属加工方法
七种常用的金属加工方法组成机器的零件大小不一。
金属切削加工方法也多种多样。
常用的形状和结构各不相同。
有车削、钻削、镗削、刨削、拉削、铣削和磨削等。
尽管它加工原理方面有许多共同之处。
切削运动形式不同，但由于所用机床和刀具不同，所以它有各自的工艺特点及应用范围。
一、 车削1.1 车削的定义英文名称：turning定义：工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。
车削的主运动为零件旋转运动，特别适用于加工回转面，刀具直线移动为进给运动。
如图1-1所示。
图1-1 车削加工示意图由于车削比其他加工方法应用的普遍。
车床往往占机床总数的一般的机械加工车间中20%~50%甚至更多。
根据加工的需要。
如卧式车床、立式车床、转塔车床有很多类型车床、自动车床和数控车床等。
卧式车床和立式车床结构如图1-2，1-3，1-4所示。
图1-2 卧式车床和立式车床结构图图1-3 转塔车床示意图图1-4 转塔刀架结构图1.2 车削的工艺特点：1. 易于保证零件各加工面的位置精度零件各表面具有相同的回转轴线(车床主轴的回转轴线)——一次装夹中加工车削时，同一零件的外圆、内孔、端平面、沟槽等。
能保证各外圆轴线之间及外圆与内孔轴线间的同轴度要求。
2. 生产率较高一般情况下车削过程是连续进行的，不易产生冲击，切削力基本上不发生变化。
并且当车刀几何形状、吃刀量和进给量次走刀过程中刀齿多次切入和切出一定时，切削过程可采用高速切削和强切削层（公称横截面积）是不变的切削力变化很小。
车削加工既适于单件小批量生产，生产效率高，也适宜大批量生产。
3. 生产成本较低车刀是刀具中最简单的一种，故刀具费用低，制造、刃磨和安装均较方便。
车床附件多，加之切削生产率高，装夹及调整时间较短，故车削成本较低。
4. 适于车削加工的材料广泛可以车削黑色金属（铁、锰、铬）、有色金属，非金（除难以切削的30HRC（洛氏硬度）以上高硬度的淬火钢件外），塑性材料(有机玻璃、橡胶等)，特别适合于有色金属零件的精加工。
CFRP加工表面粗糙度对力学性能的影响
基金项目:国家科技重大专项(２０１７－Ⅶ－００１５－０１１１) ꎻ南京航空航天研究生创新基地( 实验室) 开放基金项目( ｋｆｊｊ２０１９０５０７)
第一作者简介:范文涛(１９９６—) ꎬ安徽黄山人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为高效精密加工技术ꎮ
２７
ｓａｍｐｌｅ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ＣＦＲＰ ｍｕｌｔｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｌａｍｉｎａｔｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ
ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｉｌｌｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓａ ｏｎ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ
料的加工工艺对其力学性能的影响ꎮ 通过表面粗糙度测
量和显微观察对加工过程进行详细的分析和评估ꎮ 研究
的主要结论是加工工艺在某些参数下对复合试样强度有
度弱化ꎮ
上述研究表明ꎬ不同的机械加工条件下复合材料的力
的不确定性ꎬ本文选用三维表面算术平均高度 Ｓａ 来表征
ＣＦＲＰ 加工表面粗糙度ꎬ采用不同工艺制备的表面粗糙度
为了研究 ＣＦＲＰ 加工表面粗糙度对力学性能的影响
规律ꎬ以磨削试样为基准ꎬ根据材料力学性能测试结果ꎬ计
