机械加工工艺与表面处理总结.docx
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机械加工工艺与表面处理总结
机械加工工艺与表面处理总结
1、锯床下料
2、车外圆，打中径孔，双边留0.3mm余量。
3、淬火、深冷
4、无心磨外圆到Ø12.08
5、线切割内孔Ø5.97
6、外圆磨一个穿心轴，穿心轴上有中心孔，装夹加工同心度、圆柱度。
7、平磨两端
8、研磨内孔
9、精车两端止口
10、研磨两端止口。
1、下料Ø62x60
2、外圆及锥面双边留0.3mm磨量，其余尺寸加工到位。
长度留0.3mm磨量。
3、槽开粗，双边留0.3mm磨量，螺孔到位，12.0槽打穿丝孔。
4、攻牙
5、热处理HRC48-52
6、以芯轴装夹校正外圆，磨削锥面，端面，以及最大外圆。
7、以外圆磨端面磨削长度及槽
8、线割12.0腰槽及两斜面，以磨床加工槽校表。
9、去披锋
1、下料，单边2mm余量
2、平磨外形，双边0.3mm余量
3、铣床点孔定心，开孔、螺纹孔、腰型孔做到位，精孔开粗双边留1mm余量，开横切。
4、铣工字槽
5、热处理，先调质、喷砂
6、精加工，抓正角，磨外形修正基准
7、CNC镗阶梯孔。
8.QPQ
1．下料，单边2mm余量。
2、铣床先铣面，双边留0.3mm余量。
再铣孔，孔加工到位。
3、淬火
4、平磨尺寸到位，保证平行度和垂直度。
1、下料，单边2mm余量
2、铣床开粗
3、CNC铣轮廓，留双边0.3mm余量。
4、立着钻孔
5、平磨到位，保证垂直度和平行度。
6、喷砂、氧化
1、下料，单边2mm余量
2、线割外形，留余量。
3、铣床加工各螺纹孔，非精孔加工到位，精孔开粗。
4、调质
5、磨床
6、CNC加工三个精孔
7、QPQ
1、下料，单边2mm余量
2、铣床开粗，单边余量0.15mm，非精孔加工到位，精孔开粗。
3、钳、攻牙
4、磨，外形加工至尺寸
5、CNC加工三个精孔
6、QPQ
1、下料，长度比工件长6mm，加长位两端打中心孔。
2、车外圆，单边0.15mm磨量。
3、铣扁位、沉孔；精孔开粗。
4、淬火
5、CNC加工精孔
6、外圆磨
7、线割去加长位
8、平磨
机械加工工艺与表面处理总结
一、常见零件工艺
1.1加工公差等级和表面粗糙度
1.外圆表面加工
序号
加工方案
经济加工
公差等级（IT）
加工表面粗糙度
Ra/μm
适用范围
1
粗车-半精车-精车
6-7
1.6-0.8
适用于淬火钢以外的各种金属
2
粗车-半精车-磨削
6-7
0.8-0.4
主要用于淬火钢，也可以用于未淬火钢，但不宜加工非铁金属
3
粗车-半精车-粗磨-精磨
5-6
0.4-0.1
4
粗车-半精车-粗磨-精磨-研磨
5级以上
＜0.1
极高精度的钢或铸铁的外圆表面加工
2.孔加工方案
序号
加工方案
经济加工
公差等级（IT）
加工表面粗糙度
Ra/μm
适用范围
1
钻
11-12
12.5
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但表面粗糙度稍高），孔径＜20mm
2
钻-铰
8-9
3.2-1.6
3
钻-粗铰-精铰
7-8
1.6-0.8
4
钻-扩
11
12.5-6.3
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工非铁金属（但表面粗糙度稍高），孔径﹥20mm
5
钻-扩-绞
8-9
3.2-1.6
6
钻-扩-粗绞-精铰
7
1.6-0.8
7
钻-扩-机绞-手铰
6-7
0.4-0.1
8
钻-扩-粗绞-精铰-研磨
5-6
＜0.1
精度要求很高的孔
3.平面加工方案
序号
加工方案
经济加工
公差等级（IT）
加工表面粗糙度
Ra/μm
适用范围
1
粗车-半精车
8-9
6.3-3.2
车端面
2
粗车-半精车-精车
6-7
1.6-0.8
3
粗车-半精车-磨削
5-7
0.8-0.2
4
粗铣-精铣
7-9
6.3-1.6
一般不淬硬的表面
（端铣表面粗糙度可较低）
5
粗铣-精铣-磨削
6-7
0.8-0.2
精度较高的淬硬平面和非淬硬平面
6
粗铣-精铣-粗磨-精磨
5-6
0.4-0.25
7
粗铣-精铣-粗磨-精磨-研磨
5级以上
＜0.1
高精度平面
1.2加工件的工艺结构
