典型表面加工方法
常用的平面加工方法
常用的平面加工方法
平面加工是机械加工中最基础的一种加工方法。
其目的是将工件表面加工成平整的平面或特定形状的平面，以满足工件的尺寸、形状和表面粗糙度的要求。
常用的平面加工方法有以下几种：
1. 铣削：铣削是最常用的平面加工方法之一。
通过铣削刀具在工件表面上来回移动，使工件表面逐渐被削平或加工成特定的形状。
2. 磨削：磨削是利用磨粒和磨削刀具对工件表面进行加工的方法，可以获得较高的表面精度和光洁度。
3. 切割：切割是通过切割刀具对工件表面进行加工的方法，常见的切割方式有剪切、切割、冲孔等。
4. 抛光：抛光是通过磨粒和磨削刀具对工件表面进行切削，以获得高光洁度和表面质量的方法。
5. 喷砂：喷砂是利用高速喷射砂粒对工件表面进行加工的方法，可以获得一定的表面粗糙度和均匀的表面效果。
以上是常用的平面加工方法，不同的加工方法适用于不同的工件材料和加工要求。
在实际加工过程中，需要根据工件的特点和要求来选择合适的加工方法，并加以优化和改进，以提高加工效率和加工质量。
- 1 -。
表面的加工方法
磨削加工通常使用磨石、砂轮等磨具进行切削，可以获得非常光滑的表面质量和 高的尺寸精度。磨削加工广泛应用于各种材料的加工，如钢铁、有色金属和玻璃 等，尤其适用于高精度和高表面质量的加工需求。
钻削加工
总结词
钻削加工是一种使用钻床来钻孔的加工方法。
详细描述
钻削加工主要应用于各种材料的钻孔加工，如金属、木材和塑料等。钻孔可以用于连接、固定和装配等应用。钻 削加工可以通过不同的钻头类型和切削参数来实现不同孔径和深度的加工需求。
加工。
高能束流加工具有高精度、高效率、可 高能束流加工的缺点是设备成本较高，
实现纳米级加工等优点。
对某些材料的加工效果不佳。
05
其他加工方法
超声波加工
超声波加工原理
利用高频振动产生的能 量，通过磨料悬浮液对
硬脆材料进行加工。
应用领域
适用于各种硬脆材料的 加工，如玻璃、陶瓷、
宝石等。
优点
加工精度高，表面质量 好，适用于复杂形状和
精细表面的加工。
缺点
加工效率较低，需要使 用磨料悬浮液，对某些
材料加工效果不佳。
电解加工
01
02
03
04
电解加工原理
利用电解反应对金属材料进行 加工。
应用领域
适用于各种金属材料的加工， 如不锈钢、钛合金、铜等。
优点
加工精度高，可加工复杂形状 和精细表面，生产效率高。
缺点
需要使用电解液，对某些材料 加工效果不佳，且设备成本较
化学镀
总结词
化学镀是一种通过化学反应在非导电基 材表面沉积金属或合金的过程。
VS
详细描述
化学镀过程中，非导电基材经过化学处理 后，使其表面形成一层催化膜，然后加入 金属盐溶液，在催化膜的作用下，金属离 子还原并沉积在基材表面形成镀层。化学 镀具有均匀、美观和防腐等特点，广泛应 用于装饰、防腐和功能材料等领域。
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。
自然面、荔枝面、火烧面、机切面、蘑菇面、喷砂面等天然石材常见的表面加工方法
⾃然⾯、荔枝⾯、⽕烧⾯、机切⾯、蘑菇⾯、喷砂⾯等天然⽯材常见的表⾯加⼯⽅法荔枝⾯⽯材不是⽕烧⾯的⼀种。
但都是表⾯糙化⽯材的处理⽅式。
表⾯糙化的⽅式还有：1、⾃然霹雳⾯2、蘑菇⾯3、烧⽑⾯4、机刨⾯5、喷砂⾯. 表⾯纹理的区别是：荔枝⾯⽯材就是表⾯的点是凸出来的那种⽯材,（⽕烧⾯⼤多是凹进去的）天然⽯材常见的表⾯加⼯(Surface Finishing)⽅法⽯材的加⼯，包括对岩⽯的锯、切、磨、钻、琢等多种⼯序。
就板材加⼯⽽⾔，主要是锯切。
按照⽯材加⼯⼯艺的不同，可以分为异型产品（包括雕刻、弧板、空⼼柱、实⼼柱、线条、拼花等）、板材产品（包括⼤板、规格板、薄板等）；按照使⽤部位，⼜可以分为室内⽯材、室外⽯材；墙⾯（⽴⾯）⽯材、地⾯⽯材；建筑⽯材（如桥墩）、装饰⽯材（如各类饰⾯板材）等等；饰⾯板材加⼯主要指⼤理⽯、花岗⽯饰⾯板材的加⼯，其中⼜可分为⼤理⽯标准（定型）板，花岗⽯标准（定型）板，⼤理⽯薄板，花岗⽯薄板，⼤理⽯或花岗⽯拉⽑（凿⽑、烧⽑、喷砂）板。
此外板⽯的加⼯也归于其中。
⽯材的表⾯处理现在有很多种⽅法，可根据⽤户实际需要或结合现在建筑装饰追求⾃然、返古、实际效能等发挥。
⽯材的表⾯糙⾯处理正是适应这⼀理念，推出了以下多种板⾯：1、⾃然⾯(natural surface)：⾃然⾯是指⽤锤⼦等⼯具将⼀块⽯材从中间⾃然分裂开来，形成状如⾃然界⽯头表⾯极度凹凸不平，保持⽯材⾃然机理的加⼯⽅法。
