一、切削加工

切削加工是利用切削工具从工件上切去多余材料，使工件获得符合图纸要求的几何形状、尺寸和表面质量的加工过程。切削加工是机械制造的重要方法之一，是提高零件的尺寸精度和表面质量的主要手段，在机械制造业中占有十分重要的地位，约占机械总制造量的40%~60%。切削加工对于零件的形状和尺寸一般不受限制，可加工如外圆、内圆、锥面、平面、螺纹、齿形面及空间曲面等各种型面。到目前为止，切削加工的精度等级一般为IT12~ IT3，表面粗糙度Ra值为25~0.008μm。传统的切削加工的基本方法有车削、铣削、刨削、镗削和钻削等。

1. 车削加工

车削是指工件作回转主运动，车刀作进给运动的切削加工方法。车削加工主要用于加工回转面，并能加工平面，而这两种面在机械零件中应用最为广泛，因此，车削加工是机械加工方法中应用最普遍的加工方法。

车削加工由于加工过程连续，切削层公称横截面积恒定，切削力变化不大，切削过程平稳，所以车削加工的加工精度较高。而且车削加工经一次装夹就能加工出外圆面、内圆面、锥面、台阶面以及端面等，因此，依靠车床自身的精度就能保证各加工面之间的位置精度。

车削加工在一般情况下车刀与工件始终接触，基本上没有冲击现象，可以采用很高的切削参数进行切削，所以生产率较高。而且车削加工适应多种材料、多种表面、较大尺寸范围和精度等级，因此，加工范围广泛。

此外，车削加工还有刀具简单、生产成本较低的特点。

2. 钻削加工

用钻头或铰刀、锪刀在工件上加工孔的方法统称钻、铰、锪加工，它可以在台式钻床、立式钻床、摇臂钻床上进行，也可以在车床、铣床、镗床或专用机床上进行。

（1）钻孔是用钻头在实体材料上加工孔的一种加工方法。钻孔是最常见的孔加工方法之一，属于粗加工，按深径比（孔深与孔径之比）可分为浅孔钻和深孔钻。

①浅孔钻是深径比L/D≤5 的孔。加工浅孔使用的刀具通常为麻花钻，加工精度等级一般为IT12~ IT10，表面粗糙度Ra值为25~3.2μm。

②深孔钻是深径比L/D>5 的孔。其中L/D=5~20的孔称为普通深孔，加工普通可用深孔刀具或接长麻花钻在车床或钻床上完成；L/D=20~100的孔称为特殊深孔，加工特殊深孔需用深孔刀具在深孔加工机床上进行。

钻孔加工有两种方式，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。钻头旋转时，当因切削刃不对称和钻头刚性不足而使钻头引偏时，被加工孔的中心线会发生偏斜或不直，但孔径基本不变；工件旋转时则相反，钻头引偏会引起孔径变化，孔的中心线仍是直的，如图1所示。

（2）扩孔是用扩孔刀具扩大工件孔径的一种加工方法。扩孔钻与钻头类似，结构形式有：整体锥柄扩孔钻，扩孔直径为φ10 mm~φ32 mm；镶齿套式扩孔钻，扩孔直径为φ25 mm~φ80 mm；此外还有硬质合金可转位扩孔钻。扩孔属于半精加工，加工精度等级一般为IT10~ IT9，表面粗糙度Ra值为6.3~3.2μm。

（3）铰孔是用铰刀在未淬硬工件孔壁上切除微量金属层，以提高工件尺寸精度和降低表面粗糙度的加工方法。铰孔可加工圆柱孔和圆锥孔，可以机铰，也可以手铰。铰孔属于精加工，可分为粗铰和精铰。粗铰的尺寸精度为IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm；精铰的尺寸精度为IT7~ IT6，表面粗糙度Ra值为0.8~0.4μm。

（4）锪孔是用锪钻加工各种沉头螺栓孔、锥孔、凸台面等的加工方法。锪孔一般在钻床上完成。

3. 镗削加工

镗削加工是在预制孔上用刀具使孔扩大的一种加工方法。镗孔工作既可以在镗床或镗铣床上进行，也可以在车床上进行。在车床上镗孔时工件做旋转运动，刀具作轴向进给运动。它的工艺特点是：加工后孔的轴心线与工件的回转轴线一致，孔的圆度主要取决于机床主轴的回转精度，孔的轴向几何形状误差主要取决于刀具进给方向相对于工件回转轴线的位置精度。这种镗孔方式适于加工与外圆表面有同轴度要求的孔。

