典型表面加工方法
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
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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。
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。
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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1.1.2 互换性在机械制造中有什么作用？
1.在设计方面：可以最大限度地采用标准件、通用件和标准部件，
大大简化了绘图和计算工作，缩短了设计周期，并有利于计算机辅助设计 和产品的多样化。
2.在制造方面：有利于组织专业化生产，便于采用先进工艺和高效
率的专用设备，有利于计算机辅助制造，及实现加工过程和装配过程机械 化、自动化。
3.在使用、维修方面：减少了机器的使用和维修的时间和费用，
提高了机器的使用价值。 军工产品易损件：子弹、炮弹都具有互换性; 给日常生活带来极大方便(备胎、电子元件等等)
1.1.3 怎样使零件具有互换性？
作为机械行业人员，要牢牢掌握两点： 1.加工的产品要满足使用性能； 2.加工产品要有合理的经济性。
• 几何参数互换是指零部件的尺寸、形状、位置及 表面粗糙度等参数具有互换性。
• 功能互换是指零部件的几何参数、物理性能、化 学性能以及力学性能等参数都具有互换性。
• 本课程主要研究几何参数的互换性。
2）按照互换程度分为：完全互换（绝对互换）和不完全 互换（有限互换）；
若零件（或部件）在装配或更换时，不仅不需辅助加工与 修配，而且不需选择，则具有完全互换性。
当装配精度要求很高时，采用完全互换将使零件尺寸公差 很小，加工困难，成本高，甚至无法加工。这时对某些形 状误差很小而生产批量较大的零件，可将其制造公差适当 的放大，以便与加工，而在加工完毕后再用测量器具（计 量器具）将零件按实际尺寸大小分为若干组，使同组零件 间的差别减小，按组进行装配。这样既可保证装配精度与 使用要求，又可解决加工困难，降低成本。此时仅组内零 件可以互换，组与组之间不可互换，故叫不完全互换 。
1.3.2 我国采用的优先数系 GB/T 321-1980
1.2标准和标准化
1.公差:允许零件尺寸和几何参数的变动范围称为 “公差” 2.检测：检测包含检验与测量。 3.实现互换性的条件：标准化是实现互换性的前提。
1.2.1 标准的引入
现代化工业生产的特点是规模大，协作单位多，互换性要求高，为了正确 协调各生产部门和准确衔接各生产环节，必须有一种协调手段，使分散的局部 的生产部门和生产环节保持必要的技术统 一。成为一个有机的整体，以实现互 换性生产。标准与标准化正是联系这种关系的主要途径和手段，是实现互换性 的基础。
• 第1章 绪论 • 第2章 测量技术概论 • 第3章 圆柱公差与配合 • 第4章 形状和位置公差及检测 • 第5章 表面粗糙度及检测 • 第6章 光滑极限量规 • 第7章 滚动轴承的公差与配合 • 第8章 螺纹公差与配合 • 第9章 键和花键的公差与配合 • 第10章 圆锥的公差配合及检测 • 第11章 渐开线圆柱齿轮的传动的互换性
特点：专业技术课 重要性：承上启下 性质：互换性属于标准化的范围，而测量技术属于计量学，
本课程就是将理论和实践紧密结合的学科。 参考书：
《互换性与测量技术基础》，王伯平主编， 机械工业出版社；
《互换性与测量技术》，陈于萍、高晓康 编著，高等教育出版社；
《互换性与技术测量基础》，胡风兰主编， 机械工业出版社。
在国际上，为了促进世界各国在技术上的统一，成立了国际标准 化组织（简称ISO）和国际电工委员会（简称IEC），由这两个组织负 责制定和颁发国际标准。我国于1978年恢复参加ISO组织后。陆续修 订了自己的标准。修订的原则是，在立足我国生产实际的基础上向 ISO靠拢，以利于加强我国在国际上的技术交流和产品互换。
1.3优先数和优先数系
1.3.1 数系的传播
优先数就是一种对各种技术参数进行简化、协 调和统一的一种科学的数值制度。
数系的优化有个过程，标准化初期，最早人们采用 算术级数（即等差级数）但是有很大缺点。
a, a d, a 2d,......, a nd
后来采用了几何级数（等比级数）
a, ar, ar2, ar3,......,arn.n 1, 2,3,......
1.2.5 标准化
1.定义：指标准的制订、发布和贯彻实施的全部活动过程，包括从调查
标准化对象开始，经试验、分析和综合归纳，进而制订和贯彻标准，以后 还要修订标准等等。标准化是以标准的形式体现的，也是一个不断循环、 不断提高的过程。
2.薏义：标准化是组织现代化生产的重要手段，是实现互换性的必要前
提，是国家现代化水平的重要标志之一。它对人类进步和科学技术发展起着 巨大的推动作用。
• 为保证零件的使用性能和制造的经济性，设计时要给出合 理的公差值，把加工误差限制在允许的范围之内。
• 加工误差的分类：按照加工误差产生的原因和对零件使用 性能的影响，可以把误差分为：
1.尺寸误差：按照同一规格加工的一批零件的实际尺寸对理 想尺寸的偏移量。
2.形状误差：指零件上几何要素的实际形状对理想形状的偏 移量。
第1章 绪论
1.1 互换性概述
1.1.1 什么是互换性？
1.定义：在制成的同一规格零件中，不需要作任何挑选或附加加工（如
钳工修配）或再调整就可装上机器（或部件）上，而且达到原定使用性的分类原则，互换性有不同的分类形式 • 1）按照互换的范围分为几何参数互换和功能互换
1.2.2 标准的定义：
标准是对重复性事物和概念所作的统一规定，它以科学、技术和实践
经验的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特 定形式发布，作为共同遵守的准则和依据。
1.2.3 标准的分类：
我国标准分为国家标准（GB） 、行业标准（专业标准，如JB） 、地方标准 和企业标准。
1.2.4 国际标准化组织（ISO）
3.位置误差：指零件上几何要素的实际位置对理想位置的偏 移量。
4.表面粗糙度：零件表面微观的高低不平，是微观的形状误 差。
公差：某个几何参数允许变化的范围，用以 限制误差，保证使用性能。
上述几种误差都有相应公差，规定的原则和方法不同。 要使零件具有互换性，就应该按照一定的规 格和公差制造。这就需要对数值系列、公差 规定统一的标准。还要用统一的标准进行检 验，因此，制定标准、贯彻标准是实现互换 性的先决条件。