p3.1外圆表面加工方法及装备p3.2孔加工方法及装备p3.3平面加工方法及装备p3.4圆柱齿轮齿面加工方法及装备p3.5特殊表面加工p3.6数控机床与数控加工p3.7特种加工3.1 3.1 外圆表面加工方法及装备外圆表面加工方法及装备 3.1.1外圆表面的车削加工1.加工方法粗车：IT12IT11，Ra 5012.5m；精车：IT8IT6，Ra 1.60.8m；细车：IT6IT5，Ra 0.021.25m，多用于磨削加工性不好的有色金属工件的精密加工2提高外圆表面车削生产效率的途径采用高速切削：硬质合金车刀，200 250 m/min；陶瓷车刀，500m/min；采用强力切削采用多刀加工方法 3.1.2 CA6140型卧式车床1.机床布局图3-3 CA6140型卧式车床1-主轴箱 2-刀架 3-尾座 4-床身 5-右床腿 6-溜板箱 7-左床腿 8-进给箱2.机床的传动系统图3-4 CA6140型卧式车床传动系统原理框图3.机床的主传动链主运动传动路线表达式：主运动传动路线表达式：电动机7.5kw1450r/min轴轴M1左,正转56/3851/43轴轴39/4122/5830/50轴轴20/8050/50轴轴M2右20/8051/50轴轴26/58轴轴低速传动路线低速传动路线M2左63/50轴轴高速传动路线高速传动路线M1右,反转50/34轴轴轴轴34/30轴轴反转路线反转路线轴轴4.主轴箱的主要机构图3-6 CA6140型卧式车床主轴箱的展开图图3-8 卡盘或拨盘的安装1-螺钉 2-锁紧盘 3-主轴 4-卡盘座 5-螺栓 6-螺母图3-9 双向多片离合器1-双联齿轮 2-外摩擦片 3-内摩擦片 4-螺母 5-固定销 6-花键滑套7-拉杆 8-滑套 9-销轴 10-摆杆 11-拨叉 12-空套齿轮 13-挡销图3-10 制动及其操纵机构1-拉杆 2-销 3-I轴 4-滑套 5-摆杆 6-调节螺钉 7-杠杆 8-制动带 9-制动轮10-扇齿轮 11-手柄 12-轴 13-杆 14-曲柄 15-齿条轴 16-拨叉 17-IV轴 3.1.3 外圆表面的磨削加工1.加工方法快速点磨纵向进给磨削横向进给磨削（切入磨削）工件有中心支承的外圆磨削工件无中心支承的外圆磨削2.外圆磨削的尺寸控制单件小批量生产：试切法；大批量生产：主动测量。
3.外圆磨削加工的工艺特点及应用范围磨粒硬度高，它能加工一般金属刀具所不能加工的工件表面（淬硬表面等）磨削加工能切除极薄切屑，加工精度高（IT6IT5），加工表面粗糙度值小（Ra可小至0.1m）大负前角切削，磨削速度高（3090m/s），故磨削区的瞬间温度极高磨削所消耗的能量大磨削加工更适于精加工，可用于加工淬火钢、硬质合金等高硬度材料、带有不均匀铸、锻硬皮的工件不适宜加工塑性较大的有色金属材料（如铜、铝及其合金）磨削加工既广泛用于单件小批生产，也广泛用于大批大量生产高效磨削工艺：高速磨削、深切缓进给磨削等；先进制造磨削工艺：高精度磨削和低粗糙度表面磨削3.1.4 外圆表面的光整加工 光整加工光整加工是精加工后，从工件表面上不切除或切除极薄不切除或切除极薄金属层金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精度、降低表面粗糙度的加工方法对于加工精度要求很高（IT6以上）、表面粗糙度要求很小（Ra为0.2m以下）的外圆表面，需经光整加工光整加工的主要任务是减小表面粗糙度，有的光整加工方法还有提高尺寸精度和形状精度的作用，但一般都没有提高位置精度的作用外圆表面的光整加工方法主要有研磨、超精加工、滚压、研磨、超精加工、滚压、拋光拋光等。
