第4章典型表面加工方法

种六面体零件的主要表面之一。
1）非结合平面：不与任何零件相配合，一般无加工精度要求。 2）结合平面：这种平面多数用于零部件的连接面，一般要求精 度和表面质量均较高。 3）导向平面：如各类机床的导轨面，这种平面的精度和表面质 量要求很高。 4）精密量具表面：如钳工的平台、平尺的测量面和计量用量块 的测量平面等。这种平面精度和表面质量要求均很高。
7） 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 孔的研磨利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）来进行光整工。
1.心棒 2.研套 3.工件
尺寸公差等级IT6~IT5、表面粗糙度Ra值0.4~0.1 μm
复习
尺寸链的定义、组成、特征 工艺尺寸链封闭环的查找 尺寸链计算步骤 1.画尺寸链图： 2.确定封闭环 ： 3.确定增环： 4.确定减环： 5.基本公式：
4.1 典型表面加工方法
本章要点
外圆表面加工
内孔表面加工 平面加工 成形表面加工
一、引入
机电产品的类型
◆机器零件的结构形状虽然多种 多样，但是由一些最基本的几何 表面（外圆、孔、平面等）组成 的。 ◆机器零件的加工过程就是获得 这些零件上基本几何表面的过程 ◆同一种表面，可选用加工精 度、生产率和加工成本各不相 同的加工方法进行工。
2）形状精度 圆度 、圆柱度
0.02
3）位置精度
主要有外圆表面之间的同轴度、外圆的圆跳动以及端面对轴心
线的垂直度、对称度等。
0.03
A- B
A
B
4）表面质量 各外圆表Fra Baidu bibliotek上所标注的表面粗糙度数值。
例：
减速器输出轴
2、外圆表面的典型加工方法
车削加工
磨削加工
精密加工
研磨、滚压、抛光
1）外圆表面的车削加工
5）磨孔 磨孔是孔的精加工方法之一，磨孔的精度可达IT8~ IT6，表面 粗糙度值达Ra 1.6~0.4μm。 磨孔主要用于不宜或无法进行镗削、铰削和拉削的高精度孔及 淬硬孔的精加工。 内圆磨削方式：
普通内圆磨削
行星式内圆磨削
无心内圆磨削
6）拉削加工及拉刀 ◆ 拉削加工：用拉刀加工工件内、外表面的加工方法。 ◆ 能加工各种截面形状的内孔表面（圆孔、成形孔、花键孔）
分析图示齿轮孔表面的加工方法：
0.006 0.08 B
其余
8P9
0 ) -0.087
0.02 B
0.05 B 0.08 A
B
φ0.01
Φ88h9(
A
Φ24H7(
+0.021 0 )
25 32
3、内孔表面加工方法
钻孔
扩孔
铰孔
镗孔
磨削加工
动画
中心内圆磨削
动画15 行星内圆磨削
动画16 无心内圆磨削
（2）珩磨
珩磨是指用镶嵌在珩磨头上的油石（又称珩磨条）对精加
工表面进行的精整加工，又称镗磨。珩磨后孔的尺寸精度为 IT7～4 级，表面粗糙度可达Ra0.32～0.04μm。
4、内孔表面加工方案
1）低精度内孔表面加工（IT10-IT13； Ra5-80um ） 用一般的钻孔方法即可达到（孔径＜20mm）。
2、内孔表面的技术要求
1）尺寸精度 指孔径和孔深的尺寸精度及孔系中孔与孔、孔与相关表面间的 尺寸精度等。 2）形状精度 指内孔表面的圆度、圆柱度及素线直线度和轴线直线度等。
3）位置精度 指孔与孔间的同轴度、对称度、位置度、径向圆跳动，孔与孔 间的垂直度、平行度、倾斜度等。 4）表面质量 指内孔表面粗糙度及表层物理力学性能的要求等。
是对车削后的外圆表面作进一步的精加工 按外圆表面磨削时选用砂轮的磨料粒度以及磨削用量不同，
分为粗磨、精磨、光整加工（精车或精磨以后进行）。 粗磨
砂轮 进给量 加工质 量 f 精度 Ra(μm) 粗磨粒 较大 IT9~IT8 6.3~3.2
精磨
细磨粒 小 IT7~IT6 0.8~0.4
光整加工
极细 很小 IT5以上 0.1以下
2）中等精度内孔表面加工（IT9-IT13；Ra1.25-40um）
若D<30mm，钻孔-扩孔 若D>30mm，钻孔-半精镗 3）较高精度内孔表面加工（IT7-IT9；Ra0.32-10um） 若D<20mm，钻孔-铰孔
若D>20mm，钻孔-扩-铰；钻-半精镗-精镗；