1.加工时便于进刀、退刀和便于测量。
加工螺纹时，应留有退刀槽。
2.磨削时各表面间的过渡部分，应设计出越程槽，应保证砂轮自由退出和加工空间。
3.零件尽可能壁厚均匀，要考虑热处理消除应力结构。
4.零件形状尽量简单，便于加工。
便于尺寸误差测量，便于形位误差测量。
5.优先选用标准化参数，零件的孔径、锥度、螺纹孔径和螺距、齿轮模数和压力角、圆弧半径、沟槽等参数尽量选用有关标准推荐的数值，这样可使用标准的刀、夹、量具，减少专用工装的设计、制造周期和费用。
6.尽量采用标准型材。
只要能满足使用要求，零件毛坯尽量采用标准型材，不仅可减少毛坯制造的工作量，而且由于型材的性能好，可减少切削加工的工时及节省材料。
7.加工件要便于装夹，减少装夹次数，尽可能“一刀活”。
8.对于有外圆磨的工件，要注明是否允许中心孔；
9、工艺退刀槽，砂轮越程槽、是否需要清角应注明；
二、热处理、冷处理
退火：
将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却（冷却速度最慢），目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者进一步为淬火做准备。
正火：
将工件加热到适宜温度后在空气中冷却，正火效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用来改善材料的切削性能，也有时用于一些要求不高的零件作为最终热处理。
退火与正火属于毛坯预备性处理，应安排在机械加工之前进行。
淬火：
将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。
淬火后工件硬度提高且易变形，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行
回火：
淬火后钢件变硬，但同时变脆。
为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间保温，再进行冷却。
这种工艺称为回火。
退火、正火、淬火和回火时整体热处理中的“四把火”，其中淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。
“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同，又演出不同的热处理工艺。
调质：
为了获得一定的强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来的工艺称为调质。
时效处理：
某些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长的时间，以提高金属的硬度、强度或电磁性等。
这样的热处理工艺称为时效处理。
为了消除残余应力，对于尺寸大、结构复杂的铸件，需在粗加工前、后各安排一次时效处理；对于一般铸件在铸造后或粗加工后安排一次时效处理；对于精度要求高的铸件，在半精加工前、后各安排一次时效处理；对于精度高、刚度差的零件，在粗车、粗磨、半精磨后各需安排一次时效处理。
形变热处理：
把压力加工变形与热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件获得良好的强度、韧性配合的方法称为“形变热处理”。
在负压气氛或真空中进行的热处理称为“真空热处理”，它不仅能使工件不氧化、不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提高工件的性能，还可以通过渗剂进行化学热处理。
渗碳：
渗碳易产生变形，应安排在精加工前进行，为控制渗碳层厚度，渗碳前需要安排精加工。
渗氮：
一般安排在工艺过程的后部，该表面的最终加工之前。
渗氮处理前应调质。
深冷：
指将黑色金属、有色金属、高聚物、硬质合金等等材料在深冷温度下保温，使其发生在常温以及热处理过程中不曾发生过的内部结构变化，导致宏观性能的变化。
举例来说：
模具钢、高速钢、硬质合金在深冷处理后强度、韧性都有所提高，而且突破传统的硬度、韧性相矛盾的现象，表现为综合性能的提高。
去应力处理：
主要方式有人工时效、自然时效。
自然时效是将工件放在室内等自然条件下，使工件内部应力自然释放从而使残余应力消除或减少。
