表面加工方法的选择
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。
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。
十一、外圆加工方案
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，散热和排屑条件差，刀具磨损快，孔壁易 被划伤。
(一)、车削外圆
1、分类（车刀的几何角度和切削用量）： （1）粗车：IT12～IT11，Ra：25～12.5μm。 （2）半精车：IT10～IT9， Ra：6.3～3.2μm （3）精车：IT8～IT6， Ra：1.6～0.8μm （4）精细车（金刚石车）：IT6 ～IT5 ， Ra：0.8～0.2μm
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。
第一节 常见表面的加工方案
一、外圆加工方案
1.外圆表面的技术要求： ❖ 尺寸精度：直径、长度 ❖ 形状精度：圆度、圆柱度、轴线的直线度 ❖ 位置精度：同轴度、垂直度、径向圆跳动 ❖ 表面质量：表面粗糙度Ra、表面硬度 2.主要方法： （1）切削加工方法： ①车削； ②磨削：普通磨削、精密磨削、砂带磨削 ③光整加工：研磨、超精加工、抛光 （2）特种加工：旋转电火花、超声波套料
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
金属表面手工纹理加工方法
金属表面手工纹理加工是一种艺术和工艺的结合，旨在通过手工技巧在金属表面创造出独特的纹理和装饰效果。
以下是一些常见的金属表面手工纹理加工方法：1. 压花（咬花）：使用压花机或手工模具在金属板上施加压力，形成凹凸的图案。
这种方法适用于大面积的装饰纹理，如工具把手、装饰板等。
2. 拉丝：通过研磨或机械拉丝设备在金属表面形成线纹，产生丝绸般的光泽效果。
拉丝可以是直纹、乱纹、螺纹、波纹等多种形式。
3. 喷砂：使用高速砂流冲击金属表面，去除表面的氧化层和不平整，同时形成粗糙的表面纹理。
喷砂可以增强金属的耐磨性和抗腐蚀性。
4. 蚀刻：利用化学腐蚀剂在金属表面蚀刻出精细的图案。
这种方法适用于制作复杂的装饰图案和文字。
5. 光刻：通过照相手段制作抗蚀膜像，保护金属表面，然后使用化学腐蚀剂进行腐蚀，形成所需的纹理。
光刻适用于精细的图案制作。
6. 电镀：在金属表面电镀一层或多层其他金属，以改变其外观和性能。
电镀可以增加金属的光泽度、耐磨性和耐腐蚀性。
7. 锤打：使用锤子在金属表面手工敲击，形成锤痕纹理。
这种方法适用于制作具有手工感和原始美感的金属艺术品。
8. 雕刻：使用雕刻工具在金属表面刻画出精细的图案。
雕刻可以是浮雕、阴刻或阳刻，适用于制作具有艺术价值的金属装饰品。
9. 锻造：在金属加热至一定温度后，通过手工锻造改变其形状和纹理。
锻造可以创造出独特的肌理和形态。
10. 焊接：使用焊接技术在金属表面添加装饰性焊缝，形成特殊的纹理效果。
这些手工纹理加工方法不仅能够提升金属产品的美观度，还能增加其功能性，如提高握感、防滑等。
在实际应用中，可以根据设计需求和金属材质选择合适的加工方法。
金属工艺学第五章 典型表面加工的方案分析
2．参考方案 ① 外圆 32f7(IT7，Ra1.6 m)：粗车—调质—半精车—磨削；车 床和磨床；均用双顶尖装夹；外圆车刀和砂轮。 ② 外圆 28h6(IT6， Ra0.4m):粗车—调质—半精车—粗磨—精 磨；车床和磨床；均用双顶尖装夹；外圆车刀和砂轮。 ③ 齿形M(8GM，Ra1.6 m):滚齿—齿面淬火—珩齿；滚齿机 和珩齿机；滚齿机上采用三爪卡盘－顶尖装夹，在珩齿机 上采用双顶尖装夹；滚刀和珩磨轮。 ④ 平键槽N(槽宽尺寸IT9，槽侧 Ra3.2 m )：铣键槽；立式铣 床或键槽铣床；平口虎钳或轴用虎钳装夹；键槽铣刀。
(3)载荷分布的均匀性 即要求齿轮啮合时，齿面接触良 好，以免引起应力集中，造成齿面局部磨损，影响齿轮的使 用寿命。
(4)传动侧隙 即要求齿轮啮合时，非工作齿面间应具有 一定的间隙，以便贮存润滑油，补偿因温度变化和弹性变形 引起的尺寸变化以及加工和安装误差的影响。否则，齿轮传 动在工作中可能卡死或烧伤。
3、是否热处理及热处理方法
① 挡块(调质240HBS)：粗铣(或粗刨)—调质—半精铣(或半 精刨)—精铣(或精刨)。
② 平行垫铁(淬火50HRC)：粗铣(或粗刨)—半精铣(或半精 刨)—淬火—磨。