钻-镗（或扩）-磨；钻-拉
4）高精度内孔表面加工（IT6-IT8；Ra0.08-1.25um） 若D<12mm，钻-粗铰-精铰 若D>12mm，钻-扩-（或镗）-粗铰-精铰；钻-拉-推； 钻-扩（或镗）-粗磨-精磨 5）精密内孔表面加工（IT5-IT6；Ra0.008-1.25um） 在高精度内孔表面加工方案的基础上，采用金刚镗、研磨、滚
二、外圆表面加工
外圆表面是机械零件中最常见的表面形式。 轴类零件 盘类零件
外圆表面的典型零件
加工方案的确 定从？个方面 考虑
1、外圆表面的技术要求
1）尺寸精度-通常指外圆表面直径和长度的尺寸精度。
0.025 50 0.041
外 圆
长 度
50 50 f 6
0.025 0.041 0.025 0.041
钻——扩——铰 是非常典型的工艺。
4）镗孔----对已有孔进一步加工的精加工方法。 （1）镗孔的特点 ◆镗孔除了能提高尺寸精度和表面质量外，还能保证各孔的孔距精度
和位置精度； ◆常用来加工箱体、机座、支架等外形复杂的大型零件上的大直径孔
（2）镗孔方法的选择 ◆ 粗镗 粗镗的加工精度可达IT13～IT11，表面粗糙度Ra值可达 50 ～12.5μm，一般为半精加工、精加工作准备。 ◆ 半精镗 半精镗的加工精度可达IT10～IT9，表面粗糙度Ra值可达 6.3～3.2 μm，用于磨削加工和精加工的预加工，或中等精度内 孔表面的最终加工。 ◆ 精镗 精镗的加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6～ 0.8μm。用于精度较高的内孔的精加工或作为珩磨孔的预加工。
ap
f vc
较小
较小 中等或高速
精车
（1）作为高精度外圆表面的终加工，主要目的是达到零件表面的
加工要求。 （2）加工精度可达IT8～IT7，表面粗糙度可达Ra1.25～2.5μm
（3）用于较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工。
ap
f vc
小
小 高速
精细车
（1）主要用于高精度、小型且不宜磨削的有色金属零件的外 圆表面加工或大型精密外圆表面加工。 （2） 加工精度可达到IT6以上，表面粗糙度Ra0.02-1.25μm 左 右。 ap f vc 很小 很小 高速
非圆孔的加工 拉削、插削、特种加工（电火花、超声波、激光打孔）
内孔表面加工特点：
1）刀具尺寸受被加工孔径限制， 刀杆细、刚性差，容易偏斜；
2）刀具工作部分处于加工表面包 围之中，切削液很难进入切削区， 散热、冷却、排屑条件差，测量也 不方便。
同样的精度要求，内孔表 面比外圆表面更难加工
1）钻孔 一般加工精度可达IT13～IT11，表面粗糙度Ra值可达50～ 12.5μm，主要用于孔的粗加工。
◆ 拉削特点：拉刀是一种多齿刀 具，拉削时由于拉刀的后一个 (或一组)刀齿高出前一个(或一组) 刀齿，从而能够一层层地从工件 上切下金属，以获得较高精度和 较好的表面质量。
◆ 拉刀的直线运动为主运动，拉削无进给运动，其进给靠拉刀
的每齿升高量来实现的；
◆ 用于大批大量生产中孔径<125mm的中小通孔。
常见的拉削截形（A～Ｇ为内拉拉削，Ｈ～Ｌ为外拉削）
拉削工件
拉削工件
◆ 拉孔是一种高生产率的精加工方法。加工精度可达IT8～ IT7，Ra值可达0.8～0.4μm。 ◆ 拉孔前工件须经钻孔或扩孔；
前柄部——用于将拉刀装夹在拉床的夹头中以传送运动和拉力。
颈部——用于连接头部与刀体，一般在颈部上刻印拉刀的标记 过渡锥——使前导部能顺利进入初孔(工件上予先加工的孔)，起 对准中心的作用。
车
钻
2）扩孔 加工精度可达IT10，表面粗糙度Ra值可达 6.3～3.2μm，可 作为孔的半精加工；也可作为精度要求较低孔的最终加工。扩
孔可以修正孔轴线的歪斜。
3）铰孔 加工精度可达IT8～IT6，表面粗糙度Ra值可达1.6-0.4μm。 铰孔可进一步提高孔本身的尺寸精度及形状精度，用于中小直径 孔的半精加工和精加工。铰孔分手铰和机铰两种。
压等精细加工方法。
孔加工方案的选择
分析图示齿轮孔表面的加工方法：
0.006 0.08 B
其余
8P9
0 ) -0.087
0.02 B
0.05 B 0.08 A