算各种表面损伤下试样的力学性能退化指标 α ｓ ꎬα ｓ 的计
算方法如下:
αｓ ＝
力学强度测试内容包含常用的拉伸强度测试和压缩
强度测试ꎮ ＡＳＴＭ 相关标准获取的材料性能数据在各国
Ｓ ｎ－１
6.3 经济精度和经济表面粗糙度(了解)
根据统计资料证 明,任何一种加 工方法的加工误 差与加工成本之 间的关系,可用 图6-15 所示曲线 表示 。 这条曲 线可以分成三段: AB段:加工误差 小精度高,但成 本太高,不经济。
• CD 段:曲线与横坐标几乎平行,说明加工精度 很低,但加工成本不能无限制下降,它必须消 耗这种加工方法所要求的最低成本,所以,既 难以保证质量,也不经济 。
三、常用加工方法能达到的表面粗糙度
常用加工方法能达到的经济表面粗糙度 值的参考数据见表6 - 12 。
• BC段:既可达到一定的加工精度,又不会使成 本过高,所以经济。
经济精度是指每种加工方法在正常生产
条件(完好的设备、使用必要的刀具和夹具、 操作者具有熟练的技术、合理的定额工时) 下,能较经济地达到的加工精度范围 。
经济精度是由几种不同加工方法相互比
较的结果 。 如图6-16所示为车、磨外圆加 工成本的比较,可见,当零件的加工误差小于 △A时,采用磨削比较经济;而当零件的加工 误差大于ΔA时,则采用车削比较经济 。 △A 就是磨削加工经济精度的下限,同时也是车 削加工经济精度的上限 。 加工经济精度也
6.3 经济精度和经济表面粗糙度
前面已讲述了车、铣、刨 、磨、钻、镗等 加工方法,并且知道了这些加工方法所用的机 床、刀具和夹具 。 显然,不同的加工方法有各 自不同的用途,它们所能达到的加工精度和表 面粗糙度也是不同的。 即使是同一种加工方 法,使用同一台机床,由于操作者技术水平、刀 具刃磨质量、机床调整质量和切削用量的不同, 所得到的加工精度和表面粗糙度也会有很大的 差别。 例如,精车加工一般为 IT10、IT9 级精度, 若由高级技师进行精细加工也可能为 IT7 、IT6 级精度,但工件的加工工时和成本也就提高了 。
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--毛坯面：铸、锻、轧等表面清理，无需进行机械加工的表面； --用任何方法获得的加工表面，如 Ra 的最大允许值为 3.2um； --用除去材料方法获得的加工表面，如 Ra 的最大允许值为 3.2um； --用不除去材料方法获得的加工表面，如 Ra 的最大允许值为 3.2um； --用除去材料方法获得的加工表面，如 Ra 的最大允许值为 3.2um；Ra 的
续表
钻孔
扩孔
铰孔
镗孔
金刚镗孔 插削
拉削 刮削 锉削 气割加工 焊接加工 插齿 攻丝 套丝
粗钻 精钻 粗扩 精扩 粗铰 精铰 粗镗 半精镗 精镗(浮动镗) 精密镗 粗插 精插 粗拉 精拉 25mmX25mm 手工锉
用丝锥 用板牙
IT13～IT11(￠5 以下) IT10～IT9(有钻模) IT13～IT11 IT10～IT9 IT9～IT8 IT7～IT6 IT12～IT11 IT10～IT9 IT8～IT7 IT7～IT5 IT11～IT13 IT10～IT8 IT8～IT7 IT7～IT6 8～25 点数 IT13～IT7 IT13～IT11
采用不同加工方法可能达到的尺寸精度(IT)和表面粗糙度(Ra)：
采用加工方法
尺寸精度(IT)
表面粗糙度（Ra）
砂型模铸造
型壳铸造加工
精密铸造加工
铝、锌合金压铸加工
粉沫冶金
热轧加工
冷轧加工
模锻压加工
挤压加工
滚压加工
冷冲压加工(精密冲压) 外圆车削 粗车
半精车
精车
粗车
端面车削 半精车
精车
金刚石车削 精车
0.9 1.5 2.2
5268
1.
0.1 0.2 0.4
10 18
2 3 5 8 11 18 27 43 70 110
0.7 1.1 1.8 2.7
2
873
1.