⾃然⾯极为粗犷，⼤量地运⽤在⼩⽅块，路沿⽯等产品上⾯。
⾃然⾯⼜称开裂⾯：其表⾯粗糙，不过不像⽕烧那样粗糙。
这种表⾯处理通常是⽤⼿⼯切割或在矿⼭錾以露出⽯头⾃然的开裂⾯。
2、机切⾯（Machine section）：⽯材加⼯时，由切⽯机器⾃然切出⽽产⽣的⽯材表⾯效果。
直接由圆盘锯砂锯或桥切机等设备切割成型，表⾯较粗糙，带有明显的机切纹路。
机切⾯基本上没有产⽣亮度，所以⽐较不能体现出⽯材本⾊实际的⾊泽和花纹情况。
3、抛光⾯(Polished surface) ：也叫磨光⾯或镜⾯，⽯材表⾯⾮常的平滑，⾼度磨光，⾼光泽，有镜⾯效果。
典型表面的机械加工
典型外表的机械加工概述机械加工是一种常用的方法，用于加工物体的外表，以改变其形状、尺寸和质量。
在机械加工过程中，通过切削、研磨、拉拔等工艺，将原始材料的外表进行加工，从而改变其外观与性能。
在本文档中，我们将重点介绍几种典型的机械加工方法和其应用。
1. 切削加工切削加工是一种常见的机械加工方法，通过切削刀具对材料外表进行切削，以到达所需的形状和尺寸。
常用的切削加工方法包括车削、铣削、钻削等。
1.1 车削车削是一种通过旋转工件并将切削刀具沿工件进行切削的加工方法。
这种加工方式主要用于加工圆形或圆柱形的工件，如轴、齿轮等。
在车削过程中，选用适宜的切削刀具和切削参数，可以有效地改变工件外表的形状和粗糙度。
1.2 铣削铣削是一种通过旋转铣刀并将其沿工件外表移动的机械加工方法。
铣削可用于制作平面、凸轮、齿轮等复杂形状的工件。
通过合理选择铣刀类型、切削速度和进给速度等参数，可以获得精确的加工效果。
1.3 钻削钻削是一种通过旋转钻头并对工件进行穿孔和孔加工的机械加工方法。
钻削广泛应用于金属、木材和塑料等材料的加工中。
通过选择适宜的钻头形状和切削参数，可以获得精确的孔加工效果。
2. 研磨加工研磨加工是一种常用的机械加工方法，通过研磨工具对材料外表进行研磨，以改善其平坦度和光洁度。
常见的研磨加工方法包括平面研磨、圆柱研磨、内外圆磨削等。
2.1 平面研磨平面研磨是一种通过磨盘或砂轮对工件外表进行研磨的机械加工方法。
这种加工方式适用于平面工件的加工，如平面钢板、平面刀具等。
通过选择适宜的磨料类型和研磨参数，可以获得高度平整的外表。
2.2 圆柱研磨圆柱研磨是一种通过旋转磨盘或砂轮对圆柱形工件进行研磨的机械加工方法。
这种加工方式适用于轴、滚筒等圆柱形工件的加工。
通过调整磨料和研磨参数，可以改变工件外表的粗糙度和光洁度。
2.3 内外圆磨削内外圆磨削是一种通过特殊的研磨工具对内外圆柱形工件进行研磨的机械加工方法。
它可以用于加工精密的轴承、套筒等工件。
机械制造技术
Z Y
X
Z Y
X
Z Y
X
Z
Z
Z
Y X
XY
Y X
图3-12 工件以圆孔定位
24
3.4.4 定位方法与定位元件
工件以外圆柱面定位
工件以外圆柱面定位两种形式：定心定位和支承定位。工 件以外圆柱面定心定位的情况与工件以圆孔定位的情况相 仿（用套筒和卡盘代替心轴或柱销）。工件以外圆柱面支 承定位的元件常采用V型块，短V型块限制2个自由度，长 V型块（或两个短V型块组合）限制4个自由度。
2）专用夹具：为某一工件特定工序专门设计的夹具，多 用于批量生产中。
3）通用可调整夹具及成组夹具：夹具的部分元件可以更 换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。
4）组合夹具：由一套预先制造好的标准元件组合而成。 根据工件的工艺要求，将不同的组合夹具元件像搭积木一 样，组装成各种专用夹具。使用后，元件可拆开、洗净后 存放，待需要时重新组装。组合夹具特别适用于新产品试 制和单件小批生产。
机械制造技术基础
零件机械加工方法
1
3.1.1 典型表面加工方法
表3-1 外圆表面加工方法
工件
刀具
主运动 进给运动 主运动 进给运动
表面成形原理图
R
T
车削
成形车削
拉削
研磨
RR
铣削
成形磨（横磨）
T/ R R
RRT
R
T/ R
外圆磨
无心磨
车铣加工
滚压加工 2
3.1.1 典型表面加工方法
表3-2 内圆表面加工方法
工件加工要求不需要限制某一个或某几个自由度。如 加工平板上表面，要求保证平板厚度及与下平面的平 行度，则只需限制 3 个自由度就够了。