1.研磨研磨是在研具与工件之间加入研磨剂在研具与工件之间加入研磨剂对工件表面进行光整加工的方法研具材料研具材料比工件材料软，对工件表面进行微量切削研具材料的组织应细密、耐磨，常用硬度为120160HBW的铸铁，也可用铜、巴氏合金等研磨剂研磨剂由磨料、研磨液和表面活性物质等混合而成磨料（刚玉、碳化硅、碳化硼等）主要起切削作用；研磨液（煤油、汽油、全损耗系统用油、工业甘油等）主要起冷却润滑作用；表面活性物质（油酸、硬脂酸等）附着在工件表面，使其生成一层极薄的软化膜，易于切除研磨分手工研磨和机械研磨两种研磨设备简单，成本低，加工质量容易保证，可加工钢、铸铁、硬质合金、光学玻璃、陶瓷等多种材料研磨外圆可获得很高的尺寸精度（IT6IT4）、极小的表面粗糙度（Ra为0.10.008m）和较高的形状精度（圆度误差为0.0030.001mm）但研磨不能提高位置精度，生产效率较低2.超精加工超精加工时用细粒度的磨条或砂带进行微量磨削的一种光整加工方法超精加工时，工件作低速旋转（0.030.33m/s），磨具以恒定压力（0.050.3MPa）压向工件表面，在磨具相对工件轴向进给的同时，磨具作轴向低频振动（振动频率为830Hz、振幅为16mm）。
超精加工是在加注大量冷却润滑液条件下进行的磨具与工件表面接触时，最初仅仅碰到前工序留下的凸峰，凸峰很快被磨掉冷却润滑液的作用主要是冲洗切屑和脱落的磨粒，使切削能正常进行当被加工表面逐渐呈光滑状态时，压强不断下降，切削作用减弱最后，冷却润滑液在工件表面与磨具间形成连续的油膜，切削作用自动停止超精加工的加工余量很小（一般为58m），常用于加工发动机曲轴、轧辊、滚动轴承套圈等a)超精加工示意图 （b)超精加工磨粒运动轨迹 图3-18 外圆的超精加工超精加工设备简单，自动化程度较高，操作简便，生产效率高超精加工能减小工件的表面粗糙度（Ra可达0.10.012m），但不能提高尺寸精度和位置精度工件精度由前面工序来保证3.2 3.2 孔加工方法及装备孔加工方法及装备 3.2.1 钻孔与扩孔1.钻孔钻孔是在实心材料上加工孔的第一道工序，钻孔直径一般小于80mm钻孔加工的两种方式：一种是钻头旋转，例如在钻床、镗床上钻孔；另一种是工件旋转，例如在车床上钻孔2.扩孔扩孔是用扩孔钻对已有孔作进一步加工，以扩大孔径并提高孔的加工质量扩孔加工既可以作为精加工孔前的预加工，也可以作为要求不高的孔的最终加工3.2.2 铰孔 铰孔是孔的精加工方法之一，在生产中应用很广。
对于直径较小的孔，相对于内圆磨削及精镗而言，铰孔是一种较为经济实用的加工方法铰孔余量对铰孔质量的影响很大，余量不能太大，也不能太小，一般粗铰余量取为0.15 0.35mm，精铰取为0.05 0.15mm铰孔通常采用较低的切削速度（高速钢铰刀加工钢和铸铁时，v 8m/min）进行加工进给量的取值与被加工孔径有关，孔径越大，进给量取值越大用高速钢铰刀加工钢和铸铁时，进给量常取为0.3 1mm/r铰孔时必须用适当的切削液进行冷却、润滑和清洗铰孔尺寸精度一般为IT9IT7级，表面粗糙度Ra一般为3.20.8m对于中等尺寸、精度要求较高（IT7级）的孔，钻扩铰工艺是生产中常用的典型加工方案3.2.3 镗孔镗孔是在预制孔上用切削刀具使之扩大的一种加工方法镗孔可以在镗床上进行，也可以在车床上进行1.镗孔方式（1）工件旋转，刀具进给：在车床上镗孔（2）刀具旋转，工件进给：在镗床上镗孔（3）刀具既旋转又进给：在镗床上镗孔2.金刚镗金刚镗因最初用天然金刚石镗刀加工而得名，其特点是背吃刀量小，进给量小，切削速度高，它可以获得很高的加工精度（IT7IT6）和很光洁的表面（Ra为0.40.05m）现在普遍采用硬质合金、CBN和人造金刚石刀具加工。
