20 零件典型表面加工方法的选择
第二章 零件表面的常规加工方法
硬质合金车刀
1－45°弯头车刀；2－90°外圆车刀；3－外螺纹车刀；4－75°外圆车刀； 5－成形车刀；6－90°外圆车刀；7－切断刀；8－内圆切槽刀；9－内螺纹 车刀；10－盲孔镗刀；11－通孔镗刀
车床附件及工件安装
在车床上常用装夹工件的附件有三 爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、顶 尖、心轴、中心架、跟刀架、花盘 和弯板等。
1. 机床的分类
机床的品种规格繁多，为便于区别、使用和管理，必须 对机床的分类方法有以下几种：
车 钻 镗 磨
床 床 床 床
(C) (Z) (T) (M)
齿轮加工机床(Y) 按加工性质、所用 刀具和机床用途分 螺纹加工机床(S) 铣 床 (X) (B)
刨 插 床
拉
床
(L)
(D)
特种加工机床 锯 床
(G) (Q)
外圆车刀
a) 尖刀车外圆 圆
b) 弯头刀车外圆
c) 右偏刀车外
为了提高生产率及保证加工质量，外 圆面的车削分为粗车、半精车、精车 和精细车。
粗车
目的：从毛坯上切去大部分余量，为精车作准 备。 特点：采用较大的背吃 刀量ap、较大的进 给量以及中等或较低的切削速度vc，以达到高 的生产率。 粗车后的尺寸公差等级一般为IT13～IT11，表 面粗糙度Ra值为50～12.5μm。 粗车也可作为低精度表面的最终工序。
⑦尾座
安装在车床导轨 上。 在尾座的套筒内 安装顶尖可用来 支承工件，也可 安装钻头、铰刀， 在工件上钻孔和 铰孔。
⑧床腿
支承床身，并与地基连接。
立式车床（分单柱式和双柱式）:
一般用于加工直径大，长度短且质量较 大的工件。 立式的工作台的台面是水平面，主 轴的轴心线垂直于台面，工件的矫正，装 夹比较方便，工件和工作台的重量均匀地 作用在工作台下面的圆导轨上。
第20章 零件典型表面加工方法的选择
5/18/2011 6:08 PM
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。
5/18/2011 6:08 PM
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
5/18/2011 6:08 PM
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
5/18/2011 6:08 PM
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
零件表面加工方法的选择
5．1．2磨削外圆柱面加工工艺
1． 工 件 的 装 夹
2．外圆磨床磨削 外圆磨床主要用于磨削内,外圆柱和
圆锥表面,也能磨阶梯轴的轴肩和端面。 外圆的基本磨削方法有纵磨法、横磨法、 混合磨法、深磨法四种。
5．4．2 丝锥板牙加工螺纹 1．攻螺纹 用丝锥在内孔表面上加工出螺纹的加工
方法。分为手攻和机攻。攻螺纹加工刀具是 丝锥和铰扛，丝锥可分为手用丝锥（初锥、 中锥、底锥）、机用丝锥和圆锥管螺纹丝锥。 单件小批量生产时采用手攻，成批生产时则 采用机攻。攻丝时速度一般很低且要加切削 液。
（１）丝锥及铰扛 ① 丝锥
2．车刀装夹
(1)车刀刀杆伸出刀架长度应不超过刀杆高度 的1．5倍。
(2)车刀刀杆中心线应与进给方向垂直。 (3)车刀刀尖一般应与工件轴线等高，但在粗 车外圆时刀尖应略高于工件轴线，精车细长轴 外圆时刀尖应略低于工件轴线。
3. 车床上零件的装夹
4．切削用量选择 外圆的切削加工一般分为粗加工、半精加工和 精加工三个阶段。 （1）粗车
刀(图a)，也可使用的主偏角等于４５度 弯头车刀。装刀时，刀尖高度必须严格保 证与工件轴线等高，否则端面中心会留下 凸起的剩余材料。
2．车阶台
a) 车端面 b) 车阶台
5．3．2 铣削平面加工工艺
平面有端铣和周铣两种，用端铣刀端 面刀齿中工垂直于铣刀轴线的表面， 称为端铣。用圆柱铣刀的圆周刀齿进 行切削的称为周铣。
② 板牙架
板牙架是用来夹持板牙、传递扭矩的工具。 不同外径的板牙应选用不同的板牙架。 （2）套螺纹前圆杆直径的确定和倒角 ① 圆杆直径的确定
第十四章零件表面的加工方法(5)
练 习 题 试决定下列零件上平面的加工方案：
1、单件小批生产中，机座（铸铁）的底面， LXB=500mmΧ300mm， Ra 3.2µm； 2、成批生产中，铣床工作台（铸铁）台面， LxB＝1250mmx300mm， Ra 1.6µm； 3、大批大量生产中，发动机连杆（45钢调质， 217～255HB）侧面， LXB＝25mmX 10mm， Ra 3.2µm 。