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。
常用的14种产品表面处理工艺
1、表面处理工艺——IMDIMDBPIn-MoIdDecoration（模内装饰技术），亦称免涂装技术，是将已印刷好图案的膜片放入金属模具内，将成形用的树脂注入金属模内与膜片接合，使印刷有图案的膜片与树脂形成一体而固化成成品的一种成形方法。
表面硬化透明薄膜，中间印刷图案层，背面注塑层，油墨中间，可使产品耐摩擦，防止表面被刮花，并可长期保持颜色的鲜明不易褪色。
工艺特点：IMD技术能简化生产步骤和减少拆装部件。
IMD产品具有表面耐腐蚀、耐磨、不脱落、色彩鲜艳、颜色图案可随时更换、表面装饰效果极佳等优点，广泛应用于汽车、家电、消费电子、医疗电子等领域。
是一种极有效又节省成本的加工工艺。
2、表面处理工艺——OMDOMD即OUt-MOIdDecOmtiOn（模外装饰工艺），是IMD的延伸。
是一种结合印刷、纹理结构及金属化特性之3D表面装饰技术。
外观可实现仿金属拉丝、仿原生木纹、皮革、喷涂、石纹等效果。
可完成立体、高度较大的3D曲面产品形态。
工艺特点：基材材质不受限制，可以是金属或者塑料，可实现3D造型，可实现包裹内部结构（倒拔模）较小产品一次性多个加工。
但是，设备投资较高，不能实现复杂3D造型。
喷涂：利用喷枪等喷射工具把涂料雾化后，喷射在被涂工件上的涂装方法。
通过喷枪或碟式雾化器，借助于压力或离心力，分散成均匀而微细的雾滴，施涂于被涂物表面。
4、表面处理工艺——PVDPVD:即物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition),是指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术。
利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
5 .表面处理工艺——电镀电镀：使塑料以较高成品率及较低成本获得金属效果表面。
与PVD相似，PVD是物理原理，电镀是化学镀，主要分为真空电镀和水电镀。
6 .表面处理工艺——NCVMNCVM(Non-ConductivevacuumMetalize):又称不连续镀膜技术或不导电电镀技术，是采用镀出金属及绝缘化合物等薄膜，利用各不连续之特性，得到最终外观既有金属质感且不影响到无线通讯传输之效果。
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3.材料性能决定加工方案
3.材料性能决定加工方案
4.材料热处理要求决定加工方案
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 零件的年产量(生产纲领)（件）
重型零件 <5 5~100 100~300 300~1000 >1000 中型零件 <10 10~200 200~500 500~5000 >5000 轻型零件 <100 100~500 500~5000 5000~50000 >50000
超声波套料）
外圆加工方案一
车削类
应用：
Ra0.1-0.008 IT5-3
研磨 粗车
Ra25-12.5 IT 12-11
1. 中等精度的盘套、 短轴销类零件的 外圆； 2. 有色金属零件的 外圆； 零件结构不宜磨 削的外圆。
半精车
Ra6.3-3.2 IT 10-9
精车
Ra1.6-0.8 IT 8-6
单件生产 批量 生产
小批 中批 大批
大量生产
5.生产批量决定加工方案
5.生产批量决定加工方案
二、常见表面加工方案选择
外圆 内圆 平面 齿型表面
1.外圆表面加工方案选择
依附的零件
基本表面；轴类、盘套类零件
外圆的技术要求
尺寸、形状、位置精度、表面质量
外圆加工方法
车、磨、超精加工、特种加工（旋转电火花和
半精车
Ra6.3-3.2 IT 10-9
精车
粗磨
淬火
Ra0.8-0.4 IT8-7
精磨
Ra0.4-0.2 IT6-5
超精 加工 砂带 磨削
调质 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
特种加工
旋转电火花 超声波套料
Ra6.3-0.8 IT8－6 Ra1.6-0.8 IT8－6
金刚 石车
Ra0.8-0.2 IT6-5
3.