在镗床或镗铣床上镗削时镗刀作旋转主运动，工件或镗刀作进给运动。下面分别加以介绍。

（1）刀具旋转，工件作进给运动? 图2（a）所示为在镗床上镗孔的情况，镗床主轴带动镗刀旋转，工作台带动工件作进给运动。这种镗孔方式镗杆的悬伸长度L一定，镗杆变形对孔的轴向形状精度无影响。但工作台进给方向的偏斜会使孔中心线产生位置误差。镗深孔或离主轴端面较远孔时，为提高镗杆刚度和镗孔质量，镗杆由主轴前端锥孔和镗床后立柱上的尾座孔支承。 图2（b）为用专用镗模镗孔的情形，镗杆与机床主轴采用浮动联接，镗杆支承在镗模的两个导向套中，刚性较好。在这种镗孔方式中，进给方向相对主轴轴线的平行度误差对所加工孔的位置精度无影响，此项精度由镗模精度直接保证。

（2）刀具旋转并作进给运动? 如图2.5所示，镗杆的悬伸长度是变化的，镗杆的受力变形也是变化的，镗出来的孔必然会产生形状误差，靠近主轴箱处的孔径小，造成形状误差。

镗孔是加工较大孔径最常用的方法之一，箱体类零件上的孔以及要求相互平行或垂直的孔系通常都在镗床或镗铣床上镗孔。镗孔可作为粗加工、半精加工、精加工和精细加工，粗镗孔的尺寸精度为IT12~ IT11，表面粗糙度Ra值为25~12.5μm；精镗孔的尺寸精度为IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值为1.6~0.8μm；精细镗孔的尺寸精度为IT7~ IT6，表面粗糙度Ra值为0.8~0.2μm。

4. 铣削加工

铣削是指铣刀作旋转主运动，工件作进给运动的切削加工方法。铣削加工可以在卧式铣床、立式铣床、龙门铣床、工具铣床以及各种专用铣床上进行。铣削加工的范围很广泛，能加工平面、台阶面、各种槽、型腔以及成型面。根据铣刀形式不同，用分布于铣刀端平面上的刀齿进行铣削称为端铣；用分布于铣刀圆柱面上的刀齿进行铣削称为周铣。周铣分为逆铣和顺铣两种方式。

（1）逆铣

铣削时，铣刀切入工件时的切削速度方向和工件的进给方向相反，这种铣削方式称为逆铣，如图4（a）所示。

逆铣时，刀齿的切削厚度从零逐渐增大至最大值。刀齿在开始切人时，由于切削刃钝圆半径的影响，刀齿在已加工表面上滑擦一段距离后才能真正切人工件，因而刀齿磨损快，加工表面质量较差。此外，刀齿对工件的垂直铣削分力向上，容易使工件的装夹松动。铣床工作台的纵向进给运动一般是依靠丝杠和螺母来实现的。螺母固定不动，丝杠转动带动工作台一起移动。逆铣时，纵向铣削分力Ff与纵向进给方向相反，使丝杠与螺母间传动面始终贴紧，故工作台不会发生窜动现象，铣削过程较平稳。

（2）顺铣

铣削时，铣刀切出工件时的切削速度方向与工件的进给方向相同，这种铣削方式称为顺铣。如图4（b）所示。

顺铣时，刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零，没有逆铣时的刀齿滑行现象，加工硬化程度大为减轻，已加工表面质量较高，刀具使用寿命也比逆铣时高。从图4（b）中可看出，顺铣时，刀齿对工件的垂直铣削分力始终将工件压向工作台，避免了上下振动，加工比较平稳。纵向铣削分力Ff方向始终与进给方向相同，由于丝杠与螺母传动副有间隙，铣刀会带动工件和工作台窜动，使铣削进给量不均匀，容易打刀。因此，如采用顺铣，必须要求铣床工作台进给丝杠螺母副有消除侧向间隙机构，或采取其他有效措施。

从以上分析可知，顺铣和逆铣各有特点，应根据加工的具体条件合理选择。

铣削可分为粗铣、半精铣和精铣，粗铣的尺寸精度为IT12~ IT11，表面粗糙度Ra值为25~12.5μm；半精铣的尺寸精度为IT10~ IT9，表面粗糙度Ra值为6.3~2.2μm；精铣的尺寸精度为IT8~IT7，表面粗糙度Ra值为2.2~1.6μm，直线度可达0.08~0.12 mm/m。

5. 刨削加工

刨削是指用刨刀对工件作水平相对直线往复运动的切削加工方法。刨削加工可以在牛头刨床和龙门刨床上进行。刨削主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面），也用来加工各种沟槽（包括直角槽、燕尾槽和T形槽等）。刨削可分为粗刨、半精刨和精刨，粗刨后两平行平面之间的尺寸精度为IT12~ IT11，表面粗糙度Ra值为25~12.5μm；半精刨的尺寸精度为IT10~ IT9，表面粗糙度Ra值为6.3~2.2μm；精刨铣的尺寸精度为IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值为2.2~1.6μm，直线度可达0.04~0.08 mm/m。

6. 插削加工

插削是指用插刀对工件作垂直相对直线往复运动的加工方法。插削加工在插床上进行。插床主要用来加工工件的内表面，如键槽、花键多边形孔等。插削加工的生产率很低，只能用于单件小批量生产。

