一、切削加工

切削加工是利用切削工具從工件上切去多余材料，使工件獲得符合圖紙要求的幾何形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工過程。切削加工是機(jī)械制造的重要方法之一，是提高零件的尺寸精度和表面質(zhì)量的主要手段，在機(jī)械制造業(yè)中占有十分重要的地位，約占機(jī)械總制造量的40%~60%。切削加工對于零件的形狀和尺寸一般不受限制，可加工如外圓、內(nèi)圓、錐面、平面、螺紋、齒形面及空間曲面等各種型面。到目前為止，切削加工的精度等級一般為IT12~ IT3，表面粗糙度Ra值為25~0.008μm。傳統(tǒng)的切削加工的基本方法有車削、銑削、刨削、鏜削和鉆削等。

1. 車削加工

車削是指工件作回轉(zhuǎn)主運(yùn)動，車刀作進(jìn)給運(yùn)動的切削加工方法。車削加工主要用于加工回轉(zhuǎn)面，并能加工平面，而這兩種面在機(jī)械零件中應(yīng)用最為廣泛，因此，車削加工是機(jī)械加工方法中應(yīng)用最普遍的加工方法。

車削加工由于加工過程連續(xù)，切削層公稱橫截面積恒定，切削力變化不大，切削過程平穩(wěn)，所以車削加工的加工精度較高。而且車削加工經(jīng)一次裝夾就能加工出外圓面、內(nèi)圓面、錐面、臺階面以及端面等，因此，依靠車床自身的精度就能保證各加工面之間的位置精度。

車削加工在一般情況下車刀與工件始終接觸，基本上沒有沖擊現(xiàn)象，可以采用很高的切削參數(shù)進(jìn)行切削，所以生產(chǎn)率較高。而且車削加工適應(yīng)多種材料、多種表面、較大尺寸范圍和精度等級，因此，加工范圍廣泛。

此外，車削加工還有刀具簡單、生產(chǎn)成本較低的特點(diǎn)。

2. 鉆削加工

用鉆頭或鉸刀、锪刀在工件上加工孔的方法統(tǒng)稱鉆、鉸、锪加工，它可以在臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床上進(jìn)行，也可以在車床、銑床、鏜床或?qū)Ｓ脵C(jī)床上進(jìn)行。

（1）鉆孔是用鉆頭在實(shí)體材料上加工孔的一種加工方法。鉆孔是最常見的孔加工方法之一，屬于粗加工，按深徑比（孔深與孔徑之比）可分為淺孔鉆和深孔鉆。

①淺孔鉆是深徑比L/D≤5 的孔。加工淺孔使用的刀具通常為麻花鉆，加工精度等級一般為IT12~ IT10，表面粗糙度Ra值為25~3.2μm。

②深孔鉆是深徑比L/D>5 的孔。其中L/D=5~20的孔稱為普通深孔，加工普通可用深孔刀具或接長麻花鉆在車床或鉆床上完成；L/D=20~100的孔稱為特殊深孔，加工特殊深孔需用深孔刀具在深孔加工機(jī)床上進(jìn)行。

鉆孔加工有兩種方式，一種是鉆頭旋轉(zhuǎn)，例如在鉆床、鏜床上鉆孔。另一種是工件旋轉(zhuǎn)，例如在車床上鉆孔。鉆頭旋轉(zhuǎn)時，當(dāng)因切削刃不對稱和鉆頭剛性不足而使鉆頭引偏時，被加工孔的中心線會發(fā)生偏斜或不直，但孔徑基本不變；工件旋轉(zhuǎn)時則相反，鉆頭引偏會引起孔徑變化，孔的中心線仍是直的，如圖1所示。

（2）擴(kuò)孔是用擴(kuò)孔刀具擴(kuò)大工件孔徑的一種加工方法。擴(kuò)孔鉆與鉆頭類似，結(jié)構(gòu)形式有：整體錐柄擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑為φ10 mm~φ32 mm；鑲齒套式擴(kuò)孔鉆，擴(kuò)孔直徑為φ25 mm~φ80 mm；此外還有硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位擴(kuò)孔鉆。擴(kuò)孔屬于半精加工，加工精度等級一般為IT10~ IT9，表面粗糙度Ra值為6.3~3.2μm。

（3）鉸孔是用鉸刀在未淬硬工件孔壁上切除微量金屬層，以提高工件尺寸精度和降低表面粗糙度的加工方法。鉸孔可加工圓柱孔和圓錐孔，可以機(jī)鉸，也可以手鉸。鉸孔屬于精加工，可分為粗鉸和精鉸。粗鉸的尺寸精度為IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值為1.6~0.8μm；精鉸的尺寸精度為IT7~ IT6，表面粗糙度Ra值為0.8~0.4μm。