金刚镗主要用于加工有色金属工件，也可用于加工铸铁件和钢件金刚镗床须具有较高的几何精度和刚度，机床主轴支承常用精密的角接触球轴承或静压滑动轴承，高速旋转零件须经精确平衡此外，进给机构的运动必须十分平稳，保证工作台能作平稳低速进给运动3.镗孔的工艺特点及应用范围镗孔的加工范围广，可加工各种不同尺寸和不同精度等级的孔对于孔径较大、尺寸和位置精度要求较高的孔和孔系，镗孔几乎是唯一的加工方法镗孔的加工精度为IT9IT7级，表面粗糙度Ra为3.20.8m镗孔可以在镗床、车床、铣床等机床上进行，也可以在镗铣加工中心或专用机床上进行，具有机动灵活的优点，生产中应用十分广泛在大批大量生产中，为提高镗孔效率，常使用镗模或专用机床3.2.4 珩磨孔1.珩磨原理及珩磨头珩磨是利用带有磨条（油石）的珩磨头对孔进行光整加工的方法珩磨时，工件固定不动，珩磨头由机床主轴带动旋转并作往复直线运动珩磨加工中，磨条以一定压力作用于工件表面，从工件表面上切除一层极薄的材料，其切削轨迹是交叉的网纹（见图3-24b）手动调整结构手动调整结构的珩磨头的珩磨头图3-25 珩磨头1-螺母 2-弹簧 3-调整锥 4-磨条 5-本体 6-砂条座 7-顶销 8-弹簧卡箍2.珩磨的工艺特点及应用范围 珩磨能获得较高的尺寸精度和形状精度，加工精度为IT7 IT6级，孔的圆度和圆柱度误差可控制在3 5m的范围之内，但珩磨不能提高被加工孔的位置精度。
珩磨能获得较高的表面质量，表面粗糙度Ra为0.2 0.025m，表层金属的变质缺陷层深度极微（2.5 25m）与磨削速度相比，珩磨头的圆周速度虽不高（vc=16 60m/min），但由于砂条与工件的接触面积大，往复速度相对较高（va=8 20m/min），所以珩磨仍有较高的生产率珩磨在大批大量生产中广泛用于发动机缸孔及各种液压装置中精密孔的加工，孔径范围一般为 15 500mm或更大，并可加工长径比大于10的深孔但珩磨不适于加工塑性较大的有色金属工件上的孔，也不能加工带键槽的孔、花键孔等3.2.5 拉孔1.拉削与拉刀拉孔是一种高生产率的精加工方法，它是用特制的拉刀在拉床上进行的图3-26是在卧式拉床上拉削圆孔的加工示意图拉孔时，强制使拉刀从工件孔中通过，让拉刀上尺寸逐齿增大的刀齿顺序通过工件孔，从孔壁上一层一层地切除余量，最后加工出满足一定要求的孔拉削时拉刀只作低速直线运动（主运动）是相邻两刀齿半径上的高度差，即齿升量用普通拉刀拉削钢件圆孔时，粗切刀齿的齿升量为0.0150.03mm/齿，精切刀齿的齿升量为0.0050.015mm/齿两刀齿间的空间称为容屑槽拉刀同时工作的齿数一般应不少于3个，但不超过6 8个。
拉刀刀齿拉刀刀齿切削过程：切削过程：拉削方式（拉削图形）拉削方式（拉削图形）：（1）分层式拉削 拉刀将工件加工余量一层一层顺序地切除按分层式拉削方式设计的拉刀称为普通拉刀2）分块式拉削 加工表面的每一层金属由一组(23个刀齿)尺寸相同但切削位置相互交错的刀齿切除每个刀齿仅切去一层金属的一部分按分块拉削方式设计的拉刀称为轮切式拉刀3）综合式拉削 这种方式集中了分层及分块式拉削的优点，粗切齿部分采用分块式拉削，精切齿部分采用分层式拉削按综合拉削方式设计的拉刀称为综合式拉刀图3-30 圆孔拉刀的结构-头部 -颈部 -过渡锥部 -前导部-切削部-校准部 -后导部-支承部圆孔拉刀的结构：圆孔拉刀的结构：2.拉孔的工艺特征及应用范围拉刀是多刃刀具，在一次拉削行程中就能顺序完成孔的粗加工、精加工和光整加工工作，生产效率高拉孔精度主要取决于拉刀的精度通常条件下拉孔精度可达IT9IT7，表面粗糙度Ra可达6.31.6m拉孔时工件以被加工孔自身定位，拉孔不易保证孔与其他表面的相互位置精度拉刀不仅能加工圆孔，还可以加工成形孔、花键孔拉孔常用在大批大量生产中加工孔径为10 80mm、孔深不超过孔径5倍的中小零件上的通孔。
3.3 3.3 平面加工方法及装备平面加工方法及装备 3.3.1 概述 平面是箱体类零件、盘类零件的主要表面之一平面加工的技术要求包括：平面本身的精度（直线度、平面度等），表面粗糙度，平面相对于其他表面的尺寸精度、位置精度（平行度、垂直度等）加工平面的方法很多，常用的有铣、刨、车、拉、磨削等方法铣平面是平面加工最常用的方法刨平面所用机床、工具结构简单，调整方便，通用性好，但刨平面的生产率较低平面加工中的车、拉、磨削等加工方法，其工艺特点与外圆表面及孔。