练 习 题 下列零件上的孔，用何种方案加工比较合理？
1、单件小批生产中，铸铁齿轮上的孔， Φ 20 H 7， Ra 1.6µm； 2、大批大量生产中，铸铁齿轮上的孔， Φ 50 H 7 ， Ra 0.8µm； 3、变速箱箱体（材料为铸铁）上传动轴的轴承孔， Φ 62 J 7 ， Ra 0.8µm。
练 习 题 下列零件上的螺纹，应采用哪种方法加 工？为什么？
1、100000个十字槽沉头螺钉M8 X 30－8 h， 材料为 A 3； 2、30件，传动轴轴端的紧固螺纹 M 20 X1－6 h。
2．齿形加工方案的选择
常用的齿轮齿形加工设备有铣床、滚齿机、插 齿机、剃齿机、珩齿机、磨齿机等生产批量等。常用 的齿形加工方案见附表。
零件表面加工方法选择的基本原则
（2）几种加工方法要互相配合 对精度高和表面粗糙度小的表面，若单独采用某 一种加工方法，都难以经济高效地加工出来。所 以，应根据零件表面的具体要求。考虑各种加工方 法的特点和应用，将几种加工方法配合起来，逐步 地完成零件表面的加工。
14.8.1
外圆表面的加工
1．外圆表面的技术要求
（1）粗、精加工要分开 为了保证零件的加工质 量、提高生产效率和经济效益。 粗加工的目的是切除大部分加工余量，为精加工打 下一个较好的基础。而精加工的目的是获得符合精度 和表面粗糙度要求的表面。
各种表面机械加工方法
各种表面机械加工方法（P93自己总结）
1.外圆表面：是轴类、盘套类零件的主要组成表面。
加工方法：轨迹法、成形法。
多采用车削加工和磨削加工。
技术要求包括：尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度等。
2.车外圆锥面：车刀相对于工件轴线斜向进给实现的。
3.成形回转面：母线为曲线的回转表面。
一般由车刀的纵向与横向进给互相配合实现的。
4.磨削：用砂轮或其他磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。
属于精加工。
5.内圆表面（内孔）：基本方法：钻削、镗削。
表面加工方法的选择原则
表面加工方法的选择原则随着工业化的发展，表面加工已经成为现代制造业中不可或缺的一个环节。
表面加工是指在零件表面进行一系列物理、化学或机械处理，以达到提高零件表面性能、使用寿命、美观度等目的的工艺。
在表面加工方法的选择中，需要遵循以下原则。
1. 根据零件材料和工艺要求选择表面加工方法不同的材料和工艺要求需要不同的表面加工方法。
例如，对于铸铁件、铸钢件等较硬的材料，可以选择机械加工、电火花加工、磨削、抛光等方法；而对于铝合金、铜等较软的材料，则可以选择化学处理、电镀、喷砂等方法。
同时，根据不同的工艺要求，如耐腐蚀、防氧化、导电性等，选择不同的表面加工方法。
2. 考虑表面加工的成本在选择表面加工方法时，成本是一个不可忽视的因素。
一般来说，机械加工、磨削等方法成本较高，但加工精度高，适用于高端产品；而电镀、化学处理等方法成本较低，但对环境污染大，需要考虑环保因素。
3. 考虑表面加工的效果表面加工的效果是选择表面加工方法时必须要考虑的因素之一。
不同的表面加工方法会对零件表面的光泽、硬度、平整度等产生不同的影响。
例如，电镀可以增强零件表面的硬度和耐腐蚀性，但会降低零件表面的光泽度；而抛光则可以提高零件表面的光泽度，但对硬度和耐腐蚀性影响较小。
4. 考虑表面加工的工艺复杂度在选择表面加工方法时，需要考虑工艺的复杂度。
一些表面加工方法可能需要多道工序，工艺复杂度较高，需要较长时间和高超的技术水平，因此成本较高。
而一些简单的表面加工方法，如电镀、化学处理等，工艺复杂度较低，成本也相对较低。
5. 考虑表面加工对环境的影响表面加工会产生一定的废水、废气和废渣等，对环境造成一定的污染。
因此，在选择表面加工方法时，需要考虑其对环境的影响。
一些化学处理、电镀等方法会产生有害物质，需要采取相应的防护措施，降低对环境的影响。
选择合适的表面加工方法需要综合考虑以上因素。
在实际生产中，需要根据不同的零件和工艺要求，结合成本、效果、工艺复杂度和环保等方面的因素，选择最合适的表面加工方法，以提高零件的质量和使用寿命。
表面加工方法的选择原则
表面加工方法的选择原则
表面加工方法的选择原则
表面加工是将给定的表面加工成指定形状，比如圆柱形、圆柱锥形等。
表面加工方法的选择原则可以概括如下：
1、是否经济可行。
表面加工方法应充分考虑成本和投资回报的经济可行性，所选用方法应具有良好的质量、精度、速度等优点，并且具有优良的成本效益。
2、是否适用当前材料。
