金属零件表面加工工艺方法的选择
零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，除了首先考虑定位基准的选择外，还应当考虑各表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。目前还没有一套通用而完整的工艺路线拟定方法，只总结出一些综合性原则，在具体运用这些原则时，要根据具体条件综合分析。拟定工艺路线的基本过程见图4-28所示。
表面加工方法的选择，就是为零件上每一个有质量要求的表面选择一套合理的加工方法。在选择时，一般先根据表面的精度和粗糙度要求选定最终加工方法，然后再确定精加工前准备工序的加工方法，即确定加工方案。由于获得同一精度和粗糙度的加工方法往往有几种，在选择时除了考虑生产率要求和经济效益外，还应考虑下列因素：
(1) 工件材料的性质
例如，淬硬钢零件的精加工要用磨削的方法；有色金属零件的精加工应采用精细车或精细镗等加工方法，而不应采用磨削。
(2) 工件的结构和尺寸
例如，对于IT7级精度的孔采用拉削、铰削、镗削和磨削等加工方法都可。但是箱体上的孔一般不用拉或磨，而常常采用铰孔和镗孔，直径大于60㎜的孔不宜采用钻、扩、铰。
(3) 生产类型
选择加工方法要与生产类型相适应。大批大量生产应选用生产率
高和质量稳定的加工方法。例如，平面和孔采用拉削加工。单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。又如为保证质量可靠和稳定，保证较高的成品率，在大批大量生产中采用珩磨和超精加工工艺加工较精密零件。
(4) 具体生产条件
应充分利用现有设备和工艺手段，不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业潜力，提高工艺水平。
表4-1~4-4分别列出了外圆、内孔和平面的加工方案及经济精度，供选择加工方法时参考。
表4-1 外圆表面加工方案
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序号 |
加 工 方 案 |
经济精度级 |
表面粗糙度Ra值／μm |
适 用 范 围 |
|
1 |
粗车 |
IT11以下 |
50～12.5 |
适用于淬火钢以外的各种金属 |
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2 |
粗车一半精车 |
IT8～10 |
6.3～3.2 | |
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3 |
粗车一半精车一精车 |
IT7～8 |
1.6～0.8 | |
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4 |
粗车一半精车一精车一滚压（或抛光） |
IT7～8 |
0.2～0.025 | |
|
5 |
粗车一半精车一磨削 |
IT7～8 |
0.8～0.4 |
主要用于淬火钢，也可用于未淬火钢，但不宜加工有色金属 |
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6 |
粗车一半精车一粗磨一精磨 |
IT6～7 |
0.4～0.1 | |
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7 |
粗车一半精车一粗磨一精磨一超精加工（或轮式超精磨） |
IT5 |
0.1～Rz0.1 | |
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8 |
粗车一半精车一精车一金刚石车 |
IT6～7 |
0.4～0.025 |
主要用于要求较高的有色金属加工 |
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9 |
粗车一半精车一粗磨一精磨一超精磨或镜面磨 |
IT5以上 |
0.025～Rz0.05 |
极高精度的外圆加工 |
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10 |
粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨 |
IT5以上 |
0.1～Rz0.05 |
表4-2 孔加工方案
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序号 |
加 工 方 案 |
经济精度级 |
表面粗糙度Ra值/μm |
适 用 范 围 |
|
1 |
钻 |
IT11～12 |
12.5 |
加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也可用于加工有色金属（但表面粗糙度稍大，孔径小于15～20㎜) |
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2 |
钻—铰 |
IT9 |
3.2～1.6 | |
|
3 |
钻—铰—精铰 |
IT7～8 |
1.6～0.8 | |
|
4 |
钻—扩 |
IT10～11 |
12.5～6.3 |
同上，但孔径大于15～20㎜ |
|
5 |
钻—扩—铰 |
IT8～9 |
3.2～1.6 | |
|
6 |
钻—扩—粗铰—精铰 |
IT7 |
1.6～0.8 | |
|
7 |
钻—扩—机铰—手铰 |
IT6～7 |
0.4～0.1 | |
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8 |
钻—扩—拉 |
IT7～9 |
1.6～0.1 |
大批大量生产（精度由拉刀的精度而定） |
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9 |
粗镗（或扩孔） |
IT11～12 |
12.5～6.3 |
除淬火钢外各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔 |
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10 |
粗镗（粗扩）—半精镗（精扩） |
IT8～9 |
3.2～1.6 | |
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11 |