0.2 0.3 0.5 0.8
18 30
2.5 4 6 9 13 21 33 52 84 130
1.3 2.1 3.3
5
1324
1.
0.2 0.3 0.6
1.6～0.8 6.3～1.6 3.2～1.6
超声波加工
激光加工
电子束加工
离子束加工
电解加工
电火花线切割
电火花或成型加工
抛光
精密加工
化学磨削 化精磨
电解磨削 珩磨
电精磨 粗珩磨
研磨
精珩磨 粗研磨
精研磨
0.03～0.005
0.01～0.001
0～0.01 0.1～0.01 0.02～0.002 0.03～0.003 IT6～IT5 IT7～IT6 0.02～0.001 IT7～IT6 IT6～IT5 IT6～IT5 IT5
最小允许值为 1.6um。
标准公差数值(摘自 GB/T 1800.3—1998)
标准公差等级
基本尺寸 /mm
IT
IT IT IT IT IT IT IT
IT2 IT3 IT4 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11
1
12 13 14 15 16 17 18
um
mm
—3
0. 1.2 2
50～25 6.3 以上 12.5～0.8 6.3～1.6 3.2～0.8 6.3 以上 6.3～1.6 6.3 以上 12.5～0.4 6.3～0.8 50～6.3(1.6～0.4) 50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.4 50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.4 0.4～0.2 50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8 50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8 3.2～1.6 0.8～0.4 50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8 12.5～6.3 3.2～1.6 0.8～0.4 50～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8
粗铣
外圆铣削 半精铣
精铣
粗铣
端面铣削 半精铣
精铣
粗铣 高速铣削
精铣
粗刨
刨削 半精刨
精刨
粗磨
平面磨削 半精磨
精磨(修整砂轮)
外圆磨削 内孔磨削
粗磨 半精磨 精磨(修砂轮)
IT16～IT15 IT15～IT13 IT11～IT7 IT13～IT11 IT9～IT7 IT11～IT9 IT10～IT8 IT15～IT12 IT8～IT6 IT10～IT7 IT15～IT10(IT8～IT6) IT13～IT11 IT10～IT9 IT8～IT6 IT13～IT11 IT10～IT9 IT8～IT6 IT6～IT5 IT13～IT11 IT10～IT9 IT8～IT7 IT13～IT11 IT10～IT9 IT8～IT7 IT9～IT8 IT7～IT6 IT13～IT11 IT10～IT9 IT8～IT7 IT10～IT8 IT9～IT8 IT6～IT5 IT13～IT11 IT10～IT9 IT8～IT7
0.4～0.2
6.3～0.4
0.05～0.01 0.8～0.2 3.2～0.4 6.3～0.05 0.4～0.2 0.8～0.4 0.8～0.05 0.8～0.4 0.4～0.2 0.4～0.2 0.2～0.1
机械切削加工尺寸未注公差(單位:mm)
公称尺寸
f-精密级
0.5～3
±0.05
＞3 ～6
±0.05
20 27 40 63 97 155 250 400 0.6 0.9 1.5 2.5 4 6.3 9.7 375
500 630
9 11 16
22 32 44 70 110 175 280 440 0.7 1.1 1.7 2.8 4. 7 11
5
4
630 800 10 13 18 25 36 50 80 125 200 320 500 0.8 1.2 2 3.2 5 5
2.基本尺寸小于或等于 1mm 时无 IT14 至 IT18。
1.4 2.2 3.5 5.4
5
547
3.
0.6
120 63 100 160 250 0.4
1 1.6 2.5 4 6.3
5
3
4.