人工时效是人为的方法，一般是加热或是冰冷处理消除或减小淬火后工件内的微观应力、机械加工残余应力，防止变形及开裂。
稳定组织以稳定零件形状及尺寸。
其方法是：
将工件加热到一定温度，长时间保温后（5-20小时）随炉冷却，或在空气中冷却。
它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底，但相比自然时效应力释放不彻底。
三、形位公差检验方法
3.1直线度
检验方法
示意图
平面类零件
1、将零件表面清理干净，去除尖角毛刺。
2、将刀口尺或直尺与被测面直接接触并靠紧，此时平尺与被测面之间的最大间隙即为该检测面的直线度误差。
3、用塞尺检测。
（目前塞尺的最高精度为0.01mm）
4、移动刀口尺，按此方法检测若干条线，取其中最大误差值作为该件的直线度误差。
1、将零件表面清理干净，去除尖角毛刺。
2、将被测平面放在平台上；
3、用杠杆表在被测素线的全长范围内测量，同时记录检测数值，最大数值与最小数值之差即为该条素线直线度误差。
轴类零件
1、将零件表面清理干净，去除尖角毛刺。
2、将被测轴放在平台上，并固定靠紧在方箱底侧；
3、用杠杆表在被测素线的全长范围内测量，同时记录检测数值，最大数值与最小数值之差即为该条素线直线度误差。
（或用塞尺直接测量轴与平台之间的最大间隙即可）
4、将轴旋转几个角度，按上述方法测量若干条素线，并计算，取其中最大的误差值，作为被测零部件的直线度误差。
3.2平面度
检验方法
示意图
加工类较小平面检测
1、将零件表面清理干净，去除尖角毛刺。
2、将被测件用可调顶尖支撑在平台上
3、调整顶尖，使被测表面最远的三点A,B,C，与平台平行（利用杠杆表或高度尺使A、B、C三个点的高度相同）。
4、用杠杆表在整个实际表面上进行测量，同时记录读数，其最大与最小读数之差，即为被测件平面度误差
较大平面的检测
将部品平放于平台，用塞尺测量部品与平台之间的间隙。
3.3圆度
检验方法
圆度
两点测量法也称直径法：
1、将零件表面清理干净，去除尖角毛刺。
2、用千分尺（内径表）直接测量被测轴（孔）的直径，在被测件的同一截面内按多个方向测量直径的变化情况，寻求各个方向测得读数中的最大差值之半（最大值减最小值之半）即为该被测截面的单个圆度误差。
3、按同样方法在轴向上测若干个截面，取各截面上测得差值中最大的差值之半，作为该零件的圆度误差。
3.4圆柱度
检验方法
圆柱度
两点法（或直径法）：
1、用内径表（或外径千分尺）测量内孔（或外径）的尺寸，并读取数值记录
2、按同样方法，在径向和轴向测量若干个截面并记录读数，取其全部测量数值的最大和最小读数差之半，作为该被测件的圆柱度误差。
3.5线轮廓度
检验方法
线轮廓度
将轮廓样板（或半径规）按规定的方向放置在被测零件上，并靠紧，样板与被测面之间的间隙即为该被测面的线轮廓度误差，用塞尺检测，取其最大间隙作为该零件的线轮廓度误差。
3.6面轮廓度
检验方法
面轮廓度
1、将若干个截面轮廓样板放置在各指定的位置上，用塞尺检测间隙的大小，取最大间隙作为该零件的面轮廓度误差。
2、对于外形复杂，厚度较厚的零部件，可以用样板、直角尺、塞尺测量。
测量时，将样板与被测件叠合在一起，平放在平台上，然后用直角尺靠紧样板的边沿，用塞尺检测实际轮廓相对于样板轮廓的凸出或凹下的数值，在公差值之内的便合格反之不合格。
3.7垂直度
检验方法
示意图
面对面垂直度
1、将被测件的基准面固定在直角尺或方箱立面上；
2、然后用杠杆表对整个被测表面进行测量，取指示器在整个被测表面各点测得的最大与最小读数之差，作为该件的垂直度误差。
面对线
垂直度
1、将被测件基准面固定在平台上
2、将百分表接触于测量物上，在B点调零，确认到C点。
3、将百分表接触于测量物上，将其在指示范围内所有地方上下移动。
4、测定在0°与90°两处进行。
5、将各读数的最大差用以下公式计算，所得值即垂直度（在0°的读数最大差→X；在90°的读数最大差→Y）：
垂直度（）=X2+Y2
线与面的垂直度
1.在2个基准孔内插入适合的塞规或者芯轴；在平台上用磁铁将塞规与平台成直角支撑。
2.将测量面的所有地方用百分表（或高度规）测定，将读数的最大差作垂直度。
3.8全跳动
检验方法
径向
全跳动
