常见机械加工工艺

常见机械加工工艺

1.车削

车削主要是在车床上，利用刀具对旋转的工件进行切削加工。车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车削的加工原理为：工件旋转（主运动），车刀在平面内作直线或曲线运动（进给运动），可用以加工内外圆柱面、端面、圆锥面、成型面和螺纹等。车削圆柱面时，车刀沿平行于工件旋转轴线的方向运动；车削端面或切断工件时，车刀沿垂直于工件旋转轴线的方向水平运动。若车刀的运动方向与工件的旋转轴线成一条斜角，那么可加工成圆锥面。

车削操作注意事项：

（1）工作前先润滑车床，检验手柄是否到位，开慢车试运转5分钟，确认一切正常方能操作；

（2）卡盘夹头要上劳，扳手不能留在其上；

（3）工件和刀具要装夹牢固，刀杆不能伸出过长（镗孔除外），转动小刀架要停车，防止刀具碰撞卡盘，工件或划破手；

（4）工件运转时，人不能正对着工件站立，身不靠车床，脚不踏油盘；

（5）高速切削时，为确保安全，应使用断削器和挡互屏；

（6）禁止高速反刹车，退车和停车要平稳；

（7）清除铁屑时，应使用刷子或专用钩；

（8）用锉刀打光工件，必须右手在前，左手在后；用纱布打光工件时，要用手夹等工具，以防绞伤；

（9）一切再用的工、量、刃具均需放到附近安全位置，做到整齐有序；

（10）在车头取下或测量工件时，要等车床停稳再操作；

（11）车床工作时，禁止打开或卸下防护装置；

（12）临近下班，应清扫和擦拭车床，并将尾座和溜板箱退到车床床身最右端。

车削加工的主要参数是背吃刀量和进给量。背吃刀量指垂直于进给速度方向

的切削层最大尺寸，一般指工件上以加工表面和待加工表面间的垂直距离。进给量是指工件（或刀具）每旋转一周或往复一次，或刀具每转过一齿时，工件或工具在进给运动方向上的相对位移。在粗车时，尽量使用大的背吃刀量和进给量以提高生产率，而在精车时，则选用较小的背吃刀量和进给量，以保证工件所要求的加工精度和表面质量。

2.铣削

铣削和车削运动方式相反，它是利用旋转的多人刀具作旋转运动来切削工件，是高效率的加工方法。铣削时，刀具旋转（主运动），工件移动（进给运动），工件也可固定，但此时旋转的刀具还必须移动，即刀具同时完成主运动和进给运动。铣削一般在铣床或镗床上进行，适用于加工平面、沟槽、各种成型面如花键、齿轮、螺纹和模具的特殊型面等。

铣削操作注意事项：

（1）铣削不规则的工件及使用虎钳、分度头或专用夹具夹持工件时，不规则工件的重心及虎钳、分度头、专用夹具等尽可能放在工作台中间部

位，避免工作台受力不均，产生变形；

（2）在快速或自动进给铣削时，不准把工作台挤到两极端，以免挤坏丝杆；

（3）不准用机动对刀，对刀应手动进行；

（4）工作台换向时，必须将换向手柄停在中间位置，然后再换向，不能直接换向；

（5）铣削键槽轴类，或切割薄的工件时，严防铣坏分度头及工作台面；

（6）铣削平面时，必须使用有四个刀头以上的刀盘，选择合适的切削用量，防止机床在铣削中产生振动。

铣削的特征是：铣刀各刀齿周期性地间断切削，每个刀齿在切削过程中厚度是变化的，每齿进给量表示铣刀每转过一个刀齿的时间内工件的相对位移量。

3.钻削

钻削是加工孔的基本方法，通常在钻床或车床上进行，也可在镗床或铣床上进行。钻削时，钻削刀具与工件作相对转动（主运动）并作轴向进给运动。由于钻削的精度较低，故钻削主要用于粗加工或精加工之前的预加工。

4.磨削

磨削是以较高的线速度旋转的磨料、磨具（如砂轮）对工件的表面进行加工。磨削加工在机械上属于精加工，加工量少，精度高。磨削用于加工工件的内外圆柱面、圆锥面、平面、螺纹、花键、齿轮等特殊、复杂的成型表面。由于磨粒硬度高，磨具具有自锐性，因此磨削可用于加工各种材料，包括淬硬钢、各种合金钢、硬质合金、玻璃、陶瓷和大理石等高硬度金属和非金属材料。磨削分为外圆磨削、内圆磨削、平面磨削和无心磨削。外圆磨削主要在外圆磨床上进行，用以磨削轴类工件的外圆柱，磨削时，工件低速旋转，若工件同时作纵向往复移动并