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗（铰） |
IT7～8 |
1.6～0.8 | |
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12 |
粗镗（扩）—半精镗（精扩）—精镗—浮动镗刀精镗 |
IT6～7 |
0.8～0.4 | |
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13 |
粗镗（扩）—半精镗—磨孔 |
IT7～8 |
0. 8～0. 2 |
主要用于淬火钢也可用于未淬火钢，但不宜用于有色 金属 |
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14 |
粗镗（扩）—半精镗—粗磨—精磨 |
IT6～7 |
0.2～0.1 | |
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15 |
粗镗—半精镗—精镗—金钢镗 |
IT6～7 |
0.4～0.05 |
主要用于精度要求高的有色金属加工 |
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16 |
钻—（扩）—粗铰—精铰—珩磨；钻—（扩）—拉 —珩磨；粗镗—半精镗—精镗—珩磨 |
IT6～7 |
0.2～0.025 |
精度要求很高的孔 |
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17 |
以研磨代替上述方案中的珩磨 |
IT6级以上 |
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表4-3 平面加工方案
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序号 |
加 工 方 案 |
经济精度级 |
表面粗糙度Ra值/μm |
适 用 范 围 |
|
1 |
粗车—半精车 |
IT9 |
6.3～3.2 |
|
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2 |
粗车—半精车—精车 |
IT7～IT8 |
1.6～0.8 |
端面 |
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3 |
粗车—半精车—磨削 |
IT8～IT9 |
0.8～0.2 | |
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4 |
粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣） |
IT8～IT9 |
6.3～1.6 |
一般不淬硬平面（端铣表面粗糙度较细） |
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5 |
粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—刮研 |
IT6～IT7 |
0. 8～0. 1 |
精度要求较高的不淬硬平面；批量较大时宜采用宽刃精刨方案 |
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6 |
以宽刃刨削代替上述方案刮研 |
IT7 |
0.8～0.2 | |
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7 |
粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—磨削 |
IT7 |
0.8～0.2 |
精度要求高的淬硬平面或不淬硬平面 |
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8 |
粗刨（或粗铣）—精刨（或精铣）—粗磨—精磨 |
IT6～IT7 |
0.4～0.02 | |
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9 |
粗铣—拉 |
IT7～IT9 |
0.8～0.2 |
大量生产，较小的平面（精度视拉刀精度而定） |
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10 |
粗铣—精铣—磨削—研磨 |
IT6级以上 |
0. 1～Rz0. 05 |
高精度平面 |
表4-4 各种加工方法的经济精度和表面粗糙度(中批生产)
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被加工表面 |
加工方法 |
经济精度IT |
表面粗糙度Ra（μm） |
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外圆和端面 |
粗 车 半 精 车 精 车 粗 磨 精 磨 研 磨 超精加工 精细车（金刚车） |
11～13 8～11 7～9 8～11 6～8 5 5 5～6 |
50～12.5 6.3～3.2 3.2～1.6 3.2～0.8 0.8～0.2 0.2～0.012 0.2～0.012 0.8～0.05 |
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孔 |
钻 孔 铸锻孔的粗扩（镗） 精 扩 粗 铰 精 铰 半 精 镗 精 镗（浮动镗） 精细镗（金刚镗） 粗 磨 精 磨 研 磨 珩 磨 拉 孔 |
11～13 11～13 9～11 8～9 6～7 9～11 7～9 6～7 9～11 7～9 6 6～7 7～9 |
50～6.3 50～12.5 6.3～3.2 6.3～1.6 3.2～0.8 6.3～3.2 3.2～0.8 0.8～0.1 6.3～3.2 1.6～0.4 0.2～0.012 0.4～0.1 1.6～0.8 |
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平面 |
粗刨、粗铣 半精刨、半精铣 精刨、精铣 拉 削 粗 磨 精 磨 研 磨 |
11～13 8～11 6～8 7～8 8～11 6～8 5～6 |
50～12.5 6.3～3. 2 3.2～0.8 1.6～0.8 6.3～1.6 0.8～0.2 0.2～0.012 |