1、将被测零件固定在一对顶尖上（或一对V形铁上，同时在轴向上固定），同时调整该对顶尖，使其同轴和与平板平行；
2、在被测件连续回转过程中，同时让杠杆表沿基准轴线的方向作直线运动；
3、在整个测量过程中指示器读数的最大差值即为该零件的径向全跳动值。
端面
全跳动
1、将V型铁竖直放在平台上，被测零件支撑在V型槽内并在轴向上固定；
2、在被测件连续回转过程中，同时让杠杆表沿其径向作直线移动；
3、在整个测量过程中杠杆表读数的最大差值即为该零件的端面全跳动值
3.9圆跳动
检验方法
径向圆跳动
1、将被测件表面清理干净，去除尖角毛刺
2、将被测零件固定在一对顶尖上（或一对V形铁上，同时在轴向上固定），
3、在被测零件回转一周过程中，指示器读数最大差值即为单个测量面上的径向跳动；
4、按上述方法，测量若干个截面，取各截面上测得的跳动量中的最大值，作为该零件的径向跳动。
端面圆跳动
1、将被测件表面清理干净，去除尖角毛刺
2、将被测零件穿入芯轴并安装在偏摆仪上（或一对V形铁上，同时在轴向上固定），。
3、将指示表与被测端面适量接触，在被测零件回转一周过程中，指示器读数最大差值即为单个测量圆柱面上的端面跳动；
4、按上述方法，测量若干个圆柱面，取各测量圆柱面上测得的跳动量中的最大值，作为该零件的端面跳动
3.10倾斜度
检验方法
倾斜度
将零件的基准表面放在平台上，用百分表在被测量面移动测量，当百分表上指示的最大与最小读数之差为最小时，此差值为倾斜度误差。
3.11平行度
检验方法
面与面的平行度
在平台上用V型块全面保持基准平面，用杠杆百分表测量测量面的全表面，在A点调零，确认到B点。
在要求的测量的面上测量。
测定值=最大值-最小值
线与面的平行度
1.将适合的塞规插入两个基准孔内。
2.将塞规的两端用平行块（或磁铁）支撑。
3.将公差的指定面调较至与平台平行，在A点调零，确认到B点。
4.测定指定面，将读数的最大差（最高点减去最低点）作平行度。
面与线的平行度
在平台上，使用磁铁支撑基准面整体，测定两个孔到基准面的尺寸，将该尺寸差作平行度。
线与线的平行度
1.将适合的塞规插入两个基准孔内。
2.用平行块（或磁铁）将塞规两端固定。
3.依照图在0°的位置求出B与C的中心偏移（X），并求出在90°回转位置上的B与C的中心偏移（Y）。
4.将求出值用X2+Y2算，所得值即平行度。
3.12同轴度
检验方法
同轴度
（1）指定基准的同轴度误差的测量
如图，以A孔轴心线为基准，测量B孔对A孔的同轴度。
必须在水平和垂直两方向分别进行测量。
（2）公共轴心线为基准的同轴度误差的测
如图，测量A、B两孔轴心线对公共轴心线的同轴度误差。
测量时，首先将被测零件固定在平台上，分别在A、B两孔被测轴心线全长进行测量。
被测轴心线到公共轴心线的最大读数差，就是同轴度误差。
三、简单的孔类件对称度误差的检测：
先测出内外圈之间的最小壁厚b，然后测出相对方向的壁厚a
同轴度误差：
f=a—b
此方法适用于测量形状误差较小的零件
3.13对称度
检验方法
示意图
对称度
一、轴类键槽对称度误差的检测：
步骤一径向截面测量：
1、将被测轴放置在等高V型块内（使轴与平台平行），键槽内塞入量块；
2、调整被测件使量块沿径向与平板平行（指示表在量块上表面移动指针不动为止）
3、测量定位块到平板的距离：
F
4、将被测件旋转180°后重复上述测量，得到该截面上、下两对应点的读数差a；则该截面的对称度误差：
F截=ha/b，h——键槽深度，b——键槽底部的厚度
步骤二轴向测量
（轴不动）然后用指示表沿键槽长度方向测量，取轴向读数差的最大值作为长向对称度误差：
F长=a高—a低
步骤三取以上两个方向测得误差的最大值作为该件对称度误差。
二、简单的孔类件对称度误差的检测：
在B、D和C、F处测量壁厚，取两个壁厚差中较大的值作为该件的对称度误差。
（│B—D│与│C—F│取其结果最大的值），此方法适用于形状误差较小的零件。
三、面对面对称度检测方法
将被测零件放置在两块平板之间，并用定位块模拟被测中心面，在被测零件的两侧分别测出定位块与上、下平板之间的距离a1和a2。
对称度误差：
f=∣a1-a2∣max
当定位块的长度大于被测要素的长度时，误差值应按比例折算。
此方法适用于测量大型零件。
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