在纵向移动的每次单行程或双行程后砂轮相对工件作横向进给，则称为纵向磨削法；若砂轮宽度大于被磨削的表面长度，则工件不需作纵向往复移动，称为切入磨削法。切入磨削法的效率高于纵向磨削法。内圆磨削主要在内圆磨床、万能外圆磨床或坐标磨床上进行，主要磨削工件的圆柱孔、圆锥孔和孔端面，一般采用纵向磨削法，而磨削成型内表面时可采用切入磨削法。在坐标磨床上磨削内孔时，工件固定在工作台上，砂轮除作高速旋转外，还绕所磨孔的中心线作行星运动。平面磨削主要是在平面磨床上磨削平面、沟槽等，其分为两种：用砂轮外圆表面磨削的称为周边磨削，用砂轮端面磨削的称为端面磨削。无心磨削是在无心磨床上进行，用以磨削工件外圆，磨削时，工件不用顶尖定心和支承，而是放在砂轮与导轮之间，由其下方的托板支承，并由导轮带动旋转。当导轮轴线与砂轮轴线调整成斜交1～6°时，工件能边旋转边自动沿轴向作进给运动，称为贯穿磨削，其只适用于磨削外圆柱面。

磨削速度高，温度也高，磨削加工可获得较高的精度和很小的表面粗糙度，其不但可以加工软材料，如未淬火钢、铸铁和有色金属，还可加工淬火钢及其他道具不能加工的硬质材料，如瓷件、硬质合金等。磨削时的切削深度很小，在一次行程中所能切除的金属层很薄，当磨削加工时，从砂轮上飞出大量细的磨削，从工件上飞出大量金属削，易对人造成伤害。

磨削加工注意事项：

（1）开车前对机床全面检查，包括对操作机构、电气设备和磁力吸盘等。检查后进行润滑，而后试车，确保正常方可使用；

（2）装工件要卡正、卡紧，开始时，应用手调方式，使砂轮慢慢靠近工件，开始进给量要小，不能用力过猛，防止砂轮碰撞。

（3）更换砂轮时，必先进行外观检查，看是否有外伤，再用木锤或木棒敲击，要求声音清脆无裂纹。安装砂轮必须按规定的方法或要

求进行，静平衡调试后安装，试车，一切正常后才能使用；

（4）操作人员工作时，应戴好防护眼镜，修整砂轮要平衡进行，防止撞击，测量工件，擦拭机床都要在停机后进行，用磁力吸盘时，

应将盘面、工件擦净、靠紧、吸牢，必要时可加挡铁，防止工件

移位或飞出；

（5）操作人员停止工作后，应立即关车，禁止砂轮在无人使用、无人管理的状态下运转；

（6）作业完毕后，应及时清除各部位磨屑，将机件各处（特别是滑动部位）擦拭干净后上油，并在必要部位上防锈。

5.刨削

刨削是刨刀与工件作相对直线往复运动的切削加工，是加工平面的主要方法之一，适用于单小批量生产平面、垂直面和斜面。刨削可在牛头刨床或龙门刨床上进行，其主运动是变速往复直线运动，因为在变速时有惯性。限制了切削速度的提高，并在回程时不切削，故而效率低，不适合大批量生产。刨削也可广泛应用于加工直槽、燕尾槽、T形槽、齿条、齿轮、花键、和母线为直线的成型面等。其特点是通用性好、效率低、精度不高。

6.镗削

镗削是一种用刀具扩大孔或其他圆形轮廓的内径车削工艺，其镗刀旋转作主运动，镗刀或工件作进给运动。镗削一般在镗床、加工中心或组合机床上进行，主要用于加工箱体支架和机座等工件上的圆柱孔、螺纹孔孔内沟槽或端面，当采用特殊附件时，也可加工内外球面、锥孔等。镗削时，工件安装在机床工作台或机床夹具上，镗刀装夹在镗杆上（也可与镗杆制成整体），由主轴驱动旋转。镗削的应用范围一般从半粗加工到精加工，其镗刀类型分为单刃镗刀、双刃镗刀和多刃镗刀，一般采用的是单刃镗刀。