（4）锪孔是用锪鉆加工各種沉頭螺栓孔、錐孔、凸臺面等的加工方法。锪孔一般在鉆床上完成。

3. 鏜削加工

鏜削加工是在預(yù)制孔上用刀具使孔擴(kuò)大的一種加工方法。鏜孔工作既可以在鏜床或鏜銑床上進(jìn)行，也可以在車床上進(jìn)行。在車床上鏜孔時工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，刀具作軸向進(jìn)給運(yùn)動。它的工藝特點(diǎn)是：加工后孔的軸心線與工件的回轉(zhuǎn)軸線一致，孔的圓度主要取決于機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)精度，孔的軸向幾何形狀誤差主要取決于刀具進(jìn)給方向相對于工件回轉(zhuǎn)軸線的位置精度。這種鏜孔方式適于加工與外圓表面有同軸度要求的孔。

在鏜床或鏜銑床上鏜削時鏜刀作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動，工件或鏜刀作進(jìn)給運(yùn)動。下面分別加以介紹。

（1）刀具旋轉(zhuǎn)，工件作進(jìn)給運(yùn)動? 圖2（a）所示為在鏜床上鏜孔的情況，鏜床主軸帶動鏜刀旋轉(zhuǎn)，工作臺帶動工件作進(jìn)給運(yùn)動。這種鏜孔方式鏜桿的懸伸長度L一定，鏜桿變形對孔的軸向形狀精度無影響。但工作臺進(jìn)給方向的偏斜會使孔中心線產(chǎn)生位置誤差。鏜深孔或離主軸端面較遠(yuǎn)孔時，為提高鏜桿剛度和鏜孔質(zhì)量，鏜桿由主軸前端錐孔和鏜床后立柱上的尾座孔支承。 圖2（b）為用專用鏜模鏜孔的情形，鏜桿與機(jī)床主軸采用浮動聯(lián)接，鏜桿支承在鏜模的兩個導(dǎo)向套中，剛性較好。在這種鏜孔方式中，進(jìn)給方向相對主軸軸線的平行度誤差對所加工孔的位置精度無影響，此項(xiàng)精度由鏜模精度直接保證。

（2）刀具旋轉(zhuǎn)并作進(jìn)給運(yùn)動? 如圖2.5所示，鏜桿的懸伸長度是變化的，鏜桿的受力變形也是變化的，鏜出來的孔必然會產(chǎn)生形狀誤差，靠近主軸箱處的孔徑小，造成形狀誤差。

鏜孔是加工較大孔徑最常用的方法之一，箱體類零件上的孔以及要求相互平行或垂直的孔系通常都在鏜床或鏜銑床上鏜孔。鏜孔可作為粗加工、半精加工、精加工和精細(xì)加工，粗鏜孔的尺寸精度為IT12~ IT11，表面粗糙度Ra值為25~12.5μm；精鏜孔的尺寸精度為IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值為1.6~0.8μm；精細(xì)鏜孔的尺寸精度為IT7~ IT6，表面粗糙度Ra值為0.8~0.2μm。

4. 銑削加工

銑削是指銑刀作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動，工件作進(jìn)給運(yùn)動的切削加工方法。銑削加工可以在臥式銑床、立式銑床、龍門銑床、工具銑床以及各種專用銑床上進(jìn)行。銑削加工的范圍很廣泛，能加工平面、臺階面、各種槽、型腔以及成型面。根據(jù)銑刀形式不同，用分布于銑刀端平面上的刀齒進(jìn)行銑削稱為端銑；用分布于銑刀圓柱面上的刀齒進(jìn)行銑削稱為周銑。周銑分為逆銑和順銑兩種方式。

（1）逆銑

銑削時，銑刀切入工件時的切削速度方向和工件的進(jìn)給方向相反，這種銑削方式稱為逆銑，如圖4（a）所示。

逆銑時，刀齒的切削厚度從零逐漸增大至最大值。刀齒在開始切人時，由于切削刃鈍圓半徑的影響，刀齒在已加工表面上滑擦一段距離后才能真正切人工件，因而刀齒磨損快，加工表面質(zhì)量較差。此外，刀齒對工件的垂直銑削分力向上，容易使工件的裝夾松動。銑床工作臺的縱向進(jìn)給運(yùn)動一般是依靠絲杠和螺母來實(shí)現(xiàn)的。螺母固定不動，絲杠轉(zhuǎn)動帶動工作臺一起移動。逆銑時，縱向銑削分力Ff與縱向進(jìn)給方向相反，使絲杠與螺母間傳動面始終貼緊，故工作臺不會發(fā)生竄動現(xiàn)象，銑削過程較平穩(wěn)。