只有选择与当前材料相适应的表面加工方法，才能确保表面加工的效果，同时要考虑所使用的机床是否能够满足需求，并将这种表面加工方法的可行性与原材料相结合。
3、是否适用市场需求。
表面加工方法要及时地满足市场需求，能够满足客户多样化的需求，提高表面加工质量、精度，提高产品的价值和竞争力，使之能够更好地满足市场需求。
4、是否能节省能源。
应尽量减少机床运行的能耗，选择高效、节能的表面加工方法，以减少能源的消耗。
5、是否节约原料。
原料的消耗会对表面加工质量造成影响，应尽量采用能节约原料的表面加工方法，以达到提高产品质量的目的。
以上就是表面加工方法的选择原则，在选择表面加工方法时，应考虑这些原则，避免出现加工成本高、加工质量不稳定等问题，以保证表面加工的良好效果。
零件的加工方案和实例
公差等级 IT13IT11 IT10IT9 IT8IT7 IT7IT6
IT13IT10 IT9IT8 IT8IT7
IT7IT6
IT7IT6
3. 孔的加工方案
表面粗糙度
加工方案
适用范围
5012.5 6.33.2 6.33.2 0.40.2
12.56.3 3.21.6 1.60.8
0.80.4
0.20.1
工序：3 名称：热处理 设备： 工序内容： 调质 HB235
工序：4 名称：半精车 设备：普通车床 工序内容： 1.精车 18.5 端面，修整中心孔； 2.精车另一端面，至长 143，
钻 M10 螺纹底孔 8.5 25 ，孔口倒角 60 ；
3.半精车一端外圆至
24
.4
0.1 0
；
4.半
精
车
另
一
端
外
(3) 锯齿形螺纹：其牙形为锯齿形，代号为B。 它只用于承受单向压力，由于它的传动效率 及强度比梯形螺纹高，常用于螺旋压力机及 水压机等单向受力机构。
5.1 螺纹的种类和用途
（4）模数螺纹：即蜗杆蜗轮螺纹，其牙形角为40º， 它具有传动比大、结构紧凑、传动平稳、自锁性 能好等特点，主要用于减速装置。
(1) 梯形螺纹：牙形角为30º，牙形为等腰梯形， 代号为Tr，它是传动螺纹的主要形式，如机床丝 杠等。
5.1 螺纹的种类和用途
（2）矩形螺纹：主要用于力的传递，其特点是传动 效率较其它螺纹高，但强度较低、对中准确性较差， 特别是磨损后轴向和径向的间隙较大，因此应用受 到了一定的限制。
5.1 螺纹的种类和用途
6.30.8
加工方案 粗车
粗车—半精车—精车
适用范围
零件表面的常规加工方法
第二章零件表面的常规加工方法本章教学学时：8~10本章以常见表面的加工为主线，介绍了各种传统切削加工方法的工艺特点、应用及零件加工的工艺规程制定。
本章内容实践性、直观性很强，是学生在完成工程训练实践环节基础上的理论提升。
本章内容是全书的重点，也是“教学基本要求”要求学生应掌握的基本内容。
授课采用多媒体教学，学生学习要理论联系实际，多作练习，以取得良好的教学效果。
本章教学方式：课堂讲课与安排自学主要内容：第一节回转面的加工.一、外圆面的加工外圆面的技术要求，大致有①尺寸精度：即外圆面直径和长度的尺寸精度；②形状和相互位置精度：前者有直线度、平面度、圆度、圆柱度等，后者如平行度、垂直度、同轴度、径向圆跳动等；③表面质量：主要是指表面粗糙度，也包括有些零件要求的表面层硬度、残余应力大小、方向和金相组织等。
（一）外圆面的车削车削是外圆面加工的主要工序。
工件旋转为主运动，刀具直线移动为进给运动。
车外圆可在不同类型车床上进行。
各种车刀车削中小型零件外圆的方法如图2-1a至e所示，图2-1f）为立式车床车削重型零件外圆的方法。
为了提高生产率及保证加工质量，外圆面的车削分为粗车、半精车、精车和精细车。
粗车粗车的目的是从毛坯上切去大部分余量，为精车作准备。
粗车的特点是采用较大的背吃刀量a p、较大的进图2-1 外圆面的车削方法给量以及中等或较低的切削速度v c，以a）尖刀车外圆 b）450弯头刀车外圆 c）右偏刀车外圆达到高的生产率。
粗车后的尺寸公差等d）圆弧刀车外圆 e）左偏刀车外圆 f）立式车床上车大外圆级一般为IT13～IT11，表面粗糙度R a值为50～12.5μm。
粗车也可作为低精度表面的最终工序。
半精车半精车的目的是提高精度和减小表面粗糙度，可作为中等精度外圆的终加工，亦可作为精加工外圆的预加工。
半精车的背吃刀量和进给量较粗车时小。
半精车的尺寸公差等级可达IT10～IT9，表面粗糙度R a值为6.3～3.2μm。
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。
典型表面加工方法
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