B
φ0.01
Φ88h9(
A
Φ24H7(
+0.021 0 )
25 32
四、平面加工
1、平面概述
平面是组成平板、支架、箱体、床身、机座、工作台以及各
前导部——起引导作用，防止拉刀进入工件孔后发生歪斜，并 可检查拉削孔径是否符合要求。 切削部——它担负主要的切削工作，其刀齿尺寸逐渐增大，又 分为粗切齿与精切齿两部分。有的拉刀在粗切齿与精切齿之间 还有过渡齿。
校准部——用于校准与修光被切削表面，起到提高工件加工精 度和表面质量的作用。其刀齿尺寸不变。当切削部分的刀齿经 过刃磨尺寸变小后，前几个校准齿依次变成切削齿，所以校准 齿还具有精切齿的后备作用。 后导部——它能在拉削终了前保持拉刀的后几个刀齿与工件间 具有正确的相对位置，防止工件偏斜。 后柄部——只有当拉刀又长又重时才需要，用于支撑拉刀、防 止拉刀下垂。尾部的直径视拉床托架尺寸而定，其长度一般应 不小于20mm。
2）中等精度外圆表面加工
粗车-半精车。用于各类零件上不重要的表面或非配合表面。
尺寸精度达IT10-IT11，表面粗糙度为Ra2.5-10um
3）较高精度外圆表面加工
◆ 粗车-半精车-精车。适用于铜、铝等有色金属件外圆表面的 加工；尺寸精度达IT7-IT9，表面粗糙度为Ra1.25-5um
◆ 粗车-半精车-磨削。适用于加工精度稍高、粗糙度值较小， 且淬硬的钢件外圆面；也广泛地用于加工未淬硬的钢件或铸铁 件；尺寸精度达IT8-IT9，表面粗糙度为Ra1.25-10um 4）高精度外圆表面加工 ◆ 粗车-半精车-精车-金刚石车（或滚压）。 适用于加工有色金属零件。 ◆ 粗车-半精车-粗磨-精磨。 适用于加工各种淬火、非淬火钢件和铸铁件。 尺寸精度达IT6-IT5，表面粗糙度为Ra0.01-1.25um 5）精密外圆表面加工 ◆ 粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或光磨或镜面磨削）。 适用于要求极高精度的钢或铸铁的外圆加工。
例 制定如图所示零件图的工艺流程
例 制定如图所示零件图的工艺流程
要求：
根据零件基本的几何形状和具体的生产条件， 正确选择适当的加工方法，制定出最佳的加 工工艺路线，加工出符合图样要求的零件。
根据零件基本的几何形状和具体的生产条件， 正确选择适当的加工方法，制定出最佳的加 工工艺路线，加工出符合图样要求的零件。
单件小批量生产时，在普通车床上加工。
大批量生产时，则多在转塔车床、仿形车床及半自动车床上
加工。
转塔车床
——适用成批加工形状复杂的盘套类零件。
仿形加工就是使车刀按照预制的仿形样件靠模顺次将工件的 外圆或阶梯加工出来。根据实现仿形的原理，它有机械靠模仿 形和液压靠模仿形；现在还有数控仿形。
仿形加工
2）外圆表面的磨削加工
工 件 旋 转：主运动 刀具直线运动：进给运动
加 半精车 工 阶 精车 段 精细车。
粗车
（1）主要任务是迅速切除毛坯上多余的金属层，使形 粗 状和尺寸基本接近成品。 （2）粗车尺寸精度等级较低（IT12-IT13），表面粗糙 车 度值较大（Ra10-80um）。
ap
f
大
较大
vc
中等或较低
半精车
（1）在粗车之后进行的，目的是进一步提高工件的精度和降 低表面粗糙度。 （2）加工精度可达ITl0~IT11，表面粗糙度为Ra2.5~10μm。 （3）可作为磨削或精车前的预加工，或中等精度表面的最终 加工。
外圆表面的磨削可以在普通外圆磨床、万能外圆磨床或无
心磨床上加工。
砂轮 ： 磨料＋结合剂+气孔
3、外圆表面加工方案的制订
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）低精度外圆表面加工 粗车。当零件的外圆要求精度低（IT12-IT13）、表面粗糙度值
较大（Ra10-80um）时
总结：
三、内孔表面加工
1、内孔表面概述
内孔表面是盘套、支架、箱体类零件的主要组成部分之一。 1）配合内孔：装配中有配合要求的孔。加工精度要求较高。 2）非配合用孔：装配中无配合要求的孔。加工精度要求不高。
3）深孔： 长径比L/D>5～10的孔称为深孔。加工难度较大， 对刀具和机床均有特殊要求
此外，还可按孔的形状分为圆柱孔、圆锥孔和成形孔。