0.4 0.7 1.1 1.8
180 250
7 10 14 20 29 46 72 115 185 290
2.9 4.6 7.2
5
6255
＞6 ～30
±0.10
＞30 ～120
±0.15
＞120 ～400
±0.20
＞400 ～1000
±0.30
＞1000 ～2000
±0.50
＞2000 ～4000
±0.80
m-半精密级
±0.1 ±0.1 ±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.8 ±1.2 ±2.0
c-粗糙级
±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.8 ±1.2 ±2.0 ±3.0 ±4.0
50～12.5 25～6.3 50～12.5 6.3～3.2 3.2～1.6 0.8～0.4 25～12.5 6.3～3.2 1.6～0.8 0.8～0.2 12.5～25 6.3～1.6 1.6～0.8 0.8～0.4 0.8～0.1 50～0.8 50～12.5
IT8～IT7 IT10～IT8 IT9～IT8
8
0.1 0.2
3 4 6 10 14 25 40 60 0.1
0.4 0.6 1 1.4
45
0.1 0.1
0.4 0.7
3
6
1 1.5 2.5 4 5 8 12 18 30 48 75
0.3
1.2 1.8
28
85
0.1 0.2 0.3 0.5
6
10 1 1.5 2.5 4 6 9 15 22 36 58 90
切削加工:粗加工:IT13～IT11 Ra:50～12.5 ; 半精加工:IT10～IT8 Ra:6.3～1.6 ; 精加工:IT7～IT5 Ra:0.8～0.2 ; 精密加工:IT5 以下 Ra:0.1～0.025 ; 超精加工:IT3 以下 Ra:0.025 以下的最光面.
1.粗糙面(如 Ra:50、25、12.5)的粗加工公差等级:T13～IT11，如粗车、粗铣、粗刨、 粗镗、毛锉、锯断、钻孔、倒角等，适用于没有配合要求的自由面； 2.半光面(如 Ra:6.3、3.2、1.6)的半精加工公差等级:IT10～IT8，如半精车、半精铣、半精镗、 粗磨、扩孔等,适用于接触面、不甚精确定心的配合面； 3.光面(如 Ra:0.8、0.4、0.2)的精加工公差等级:IT7～IT5，如精车、精拉、精铰、精铣、 精磨、座标磨、研磨、抛光等,适用于要求精确定心的重要配合面； 4.最光面(如 Ra:0.1、0.05、0.02)的超精加工公差等级:IT5 以下，如研磨、珩磨、超精磨、抛光、 镜面磨等，适用于高精度、高速运动的零部件的配合表、较重要的装饰面，如镜面模仁等；
30 50
2.5 4 7 11 16 25 39 62 100 160
1 1.6 2.5 3.9
5
592
0.4 0.7
50 80 2 3 5 8 13 19 30 46 74 120 190 0.3
1.2 1.9 3 4.6
64
2.
0.3 0.5 0.8
80 120
4 6 10 15 22 35 54 87 140 220
表面粗糙度(光洁度)符号表示方法： Ra:100(▽1)------明显可见刀痕 ---------- 粗加工非配合的加工面 Ra:50 (▽2)------可见刀痕 -------------- 粗加工非配合的加工面 Ra:25 (▽3)------微见刀痕 -------------- 粗加工非配合的加工面 Ra:12.5(▽4)-----可见加工痕迹 ---------- 粗加工非配合的加工面 Ra:6.3 (▽5)-----微见加工痕迹 ---------- 半精加工一般配合的加工面 Ra:3.2 (▽6)-----看不清加工痕迹 -------- 半精加工一般配合的加工面 Ra:1.6 (▽7)-----可辩加工痕迹方向 ------ 半精加工重要配合的加工面 Ra:0.8 (▽8)-----微辩加工痕迹方向 ------ 精加工重要配合的加工面 Ra:0.4 (▽9)-----不可辩加工痕迹方向 ---- 精加工重要配合的加工面 Ra:0.2 (▽10)----暗光泽面 -------------- 精加工精密配合的加工面 Ra:0.1 (▽11)----亮光泽面 -------------- 超精加工特别精密配合的加工面 Ra:0.05 (▽12)---镜状光泽面 ------------ 超精加工特别精密配合的加工面 Ra:0.025 (▽13)--雾状光泽面 ------------ 精密仪器及量块的工作表面 Ra:0.012 (▽14)--镜面 ------------------ 精密仪器及量块的工作表面