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。
◆ 拉刀的类型及用途
1）按加工表面的不同，可分为：内拉刀和外拉刀
a)圆拉刀
b)花键拉刀
c)四方拉刀
d)键槽拉刀
a)平面拉刀
b)齿槽拉刀
c)直角拉刀
◆ 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。
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。
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。
零件表面的加工方法选择和工艺路线制定
零件表面的加工方法选择和工艺路线制定零件表面的加工方法选择啊，这就像是给零件穿衣服，你得挑合适的款式和料子。
要是个小零件，精度要求又不高，就像给小孩子做个简单的布娃娃，那普通的车削加工可能就够了。
车削就像是拿把小刀，一圈一圈地把零件多余的部分削掉，让它慢慢变成你想要的形状。
如果零件的表面需要很光滑，像那种高档的玻璃工艺品一样，那磨削加工可能就是你的好选择。
磨削就像是用超级细的砂纸，一点点地打磨，把表面那些粗糙的小颗粒都给磨掉，让零件的表面光亮得能反光。
这磨削加工啊，虽然费点事儿，但出来的效果那是真的好。
还有铣削加工呢。
这就好比是在一块大木头上雕刻图案，铣刀就像雕刻刀，按照你设定的路径，这儿挖一块，那儿切一刀，能加工出各种形状的零件表面。
比如说要做个有花纹的金属零件，铣削就可以大显身手了。
对于一些形状复杂的零件表面，电火花加工就派上用场了。
这就像是在黑暗中用闪电来塑造形状。
电极和零件之间产生电火花，一点点地把零件上不需要的部分蚀除掉，能做出那些普通加工方法难以达到的形状，就像魔法一样。
工艺路线制定呢，这可是个很有讲究的事儿。
就好比做菜，你得先想好先放什么料，后放什么料。
如果一个零件需要多种加工方法，那顺序可不能乱。
比如说，你要是先磨削了，再车削，那前面磨削得好好的光滑表面，车削的时候可能就又给破坏了。
就像我以前做过一个小零件，是个有特殊形状的小金属块。
我一开始没规划好工艺路线，先进行了铣削，想把那个复杂的形状弄出来，结果铣削完发现表面粗糙度不行。
我就想直接进行磨削，可这时候才发现，由于铣削后的形状有些不规则，磨削的时候很难保证每个地方都能磨到。
最后只能重新调整，先对表面进行一些初步的车削平整，然后铣削形状，最后再磨削，这才得到了满意的零件。
在选择加工方法和制定工艺路线的时候，还得考虑成本呢。
如果有两种加工方法都能达到差不多的效果，那肯定是选择便宜的那种啊。
这就像我们去市场买菜，同样是能炒出一盘好菜的食材，便宜的肯定更划算。
表面加工方法的选择原则
表面加工方法的选择原则表面加工是指对工件表面进行加工处理，以改善其表面质量、增强其耐磨性、耐腐蚀性、美观性等性能的一种工艺。
表面加工方法的选择对于工件的质量和性能有着至关重要的影响。
下面我们来探讨一下表面加工方法的选择原则。
1.根据工件材料选择加工方法不同的材料适用于不同的加工方法。
例如，对于金属材料，可以采用机械加工、化学加工、电化学加工等方法；对于塑料材料，可以采用热压、热成型、注塑等方法；对于陶瓷材料，可以采用烧结、釉面处理等方法。
因此，在选择表面加工方法时，首先要根据工件材料的特性来确定适合的加工方法。
2.根据表面要求选择加工方法不同的表面要求需要不同的加工方法。
例如，对于需要高精度的工件，可以采用磨削、抛光等方法；对于需要增强耐腐蚀性的工件，可以采用电镀、喷涂等方法；对于需要增强硬度的工件，可以采用热处理、表面强化等方法。
因此，在选择表面加工方法时，要根据表面要求来确定适合的加工方法。
3.根据加工成本选择加工方法不同的加工方法有着不同的加工成本。
例如，机械加工、化学加工等方法的加工成本相对较低，但是加工精度和表面质量可能不如其他方法；而电镀、喷涂等方法的加工成本相对较高，但是可以获得更好的表面质量和性能。
因此，在选择表面加工方法时，要根据加工成本来确定适合的加工方法。
4.根据加工效率选择加工方法不同的加工方法有着不同的加工效率。
例如，机械加工、化学加工等方法的加工效率相对较高，但是可能会对工件造成一定的损伤；而电化学加工、热处理等方法的加工效率相对较低，但是可以获得更好的表面质量和性能。
因此，在选择表面加工方法时，要根据加工效率来确定适合的加工方法。
表面加工方法的选择原则是多方面的，需要根据工件材料、表面要求、加工成本和加工效率等因素来综合考虑，以获得最佳的加工效果。
任务四 选择成型表面的加工方法