调质
外圆加工方案二
研磨
车磨类
Ra1.6-0.8 IT 8-6
Ra0.1-0.008 IT5-3 Ra0.2-0.1 IT5 Ra0.8-0.2 IT5 Ra0.1-0.05 IT5 Ra0.4-0.1 IT6-5
抛光 精密 磨削
粗车
Ra25-12.5 IT 12-11
2.内圆加工方案
依附的零件
基本表面，主要是盘套类、支架箱体类
内圆的技术要求
尺寸、形状、位置精度、表面质量
内圆加工特点
类型多、加工难
内圆加工方法
钻、扩、铰、车、镗、拉、磨、珩磨或研磨及滚压 特种加工
内圆面(孔)加工VS外圆面加工
1) 孔加工所用的刀具(或磨具)的尺寸受被加工孔的直径的限制，刀 具的刚性差，容易产生弯曲变形及振动；孔的直径越小，深度越大， 这种影响越显著。
2.加工精度（IT、Ra）
粗糙、中等、精度较高、精密、超精密
3.材料性能
黑色金属、淬火黑色金属、有色金属
4.热处理类型
淬火、调产、批量生产、大批大量生产
1.零件结构决定加工方案
1.零件结构决定加工方案
1.零件结构决定加工方案
2.精度等级决定加工方案
研磨 金刚镗 珩磨
Ra0.4－0.05 IT6－4 Ra0.8-0.2 IT7－6
调质
应用：除淬硬钢件以外，孔径>15的各种零件上的孔
内圆加工方案二
车（镗）磨类
Ra25-12.5 IT 12-11 Ra6.3-3.2 IT 10-9
Ra1.6-0.8 IT 8－7
浮动镗 粗磨
Ra1.6-0.8 IT 8-7
第3章：典型表面的加工方法
机械制造基础
制造科学与工程学院金工教研室 梅筱琴
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
应用：各种难加工材料上的外圆
典型外圆加工情况
黑色金属－不淬火
方案一
或 方案二 精度决定最终加工方法，不论批量如何
黑色金属－淬火
方案二（精度决定最终加工方法，不论批量如何）
有色金属
方案一（精度决定最终加工方法，不论批量如何）
特殊材料
高硬度金属：旋转电火花 硬脆非金属：超声波套料
内圆加工方案四
拉削类
Ra25-12.5 IT 12-11
钻孔
粗车 粗镗
Ra25-12.5 IT 12-11
粗拉
Ra1.6-0.8 IT 8－7
精拉
Ra0.8-0.4 IT 7－6
调质
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
Ra0.1－0.008 IT6－4
钻孔 粗车 粗镗
Ra25-12.5 IT 12-11
半精镗 半精车
Ra6.3-3.2 IT 10-9
研磨 精磨
Ra0.4－0.2 IT 7－6
精密磨 超精 加工
Ra0.1－0.05 IT5
Ra0.2-0.025 IT5
调质
淬火
应用：淬硬或不淬硬钢件上的孔
内圆加工方案三
2) 大部分孔加工刀具为定尺寸刀具，孔的直径往往取决于刀具的直 径，刀具的制造误差及磨损将直接影响孔的加工精度。
3) 加工孔时，切削区在工件的内部，排屑条件、散热条件都差。因 此，孔的加工精度和表面质量都不容易控制。 加工内圆面要比加工同样要求的外圆面困难。当一个零件要求内圆 面与外圆面必须保持某一正确关系时，应先加工内圆面，再以内圆面 定位加工外圆面，以保证达到加工要求。
钻扩铰类
Ra25-12.5 IT 12-11
钻孔 粗车 粗镗
Ra25-12.5 IT 12-11
扩孔
Ra6.3-3.2 IT 10-9
粗铰
Ra1.6-0.8 IT 8-7
精铰
Ra0.4－0.2 IT 7－6
研磨
Ra0.1－0.008 IT6－4
调质
淬火
应用：
1. 中等批量、不淬硬钢件上的孔；
2. 各种批量的小孔（D<15mm）和细长孔(L/ D>5)。
内圆加工方案一
车（镗）类
Ra25-12.5 IT 12-11 Ra6.3-3.2 IT 10-9 Ra1.6-0.8 IT 8-7
Ra0.4－0.008 IT6－4
钻孔 粗车 粗镗
Ra25-12.5 IT 12-11
半精镗 半精车
Ra6.3-3.2 IT 10-9
精车 精镗
Ra1.6-0.8 IT 8-7