四、根据零件材料的性能选择
例1：两种阀杆外圆加工方案。 ① 45钢阀杆( 25h4,Ra0.05 m)
二、齿轮齿形加工方法的分析
齿形加工是齿轮加工的核心和关键，目前制造齿轮主要 是用切削加工，也可以用铸造或辗压(热轧、冷轧)等方法。 铸造齿轮的精度低、表面粗糙；辗压齿轮生产率高、力学性 能好，但精度仍低于切齿，未被广泛采用。
用切削加工的方法加工齿轮齿形，按加工原理的不同， 可以分为如下两大类：
(1)成形法(也称仿形法) 是指用与被切齿轮齿间形状相符 的成形刀具，直接切出齿形的加工方法，如铣齿、成形法磨 齿等。
表面粗糙度加工方式
表面粗糙度加工方式表面粗糙度是指实物表面的不平整程度，通常用微米（μm）或纳米（nm）来表示。
在工程制造中，表面粗糙度是一个非常重要的因素，因为它直接影响着零件的功能性能、质量和寿命。
因此，精确控制和加工表面粗糙度是现代制造工艺中必不可少的环节之一。
表面粗糙度的加工方式有很多种，下面我将介绍一些常见的加工方法和技术。
1.机械加工：机械加工是最常见的表面粗糙度加工方式之一。
常用的机械加工方法有磨削、铣削、车削、镗削等。
这些方法通过切削或研磨材料的方式，去除表面的不平整部分，从而达到减小表面粗糙度的目的。
2.研磨和抛光：研磨和抛光是通过研磨机械设备和磨料来加工表面，去除不平整和尖锐的部分，并提高表面的光滑度。
这种方法常用于对精密零件的加工，如光学元件、镜面等。
3.化学处理：化学处理是一种通过化学反应来改变表面粗糙度的方法。
常见的化学处理方式包括电镀、防锈处理、阳极氧化等。
这些处理方式可以在表面形成一层保护膜或改变表面的化学性质，从而改善表面光洁度和耐腐蚀性能。
4.热处理：热处理是一种通过加热和冷却的方式来改变材料的组织结构和性能的方法。
在热处理过程中，材料的表面粗糙度也会发生改变。
例如，淬火和回火可以使材料表面形成硬度高、抗磨损性能更好的层。
5.表面喷涂：表面喷涂是一种通过将涂层喷射到工件表面，从而改变其表面粗糙度和性能的方法。
常用的喷涂方式包括喷漆、喷粉末、喷涂液等。
这些涂层可以增加表面的光滑度、硬度和耐腐蚀性能。
6.激光加工：激光加工是一种非接触式加工方式，可以对材料进行高精度的加工。
激光可以通过高能量的热、蒸发和熔化的方式，去除表面的不平整部分，从而改善表面的粗糙度。
以上是一些常见的表面粗糙度加工方式，每种方式都有其适用的场合和限制。
在实际应用中，需要根据具体材料和要求选择合适的加工方式。
同时，加工后的表面粗糙度应该符合相关标准和要求，以确保零件的质量和性能。
除了加工方式之外，还可以通过优化工艺参数、采用更高精度的加工设备、改进材料和润滑剂等措施来减小表面粗糙度。
3.2表面粗糙度的加工方法
3.2表面粗糙度的加工方法
1. 铣削：通过将工件放置在铣床上，利用旋转的铣刀对工件进行切削来改变表面形态，从而改变表面粗糙度。
2. 铣花：利用具有一定凸起和凹陷的车床刀具在工件上进行切削或者刻划，形成花纹状的表面，从而改变表面粗糙度。
3. 研磨：利用研磨机或者手工研磨工具对工件表面进行加工，通过磨砂纸、砂轮或者研磨材料与工件相互作用，改变表面粗糙度。
4. 抛光：通过抛光机或者手工抛光工具对工件表面进行加工，利用抛光砂轮或者抛光材料与工件表面摩擦，改变表面粗糙度。
5. 刷光：利用刷光机或者手工刷光工具对工件表面进行加工，通过刷毛与工件表面接触，改变表面粗糙度。
6. 电化学抛光：利用电解液和电流对工件表面进行加工，通过控制电解液中的成分和工件与电极之间的电流密度，改变表面粗糙度。
这些加工方法可以单独或者结合使用，根据具体的工艺要求选择适当的加工方法来达到要求的表面粗糙度。
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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。
表4-1 外圆表面加工方案
序号 加 工 方 案
经济精度级 表面粗糙度R a 值
／μm
适 用 范 围
1 粗车
IT11以下 50～12.5 适用于淬火钢以外的各种金属 2 粗车一半精车
IT8～10 6.3～3.2 3 粗车一半精车一精车
IT7～8 1.6～0.8 4 粗车一半精车一精车一滚压（或抛光） IT7～8 0.2～0.025 5 粗车一半精车一磨削
IT7～8 0.8～0.4
主要用于淬火钢，也可用
于未淬火钢，但不宜加工
有色金属 6
粗车一半精车一粗磨一精磨
IT6～7 0.4～0.1
7
粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮式超精磨） IT5 0.1～R z 0.1 8 粗车一半精车一精车一金刚石车
IT6～7 0.4～0.025 主要用于要求较高的有色金属加工
9 粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨 IT5以上
0.025～R z 0.05 极高精度的外圆加工
10 粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨
IT5以上
0.1～R z 0.05
表4-2 孔加工方案
序号 加 工 方 案 经济精度级 表面粗糙度R a 值
/μm
适 用 范 围
1 钻 IT11～1
2 12.5 加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（但表面粗糙度稍
大，孔径小于15～20
㎜)
2 钻—铰 IT9
3.2～1.6 3 钻—铰—精铰 IT7～8 1.6～0.8 4 钻—扩 IT10～11 12.5～6.3 同上，但孔径大于15～20㎜ 5 钻—扩—铰 IT8～9 3.2～1.6 6 钻—扩—粗铰—精铰 IT7 1.6～0.8 7 钻—扩—机铰—手铰 IT6～7 0.4～0.1
8 钻—扩—拉 IT7～9 1.6～0.1
大批大量生产（精度由拉
刀的精度而定）
9 粗镗（或扩孔） IT11～12 12.5～6.3 除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔 10 粗镗（粗扩）—半精镗（精扩） IT8～9 3.2～1.6 11 粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰） IT7～8 1.6～0.8 12 粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗 IT6～7 0.8～0.4 13 粗镗（扩）—半精镗—磨孔 IT7～8 0. 8～0. 2 主要用于淬火钢也可用于
未淬火钢，但不宜用于有
色
金属
14 粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨 IT6～7 0.2～0.1 15 粗镗—半精镗—精镗—金钢镗 IT6～7 0.4～0.05
主要用于精度要求高的有
色金属加工
16 钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉
—珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨 IT6～7 0.2～0.025
精度要求很高的孔 17
以研磨代替上述方案中的珩磨 IT6级以上
表4-3 平面加工方案
序号 加 工 方 案 经济精度级 表面粗糙度R a 值
/μm
适 用 范 围
1 粗车—半精车
IT9
6.3～3.2 2 粗车—半精车—精车 IT7～IT8 1.6～0.8
端面
3 粗车—半精车—磨削
IT8～IT9 0.8～0.2
4 粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣） IT8～IT9 6.3～1.6
一般不淬硬平面（端铣表
面粗糙度较细）
5 粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研 IT6～IT7 0. 8～0. 1 精度要求较高的不淬硬平
面；批量较大时宜采用宽
刃精刨方案
6 以宽刃刨削代替上述方案刮研
IT7 0.8～0.2
7 粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削
IT7
0.8～0.2 精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面
8 粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—粗磨—精磨
IT6～IT7
0.4～0.02
9 粗铣—拉IT7～IT9 0.8～0.2 大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定）
10 粗铣—精铣—磨削—研磨IT6级以上0. 1～R z0. 05 高精度平面表4-4 各种加工方法的经济精度和表面粗糙度(中批生产)。