２.齿形加工方案选择 加工方案的选择取决于齿轮的精度等级、生 产批量和热处理方法。 ８级以下精度的齿轮 不淬硬齿轮：滚齿（或插齿）； 淬硬齿轮：滚齿（或插齿）— 齿端加工 — 齿面热处理 — 修正内孔 6～7级精度的齿轮 ＊滚齿 — 齿端加工 — 剃齿 — 表面淬火— 修正基准 — 珩齿。 ＊滚齿 — 齿端加工 — 渗碳淬火— 修正基 准 — 磨齿。 5级精度以上的齿轮：一般采用磨齿。
滚齿的运动 主运动：滚刀的旋 转运动； 分齿（展成）运动： 即保持滚刀与被切 齿轮之间啮合关系 的运动。如果滚刀 的头数为k(一 般k=1～4)，被切齿轮的齿数 为z，则滚刀转速n刀与被切齿 轮转速n工之间，应严格保证 如下关系：n工/n刀＝k/z 轴向进给运动：滚刀沿工件轴 向作进给运动
2.插齿—— 插齿就是用插齿刀在插齿机上加工 齿轮的齿形。 插齿的工作原理
2.小螺纹加工方法
在车床上可以车 削外螺纹、内螺纹； 对于加工直径较 小的螺孔，可先钻 出光孔，再用丝锥 攻丝得到。
右图为钻削螺纹
3、车削内、外螺纹
4、铣削螺纹
5、磨削螺纹
3.齿形加工方法
齿形加工方法
成 形 法 展 成 法
成形法 —— 用与被切齿轮齿槽形状相符的 成形刀具切出齿形； 如铣齿、拉齿和成型磨齿等； 展成法 —— 齿轮刀具与工件按齿轮副的啮 合关系作展成运动，工件的齿形由刀具的切 削刃包络而成； 如插齿、滚齿、剃齿、磨齿和珩齿等。
1.滚齿
滚齿的工作原理
滚齿相当于一对螺旋圆柱齿轮传动（a）， 一个齿轮的齿数减少到1～2个齿，螺旋升角减 小而螺旋角加大到接近90°，该齿轮就转变为 蜗杆（b），在蜗杆纵向切若干槽并加工出前后 角等，该蜗杆就成为滚刀（c）。
(1)轨迹法
常见表面加工方案选择
（七）、研磨孔
1、精度：IT6～IT4，Ra：0.1～0.008µm （八）、珩磨孔 1、精度：IT6～IT4，Ra：0.4～0.05µm
三、 孔加工方案的选择
1、孔加工比外圆加工困难
（1）、孔的类型多。 （2）、孔的加工难度大。 ①孔是内表面，加工孔的刀具受孔径和长度限制，刚度差；孔 加工近似半封闭式切削，散热和排屑条件差，刀具磨损快，孔壁易 被划伤。 ②孔的加工方法很多。常用孔加工方法有钻、扩、铰、镗、磨、 拉、光整加工等，每一种方法都有一定的应用范围和局限性。 ③孔加工的机床很多。常用机床有钻床、车床、镗床、铣床、 磨床、拉床等，同一种孔的加工，可以在几种不同的机床上进行。
③箱体支架类零件的轴承孔 机床主轴箱的轴承孔：IT7，Ra：1.6～0.8µm ，位置精度。
图4.1 孔的类型 (2)、根据尺寸和结构形状：大孔、小孔、微孔、通孔、盲孔、台阶 孔、细长孔 (3)、根据技术要求：高精度低粗糙度孔、中等精度孔、低精度孔 深孔（L/D＞5）和浅孔
3、主要方法： （1）切削加工方法：钻孔、扩孔、铰孔、车孔、镗孔、拉孔、磨 孔、金刚石镗、精密磨削、超精加工、研磨、珩磨、抛光 （2）特种加工：电火花穿孔、超声波穿孔、激光打孔
（六）、拉孔
1、分类 （1）粗拉：IT8～IT7， Ra：1.6～0.8 µm （2）精拉：IT7～IT6， Ra：0.8～0.4 µm 2、拉削的特点 （1）精度高，表面粗糙度小。 （2）生产率高。 （3）不能纠正孔的轴线歪斜。 （4）拉削对前道工序要求不高。 （5）拉削不能加工台阶孔、盲孔、薄壁零件的孔。
第四章 常见表面加工方案选择
选择表面加工方案时，要掌握如下三点： 1.要掌握选择表面加工方案的5条依据，即表面的尺寸精 度和粗糙度Ra值，所在零件的结构形状和尺寸大小、热处 理情况、材料的性能以及零件的批量等。 2.掌握三种表面加工方案框图。 3.掌握选择加工方案的方法。 （1）筛选法：根据已知条件，从加工方案框图第①个方 案依次向下选择，直到满足已知条件为止。 （2）关键条件法：找出已知条件中的关键条件，再以关 键条件为主，适当考虑其他条件来选择加工方案。
《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。
零件表面的常规加工方法
机械加工工艺基础第二章零件表面的常规加工方法2.1 回转面的加工2012年10月18日2.1回转面的加工一、外圆面的加工☐外圆面的车削☐外圆面的磨削☐外圆面的光整二、孔的加工☐钻孔、扩孔、铰孔☐镗孔☐拉孔☐磨孔、研磨孔、珩磨孔二、孔的加工与外圆面加工相比，孔加工条件差的原因 孔加工所用刀具的尺寸受加工孔尺寸的限制，刚性差；加工孔时，切削区在工件内部，排屑及散热条件差，加工精度和表面质量不易控制；刀具的制造误差和磨损将直接影响孔的加工精度。
孔的技术要求①尺寸精度:孔径和长度的尺寸精度。