7. 拉削加工

拉削是指用拉刀加工工件内、外表面的加工方法。它能加工各种形状贯通的内、外表面，如：圆孔、四方孔、六方孔、键槽、花键、内齿轮、半圆弧面、组合表面和平面等。拉削后的尺寸精度为IT9~ IT7，表面粗糙度Ra值为2.2~0.8μm。拉削加工的精度和生产率高，但拉刀制造复杂，成本高，主要用于大批量生产。

二、磨削加工

磨削加工是指用磨具以较高的线速度对工件表面进行加工的方法。磨具的种类很多，有砂轮、砂带、油石和研磨料等。磨削加工主要在磨床上进行。磨削属于精加工，尤其适合对淬硬钢件和高硬度材料的精加工。磨削加工可分为：

1. 普通磨削

普通磨削是一种应用十分广泛的精加工方法，它是用砂轮在通用磨床（包括外圆磨床、内圆磨床、平面磨床以及无心磨床等）上进行的磨削加工，它可以对内外圆、平面、锥面等的磨削加工。普通磨削可分为粗磨和精磨，粗磨后的尺寸精度为IT8~ IT7，表面粗糙度Ra值为0.8~0.4μm，精磨后的尺寸精度为IT6~ IT5，表面粗糙度Ra值为0.4~0.2μm。

普通磨削包括磨外圆、磨内圆、磨平面以及无心磨削。

2. 高效磨削

高效磨削是随着科学技术的发展，在传统的普通磨削的基础上逐步发展起来的高效率、高精度的磨削方法。它包括高速磨削、强力磨削、宽砂轮与多砂轮磨削和砂带磨削等。

（1）高速磨削是指磨削速度高于50m/s的磨削加工（普通磨削一般为30~35m/s左右）。目前国外实验速度已达200~250m/s，国内普遍采用50~60m/s，有的高达80m/s。

（2）强力磨削就是以大的磨削深度（可达3~30mm,大约为普通磨削深度的100~1000倍）和小的纵向进给速度（相当于普通磨削的1/100~1/10）进行磨削，故而有称其为缓进给深磨削。

（3）宽砂轮与多砂轮磨削是用增大磨削宽度来提高磨削效率的。普通磨削的砂轮宽度为50mm左右，而宽砂轮外圆磨削的砂轮宽度可达300mm，平面磨削可达400mm，无心磨削可达1000mm。磨后的尺寸精度可达IT6，表面粗糙度Ra值为0.4μm。

（4）砂带磨削是用高速运动的砂带作为磨削工具磨削各种表面的加工方法。砂带磨削的效率和精度都较高，强力砂带磨削的效率是铣削的10倍、是普通砂轮磨削的5倍。尺寸精度可达5~0.5μm，平面度可达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之间的加工方法。精密加工主要指研磨、珩磨、精密磨削和抛光等。

1. 研磨

研磨是利用研磨工具和研磨剂，从工件上研去一层极薄表面层的精密加工方法。研磨的应用很广，可加工常见的各种表面，如平面、圆柱面、圆锥面、螺纹表面、齿轮齿面等。在现代工业中，研磨常用于精密零件的最终加工。如机械制造业中的精密量具、精密刀具、精密配合件；光学仪器制造业中的镜头、棱镜、光学平晶等仪器零件；电子工业中的石英晶体、半导体晶体、陶瓷元件等等。

2. 珩磨

珩磨是利用带有磨条（油石）的珩磨头对孔进行精密加工的方法。珩磨时，珩磨头上的磨条对工件施加一定压力，珩磨头同时作相对旋转和直线往复运动，在相对运动的过程中，磨条从工件表面切除一层极薄的金属，加之磨条在工件表面上的切削轨迹是交差而又不重复的网纹，所以可获得很高的加工精度和很小的表面粗糙度。珩磨广泛用于大批量生产中的发动机汽缸孔、连杆大头孔、挤出机机筒等，珩磨的孔径范围为15~500mm，孔的深径比可达10以上，珩磨后的孔尺寸公差等级IT6~ IT4，表面粗糙度Ra值为0.8~0.05μm。

3. 超精加工

超精加工是用极细磨料的油石，以恒定压力和复杂相对运动对工件进行微量切削，以减小表面粗糙度为主要目的的精密加工方法。超精加工的加工余量极小，一般不留加工余量或只留极小的加工余量（0.003~0.01mm）。超精加工一般不能提高加工精度，但生产率很高，可以获得较好的表面质量，常用于大批量生产中加工曲轴、凸轮轴的轴颈外圆，飞轮、离合器盘的端平面以及滚动轴承的滚道等。

4. 抛光

抛光是在高速旋转的抛光轮上涂以抛光膏对工件进行微弱切削，从而减小表面粗糙度，提高光亮度的一种精密加工方法。抛光和研磨一样，也使用研磨剂，只是更加细小（1μm以下）的微细磨粒。抛光同样不能提高加工精度，抛光后的表面粗糙度Ra值可达0.1~0.012μm。抛光一般在精磨或精车、精铣、精刨的基础上进行，主要用于表面的修饰及电镀前的预加工。