7.拉削

拉削是使用拉床（拉刀）加工工件内外表面的一种切削工艺，是拉刀在拉力作用下作轴向运动，加工工件的内、外表面。拉削与其他切削作业不同，主要考虑的是刀具的磨损及刀具的使用寿命，在拉削作用下，数个齿同时啮合，而且切削宽度经常很大，移除切削比较困难，故常需要低粘度油。拉削分为内拉削和外拉削。内拉削用来加工各种形状的通孔或孔内通槽，如圆孔、方孔、多边形孔、花键孔、键槽孔、内齿轮等，拉削前要有已加工孔，让拉刀能够插入，一般情况下，拉削的孔直径范围为8～125毫米，深度不能超过孔径范围的5倍。外拉削用以加工非封闭性表面，如平面、成型面、沟槽、榫槽、叶片榫头和外齿轮等，特别适合于在大量生产中加工比较大的平面和复合型面，如汽缸体、轴承座、连杆等。拉削具有效率高、精度高、范围广、结构操作简便等优点，同时也有期刀具结构复杂，成本高的缺点。拉削时，从工件上切除加工余量的顺序和方式有成形式、渐成式、轮切式和综合轮切式等。成形式加工精度高，表面粗糙度较小，但效率较低，拉刀长度较长，主要用于加工中小尺寸的圆孔和精度要求高的成形面。渐成式适用于粗拉削复杂的加工表面，如方孔、多边形孔和花键孔等,这种方式采用的拉刀制造较易,但加工表面质量较差。轮切式切削效率高，可减小拉刀长度，但加工表面质量差，主要用于加工尺寸较大、加工余量较多、精度要求较低的圆孔。综合轮切式是用轮切法进行粗拉削,用成形法进行精拉削,兼有两者的优点，广泛用于圆孔拉削。

拉削注意事项：

（1）拉削普通结构钢和铸铁时，一般粗拉速度为 3 ～7米/分，精拉速度小于3米/分。对于高温合金或钛合金等难加工金属材料, 只

有采用硬质合金或新型高速钢拉刀,在刚度好的高速拉床上，用

16～30米/分或更高的速度拉削, 才能得到比较满意的结果。

（2）拉削一般采用润滑性能较好的切削液，例如切削油和极压乳化液等。在高速拉削时，切削温度高，常选用冷却性能好的化学切削

液和乳化液。如果采用内冷却拉刀将切削液高压喷注到拉刀的每

个容屑槽中，则对提高表面质量、降低刀具磨损和提高生产效率

都具有较好的效果。

8.锯切

锯切是用边缘具有许多锯齿的刀具(锯条、圆锯片、锯带)或薄片砂轮等将工件或材料切出狭槽或进行分割的切削加工。锯切可按所用刀具形式分为弓锯切、圆锯切、带锯切和砂轮锯切等。弓锯切是将锯条张紧在弓形的锯架上，并作直线往复运动，对工件进行切割,一般在弓锯床上利用动力锯切,也可用手工锯切。由于弓锯切在回程时不进行切削，故效率较低。圆锯切是在圆锯床上由主轴带动圆锯片旋转对工件进行连续切割，效率较高。带锯切是在带锯床上利用两个轮子把长而薄的环形锯带张紧，并驱动锯带作连续运动对工件进行切割。宽带锯切的效率高，切口窄,有取代弓锯切的趋势;窄带锯切适于切割扁平工件的外部曲线轮廓或成形的通孔。砂轮锯切是用高速旋转的薄片砂轮切割工件，适于切割难加工金属材料。各种锯切方法的精度都不高，除窄带锯切外，一般用于在备料车间切断各种棒料、管料等型材。锯切设备一般采用硬质合金圆锯片作为锯切刀具，大大提高了锯片的耐磨性，设备采用气压传动实现对型材的夹紧和工进，采用电动机与锯片同轴或带增速的高速切割，使得切割面光滑，切削质量高。