②形状精度:孔的圆度、圆柱度及轴线的直线度。
③位置精度:孔与孔或孔与外圆面的同轴度，孔与孔或孔与其它表面之间的尺寸精度、平行度、垂直度等。
④表面质量:表面粗糙度、表层加工硬化和表层物理力学性能要求等。
孔的加工方法：钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔、孔的光整加工1.钻孔用钻头在零件的实体部位加工孔叫钻孔。
钻孔直径一般<80mm。
钻孔可以在车床、钻床或镗床上进行。
钻孔最常用的刀具是麻花钻。
（1）钻床台式钻床床摇臂钻床（2）钻孔加工的两种方式 钻头旋转工件旋转在车床上钻孔在钻床上钻孔（3）钻孔的工艺特点①麻花钻刚性差②导向作用差③横刃的不利影响④两个主切削刃不对称1）容易产生“引偏”①预钻定心坑②用钻套导向③两个主切削刃尽量刃磨均匀解决办法1）容易产生“引偏”2）排屑困难3）切削温度高解决办法（4）钻孔的应用尺寸公差等级：IT13-IT11表面粗糙度：Ra50-12.5um加工范围•精度要求不高的孔的终加工，如螺栓孔、油孔；•技术要求较高孔的预加工或攻螺纹前的底孔加工。
2.扩孔扩孔是用扩孔钻对工件上已有的孔进行加工，作用是扩大孔径、提高精度，降低Ra值。
（1）扩孔（2）扩孔钻扩孔钻的特点扩孔钻麻花钻（3）扩孔的工艺特点1）扩孔是孔的半精加工方法；2）一般加工精度为IT10～IT9；3）孔的表面粗糙度可控制在Ra6.3 ～3.2μm。
电子课件机械制造工艺学第三版模块二典型表面机械加工方法的选择
任务1 外圆表面机械加工方法的选择
相关知识 三、一般外圆表面加工方案分析
任务1 外圆表面机械加工方法的选择
μm, 用于磨削加工和精加工的预加工, 或中等精度表面的终加工。
(3) 精车：精车加工精度可达IT8~IT7 级, 表面粗糙度可达Ra 1. 6~0. 8 μm, 用
于较高精度外圆的终加工或作为光整加工的预加工。
任务1 外圆表面机械加工方法的选择
相关知识
(4) 精细车：精细车加工精度可达到IT6级以上, 表面粗糙度可达Ra0. 4μm 左
2. 外圆表面的磨削及其精度
(1) 粗磨：加工精度可达到IT9~IT8 级, 表面粗糙度可达Ra 6. 3~0. 8 μm。 (2) 精磨：加工精度可达到IT7~IT6 级, 表面粗糙度可达Ra 0. 8~0. 2 μm。
(3) 精密磨削、超精密磨削：它们都是精密加工方法, 加工精度可达IT6 ~ IT5
任务2 内圆表面机械加工方法的选择
相关知识 2. 镗孔
镗孔是指以镗刀旋转为主运动、工件或镗刀做进给运动的加工方法。镗孔是在 工件已有孔的基础上进行扩大孔径的加工方法。
(1) 镗孔的特点 镗孔除了能提高尺寸精度和表面质量外, 还可以修正孔轴线的直线度误差, 且较 容易保证各孔的孔距精度和位置精度。 (2) 镗孔加工阶段 1) 粗镗。粗镗的加工精度可达IT13~IT11级, 表面粗糙度可达Ra50~12.5μm。 2) 半精镗。半精镗的加工精度可达IT10~IT9 级, 表面粗糙度可达Ra 6. 3~3. 2 μm, 用于磨削加工和精加工的预加工, 或中等精度内圆表面的终加工。
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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平面研磨的原理和研磨外圆相同。加工的尺寸精度可达IT5 平面研磨的原理和研磨外圆相同。加工的尺寸精度可达 或更高，表面粗糙度可达Ra 0.1~0.01um。 或更高，表面粗糙度可达 。
如果两个平面的平行度不符合要求时， 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 些金属， 压力，研磨时间延长一些，以便多去 些金属，直到符合要求为 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。 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， 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。 两个平行平面。
2．超级光磨 ．
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。 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 工件经过抛光表面粗糙度可达 ～ ． ， 而显出光泽的表面，但切除金属不均匀， 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。 精度不易控制。