（2）順銑

銑削時，銑刀切出工件時的切削速度方向與工件的進(jìn)給方向相同，這種銑削方式稱為順銑。如圖4（b）所示。

順銑時，刀齒的切削厚度從最大逐漸遞減至零，沒有逆銑時的刀齒滑行現(xiàn)象，加工硬化程度大為減輕，已加工表面質(zhì)量較高，刀具使用壽命也比逆銑時高。從圖4（b）中可看出，順銑時，刀齒對工件的垂直銑削分力始終將工件壓向工作臺，避免了上下振動，加工比較平穩(wěn)。縱向銑削分力Ff方向始終與進(jìn)給方向相同，由于絲杠與螺母傳動副有間隙，銑刀會帶動工件和工作臺竄動，使銑削進(jìn)給量不均勻，容易打刀。因此，如采用順銑，必須要求銑床工作臺進(jìn)給絲杠螺母副有消除側(cè)向間隙機(jī)構(gòu)，或采取其他有效措施。

從以上分析可知，順銑和逆銑各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)加工的具體條件合理選擇。

銑削可分為粗銑、半精銑和精銑，粗銑的尺寸精度為IT12~ IT11，表面粗糙度Ra值為25~12.5μm；半精銑的尺寸精度為IT10~ IT9，表面粗糙度Ra值為6.3~2.2μm；精銑的尺寸精度為IT8~IT7，表面粗糙度Ra值為2.2~1.6μm，直線度可達(dá)0.08~0.12 mm/m。

5. 刨削加工

刨削是指用刨刀對工件作水平相對直線往復(fù)運(yùn)動的切削加工方法。刨削加工可以在牛頭刨床和龍門刨床上進(jìn)行。刨削主要用來加工平面（包括水平面、垂直面和斜面），也用來加工各種溝槽（包括直角槽、燕尾槽和T形槽等）。刨削可分為粗刨、半精刨和精刨，粗刨后兩平行平面之間的尺寸精度為IT12~ IT11，表面粗糙度Ra值為25~12.5μm；半精刨的尺寸精度為IT10~ IT9，表面粗糙度Ra值為6.3~2.2μm；精刨銑的尺寸精度為IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值為2.2~1.6μm，直線度可達(dá)0.04~0.08 mm/m。

6. 插削加工

插削是指用插刀對工件作垂直相對直線往復(fù)運(yùn)動的加工方法。插削加工在插床上進(jìn)行。插床主要用來加工工件的內(nèi)表面，如鍵槽、花鍵多邊形孔等。插削加工的生產(chǎn)率很低，只能用于單件小批量生產(chǎn)。

7. 拉削加工

拉削是指用拉刀加工工件內(nèi)、外表面的加工方法。它能加工各種形狀貫通的內(nèi)、外表面，如：圓孔、四方孔、六方孔、鍵槽、花鍵、內(nèi)齒輪、半圓弧面、組合表面和平面等。拉削后的尺寸精度為IT9~ IT7，表面粗糙度Ra值為2.2~0.8μm。拉削加工的精度和生產(chǎn)率高，但拉刀制造復(fù)雜，成本高，主要用于大批量生產(chǎn)。

二、磨削加工

磨削加工是指用磨具以較高的線速度對工件表面進(jìn)行加工的方法。磨具的種類很多，有砂輪、砂帶、油石和研磨料等。磨削加工主要在磨床上進(jìn)行。磨削屬于精加工，尤其適合對淬硬鋼件和高硬度材料的精加工。磨削加工可分為：

1. 普通磨削

普通磨削是一種應(yīng)用十分廣泛的精加工方法，它是用砂輪在通用磨床（包括外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床以及無心磨床等）上進(jìn)行的磨削加工，它可以對內(nèi)外圓、平面、錐面等的磨削加工。普通磨削可分為粗磨和精磨，粗磨后的尺寸精度為IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值為0.8~0.4μm，精磨后的尺寸精度為IT6~ IT5，表面粗糙度Ra值為0.4~0.2μm。