9.铸造

9.1 压力铸造

压力铸造（简称压铸）是熔融金属在高压下高速充满型腔，并在压力下凝固成型而获得铸件的铸造方法。其显著特点是高压和高速、精度高、产品质量好（强度、硬度、表面光洁度好）、效率高、经济效果优良（大批量生产）。在压铸生产中，压铸机、压铸合金、压铸模具是其三大要素，压铸工艺是将三大要素有权地组合并加以运用的过程。压铸也存在某些缺点，主要在于：液态金属充填型腔速度高，流态不稳定，铸件易产生气孔，不能进行热处理；对内凹复杂的铸件加工较困难，高熔点合金（如铜，黑色金属），压铸型寿命较低；不宜小批量生产，其主要原因是压铸型制造成本高，压铸机生产效率高，小批量生产不经济。

压铸注意事项：

（1）压铸机的选择。在组织多品种，小批量生产时，一般要选用液压系统简单，适应性强，能快速进行调整的压铸机，在组织少品种大量生产时，要选用配备各种机械化和自动化控制机构的高效率压铸机；对单一品种大量生产的铸件可选用专用压铸机。铸件外形寸尺，重量、壁厚等参数对选用压铸机有重要影响。铸件重量（包括浇注系统和溢流槽）不应超过压铸机压定的额定容量，但也不能过小，以免造成压铸机功串的浪费。一般压铸机的额定容量可查说明书。压铸机都有一定的最大和最小型距离，所以压型厚度和铸件高度要有一定限度，如果压铸型厚度或铸件高度太大就可能取不出铸件。

（2）压力和速度的选择。压射比压的选择，应根据不同合金和铸件结构特性确定。对充填速度的选择，一般对于厚壁或内部质量要求较高的铸件，应选择较低的充填速度和高的增压压力；对于薄壁或表面质量要求高的铸件以及复杂的铸件，应选择较高的比压和高的充填速度。

（3）浇注温度的选择。浇注温度过高，收缩大，使铸件容易产生裂纹、晶粒粒大、还能造成粘型；浇注温度过低，易产生冷隔、表面花纹和浇不足等缺

陷。因此浇注温度应与压力、压铸型温度及充填速度同时考虑。

（4）压铸型的温度。铸压型在使用前要预热到一定温度，一般多用煤气、喷灯、电器或感应加热。在连续生产中，压铸型温度往往升高，尤其是压铸高熔点合金，升高很快。温度过高除使液态金属产生粘型外，铸件冷却缓慢，

使晶粒粗大。因此在压铸型温度过高时，应采用冷却措施。通常用压缩空气、水或化学介质进行冷却。

（5）充填时间。自液态金属开始进入型腔起到充满型腔止，所需的时间称为充填时间。充填时间长短取决于铸件的体积的大小和复杂程度。对大而简单的铸件，充填时间要相对长些，对复杂和薄壁铸件充填时间要短些。充填时间与内浇口的截面积大小或内浇口的宽度和厚度有密切关系，必须正确确定。

（6）持压和开型时间。从液态金属充填型腔到内浇口完全凝固时，继续在压射冲头作用下的持续时间，称为持压时间。持压时间的长短取决于铸件的材质和壁厚。持压后应开型取出铸件。从压射终了到压铸打开的时间，称为开型时间，开型时间应控制准确。开型时间过短，由于合金强度尚低，可

能在铸件顶出和自压铸型落下时引起变形；但开型时间太长，则铸件温

度过低，收缩大，对抽芯和顶出铸件的阻力亦大。一般开型时间按铸件壁厚1毫米需3秒钟计算，然后经试任调整。

（7）压铸用涂料。压铸过程中，为了避免铸件与压铸型焊合，减少铸件顶出的摩擦阻力和避免压铸型过分受热而采用涂料。对涂料的要求：在高温时，具有良好的润滑性；挥发点低，在100～150℃时，稀释剂能很快挥发；

对压铸型及压铸件没有腐蚀作用；性能稳定在空气中稀释剂不应挥发过度而变稠；在高温时不会析出有害气体；不会在压铸型腔表面产生积垢。（8）铸件清理。切除浇口和飞边，设备主要是冲床，液压机和摩擦压力机，在大量生产件下，可根据铸件结构和形状设计专用模具，在冲床上一次完成清理任务。表面清理多采用普通多角滚筒和震动埋入式清理装置。对批量不大的简单小件，可用多角清理滚筒，对表面要求高的装饰品，可用布制或皮革的抛光轮抛光。对大量生产的铸件可采用螺壳式震动清理机。清理后的铸件按照使用要求，还可进行表面处理和浸渍，以增加光泽，防止腐蚀，提高气密性。

9.2 重力铸造

重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。