2.平面磨削工艺特点 平面磨削工艺特点
• • • 机床结构简单,系统刚性较强 加工质 机床结构简单 系统刚性较强,加工质 系统刚性较强 量及生产率较内外圆磨高. 量及生产率较内外圆磨高 工件装夹简单,生产率高 工件装夹简单 生产率高. 生产率高 成批,大量生产中可以磨削代替铣削与 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 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 生产率 又能有效保证加工质量
适用范围 任何批量,实体工件 任何批量 实体工件 不淬火钢件,铸铁件 不淬火钢件 铸铁件 和非铁合金件小孔, 和非铁合金件小孔 细长孔 Φ30-100铸锻孔 铸锻孔 成批,大量生产 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 成批 大量生产 钢及铸铁件孔的精 加工
粗铰---精铰 钻---扩---粗铰 精铰 扩 粗铰 粗镗---半精镗 铰 粗镗 半精镗---铰 半精镗 (钻)粗镗 拉 钻 粗镗 粗镗---拉 (钻)粗镗 半精镗 钻 粗镗 粗镗---半精镗 (钻)粗镗 半精镗 精镗 钻 粗镗 半精镗---精镗 粗镗---半精镗 粗镗---半精镗 浮动镗 粗镗 半精镗---浮动镗 半精镗 (钻)粗镗 半精镗 磨 钻 粗镗 半精镗---磨 粗镗---半精镗 (钻)粗镗 半精镗 粗磨 精磨 钻 粗镗 半精镗---粗磨 粗镗---半精镗 粗磨---精磨
2/27/2011 1:02 AM
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， 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 珩磨等光整加工方法。 在精加工之后还要采用研磨 珩磨等光整加工方法。
1.研磨 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 孔的研磨和外圆研磨一样，也是用研具和工件的相对运动， 磨去工件表面很薄的一层余量（ 磨去工件表面很薄的一层余量（0.01～0.03mm）来进行光整加工。 ～ ）来进行光整加工。
磨削孔主要用于加工淬硬工件， 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， 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） 带断续表面的孔（如带有键槽的孔）等。
在磨床上磨内孔远不如外圆磨削应用那么普遍， 在磨床上磨内孔远不如外圆磨削应用那么普遍， 其原因是： 其原因是： 1 磨孔用的砂轮直径小（为孔径的 ～0.9 磨孔用的砂轮直径小（为孔径的0.6～ ），砂轮磨损快 需要修正和更换， 砂轮磨损快， 倍），砂轮磨损快，需要修正和更换，因而增加 了辅助时间。 了辅助时间。 2 砂轮直径小而且受到机床主轴转速的限制，通 砂轮直径小而且受到机床主轴转速的限制， 常很难达到正常的磨削速度（约为30m／s）。 常很难达到正常的磨削速度（约为 ／ ）。 由于磨削速度低，所以磨孔的表面质量不易提高。 由于磨削速度低，所以磨孔的表面质量不易提高。 3 磨内孔时，由于砂轮轴细，而且是悬臂安装， 磨内孔时，由于砂轮轴细，而且是悬臂安装， 所以刚性差，影响了磨孔的质量和生产率 所以刚性差，
2/27/2011 1:02 AM
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， 外圆表面光整加工的主要作用，是改善 零件的表面质量。 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。 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， 在磨具和工件之间置以研磨剂，并使研具和工件产 杂的相对运动， 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。 光整加工过程。
加工方案
加工精度 IT11--T13 IT7—IT8 IT6—IT8 IT6—IT7 IT7—IT8 IT7—IT8 IT9—IT10 IT7—IT8 IT7—IT8 IT7—IT8 IT6—IT7