普通磨削包括磨外圓、磨內(nèi)圓、磨平面以及無心磨削。

2. 高效磨削

高效磨削是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)的普通磨削的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的高效率、高精度的磨削方法。它包括高速磨削、強(qiáng)力磨削、寬砂輪與多砂輪磨削和砂帶磨削等。

（1）高速磨削是指磨削速度高于50m/s的磨削加工（普通磨削一般為30~35m/s左右）。目前國外實(shí)驗(yàn)速度已達(dá)200~250m/s，國內(nèi)普遍采用50~60m/s，有的高達(dá)80m/s。

（2）強(qiáng)力磨削就是以大的磨削深度（可達(dá)3~30mm,大約為普通磨削深度的100~1000倍）和小的縱向進(jìn)給速度（相當(dāng)于普通磨削的1/100~1/10）進(jìn)行磨削，故而有稱其為緩進(jìn)給深磨削。

（3）寬砂輪與多砂輪磨削是用增大磨削寬度來提高磨削效率的。普通磨削的砂輪寬度為50mm左右，而寬砂輪外圓磨削的砂輪寬度可達(dá)300mm，平面磨削可達(dá)400mm，無心磨削可達(dá)1000mm。磨后的尺寸精度可達(dá)IT6，表面粗糙度Ra值為0.4μm。

（4）砂帶磨削是用高速運(yùn)動的砂帶作為磨削工具磨削各種表面的加工方法。砂帶磨削的效率和精度都較高，強(qiáng)力砂帶磨削的效率是銑削的10倍、是普通砂輪磨削的5倍。尺寸精度可達(dá)5~0.5μm，平面度可達(dá)1μm。

三、精密加工

精密加工是指加工精度在1~0.1μm，表面粗糙度Ra值在0.1~0.02μm之間的加工方法。精密加工主要指研磨、珩磨、精密磨削和拋光等。

1. 研磨

研磨是利用研磨工具和研磨劑，從工件上研去一層極薄表面層的精密加工方法。研磨的應(yīng)用很廣，可加工常見的各種表面，如平面、圓柱面、圓錐面、螺紋表面、齒輪齒面等。在現(xiàn)代工業(yè)中，研磨常用于精密零件的最終加工。如機(jī)械制造業(yè)中的精密量具、精密刀具、精密配合件；光學(xué)儀器制造業(yè)中的鏡頭、棱鏡、光學(xué)平晶等儀器零件；電子工業(yè)中的石英晶體、半導(dǎo)體晶體、陶瓷元件等等。

2. 珩磨

珩磨是利用帶有磨條（油石）的珩磨頭對孔進(jìn)行精密加工的方法。珩磨時，珩磨頭上的磨條對工件施加一定壓力，珩磨頭同時作相對旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動，在相對運(yùn)動的過程中，磨條從工件表面切除一層極薄的金屬，加之磨條在工件表面上的切削軌跡是交差而又不重復(fù)的網(wǎng)紋，所以可獲得很高的加工精度和很小的表面粗糙度。珩磨廣泛用于大批量生產(chǎn)中的發(fā)動機(jī)汽缸孔、連桿大頭孔、擠出機(jī)機(jī)筒等，珩磨的孔徑范圍為15~500mm，孔的深徑比可達(dá)10以上，珩磨后的孔尺寸公差等級IT6~ IT4，表面粗糙度Ra值為0.8~0.05μm。

3. 超精加工

超精加工是用極細(xì)磨料的油石，以恒定壓力和復(fù)雜相對運(yùn)動對工件進(jìn)行微量切削，以減小表面粗糙度為主要目的的精密加工方法。超精加工的加工余量極小，一般不留加工余量或只留極小的加工余量（0.003~0.01mm）。超精加工一般不能提高加工精度，但生產(chǎn)率很高，可以獲得較好的表面質(zhì)量，常用于大批量生產(chǎn)中加工曲軸、凸輪軸的軸頸外圓，飛輪、離合器盤的端平面以及滾動軸承的滾道等。

4. 拋光

拋光是在高速旋轉(zhuǎn)的拋光輪上涂以拋光膏對工件進(jìn)行微弱切削，從而減小表面粗糙度，提高光亮度的一種精密加工方法。拋光和研磨一樣，也使用研磨劑，只是更加細(xì)小（1μm以下）的微細(xì)磨粒。拋光同樣不能提高加工精度，拋光后的表面粗糙度Ra值可達(dá)0.1~0.012μm。拋光一般在精磨或精車、精銑、精刨的基礎(chǔ)上進(jìn)行，主要用于表面的修飾及電鍍前的預(yù)加工。