表面粗糙度 Ra/µm 12.5-25 1.6-3.2 0.4-1.6 0.4-0.8 0.8-1.6 0.4-1.6 3.2-6.3 0.8-1.6 0.8-1.6 0.8-1.6 0.4-0.8
2/27/2011 1:02 AM
20.1.1 外圆表面的车削加工
车削加工的工艺范围：粗车、 车削加工的工艺范围：粗车、 半精车、精车、精细车 半精车、精车、 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
2/27/2011 1:02 AM
2/27/2011 1:02 AM
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、 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。 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。 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， 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， 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。 提供了简便、可靠的加工途径。
2/27/2011 1:02 AM
• 20.3.6 平面加工方法的选择
序 号 1 2 3 4 5 6 加工方案 粗车——精车 精车 粗车 粗铣(或粗刨 粗铣 或粗刨) 或粗刨 粗铣——精铣 精铣 粗铣 粗刨——精刨 精刨 粗刨 粗铣(刨 粗铣 刨)——拉 拉 粗铣(刨 精铣 精铣（ 粗铣 刨)-精铣（刨）磨 加工精度 IT8-IT11 IT11-IT13 IT7-IT10 IT7-IT10 IT6-IT7 IT5-IT6 表面粗糙度 Ra µm 1.6-12.5 12.5-25 1.6-6.3 1.6-6.3 0.4-0.8 0.2-0.8 钢,铸铁的中小零件 铸铁的中小零件 的平面 适用范围 车削工件的端面 不淬火钢,铸铁和非 不淬火钢 铸铁和非 铁金属件的平面
重点内容
外圆表面、平面、 外圆表面、平面、 孔的加工方法
作业： 作业：P323 20.5;
2/27/2011 1:02 AM
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 、
(2)端磨 端磨
a.接触面积大 磨削热多 排屑和 接触面积大,磨削热多 接触面积大 磨削热多,排屑和 冷却条件差 b.磨削精度低 磨削精度低 c.生产率高 生产率高 d.适用于成批大量生产 适用于成批大量生产
2/27/2011 1:02 AM
2/27/2011 1:02 AM
•20.3.5 平面研磨
加工路线
磨削
2/27/2011 1:02 AM
外 圆 表 面 加 工 方 案
2/27/2011 1:02 AM
20.2 孔的加工方法
20．2．1 钻、扩、铰、镗、拉孔 ． ．
1.钻孔 钻孔 2．扩孔，铰孔 ．扩孔，
2/27/2011 1:02 AM
镗孔
拉孔
2/27/2011 1:02 AM
20.2.2 磨孔
2/27/2011 1:02 AM
• 20.1.4 外圆加工方案的制订
a.影响外圆加工方案的主要因素 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 典型外圆加工方案 1.粗车 粗车 2.粗车 半精车 粗车-半精车 粗车 3.粗车 半精车 精车 粗车-半精车 粗车 半精车-精车 4.粗车 半精车 磨削 粗车-半精车 粗车 半精车-磨削 5.粗磨 精磨 研磨 粗磨-精磨 粗磨 精磨-研磨 车削
2/27/2011 1:02 AM
20.3 平面的加工方法
20.3.1平面的车削加工 平面的车削加工
a) 三爪卡盘 ，b)四爪卡盘，c)花盘，d)立车 四爪卡盘， 花盘 花盘， 立车 四爪卡盘
2/27/2011 1:02 AM
20.3.2平面的铣、 20.3.2平面的铣、刨加工 平面的铣
铣和刨是平面加工的两种基本方法。在多数情况下， 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。 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， 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。 在单件小批生产中具有较好的经济效益。
• 20.1.2 外圆表面的磨削加工