目前常用的超光滑表面加工方法，是由传统的研磨抛光加工技术改进而来的，如浴法抛光、浮法抛光等，此类方法材料去除率低，也能够达到亚纳米量级的表面粗糙度，但很难避免机械接触式抛光对工件表面带来的亚表面损伤和加工变质层。各种基于新原理的抛光方法逐渐被提出，如离子束抛光、等离子体辅助化学抛光、液体喷射抛光、磁流变抛光、化学机械抛光和弹性发射加工等。其中日本大阪大学学者发明的弹性发射加工方法利用工件材料与磨料之间发生固相反应实现原子级材料去除，被认为是获得最高表面质量的加工方法，可以达到RMS 0.1nm 的表面粗糙度，但其加工效率很低，并且设备复杂，维护成本高。纳米颗粒射流抛光是借鉴了弹性发射加工的去除原理的一种超光滑表面加工方法，结合数控技术可以实现光学零件纳米级粗糙度、无表面损伤的精确抛光，但仍然存在抛光效率不高的问题。
光学元件的加工一般都需要三大基本步骤：铣磨、精磨和抛光，其中铣磨和抛光是最主要的两道工序。抛光的目的是在去除表面破坏层的同时精修面形。现行的抛光理论认为抛光是三种作用的结果：磨料与工件之间的机械磨削、抛光液的化学作用和工件表面的热流动。这些理论对于超光滑表面加工已经不完全适用，基于新原理的超光滑表面加工方法不断涌现。
液体喷射抛光技术：液体喷射抛光技术(Fluid Jet Polishing, FJP)是近几年提出的用于加工脆性材料光学元件的新方法。液体喷射抛光技术系统如图1-4 a)所示，其思想源于磨料射流加工技术，高压泵加速混有磨料粒子的抛光液，利用磨料粒子对工件表面材料的冲击和剪切作用实现材料去除。该方法通过控制液体喷射的压力、方向及驻留时间实现对工件面形的定量修正。
加工机床本体
纳米颗粒胶体液流动压空化射流抛光要实现对非球面的加工，因此，抛光的机床应具有X,Y,Z,A,C 五轴联动的功能。在转台上安装喷射头部分，通过控制转台的沿Z 轴上下运动和沿A 轴的摆动实现喷射距离和喷射角的变化。工件放置在十字回转工作台上，通过步进电机带动滚珠丝杠实现十字工作台在X、Y 方向的进给运动和抛光槽带动工件沿 C 轴的旋转运动。
机床的床身材料为低热膨胀系数和高尺寸稳定性的花岗岩。总体结构为龙门式构架，抛光槽材料为不锈钢，具有足够的体积。回流装置使用蠕动泵抽吸回流，
可以保证淹没深度不变，简单可靠。
液压循环控制回路
液压油循环装置部分采用柱塞泵驱动，为保证抛光液不被污染，用蠕动泵将抛光液输送到蓄能器的气囊中，蓄能器中有气囊，在气囊内是抛光液，其余部分为液压油，实现液压油与抛光液的隔离式压力传送。循环控制回路分为两种工作状态来保证抛光液连续不断地对工件表面进行抛光。
(1) 蠕动泵从纳米颗粒胶体容器中将抛光液吸入到蓄能器 A 的封闭气囊内，柱塞泵通过压力油将压力传递给蓄能器 B 中的抛光液，抛光液从 B 的气囊中被挤出来，通过喷嘴喷射到工件表面进行抛光，通过蠕动泵将高于淹没液面的抛光液吸回到抛光液容器中。
(2) 当蓄能器A 中气囊充满抛光液时，通过电磁阀切换油路，使A 中抛光液被液压油挤压而喷射到工件表面处进行抛光，通过蠕动泵将抛光液输送到蓄能器B 中。
磨料水射流抛光机理
磨料水射流以一定角度冲击抛光工件时，磨料对工件的冲击力可分解为水平分力和垂直分力。水平分力对工件上的凸峰产生削凸整平作用，垂直分力对工作表面产生挤压，使工件表面产生冷硬作用。
抛光初期，工件表面的凹谷处会滞留一部分磨料水射流混合液，形成一层薄膜。露置在薄膜外的凸峰，会先受到磨料的冲击作用而被去除掉，使工作表面得到明显的平整。通常表面粗糙度为微米级，这一过程通常被称为一级抛光（即粗抛光）。在此过程中，材料的去除量较大，需选用颗粒较大的磨料，其材料去除机理目前被认为与普通磨料水射流加工机理相似。在磨料水射流抛光过程中，磨料去除工件表面材料的机制主要有两种，一种是塑性变形机制引起的，磨料对工件表面的冲击使材料向两侧隆起，这种过程并不会直接引起材料的切削过程，但在随后磨粒的作用下材料产生脱落而形成二次切屑。同时，磨粒也对工件表面如刨削一样有切削过程，这个过程可直接去除材料，形成一次切屑。另一种是利用混有磨料粒子的抛光液对工件的碰撞冲击、剪切刻划作用来去除材料。
粗抛光后，工件表面上只留下较小的凸峰，这时水平冲击分力减小了，垂直冲击分力增大，使得磨料对工作表面的挤压作用增强了，这一过程通常被称为二级抛光，即精抛光。在这一过程中，材料去除量很小，需选用细颗粒磨料。这一阶段材料的去除机理至今还处于研究阶段。有学者认为，当材料去除尺度为纳米级别时，由于去除深度小于其临界切削深度，这时塑性流动便成为材料去除的主要方式，纳米尺度的磨料对工件的作用主要是挤压磨削作用。
工艺参数对抛光效果的影响
利用磨料水射流进行抛光加工时，加工质量受到诸多因素的影响，例如：射流压力，射流喷嘴直径，靶距，倾角，砂喷管的直径、形状和长度，作用时间，磨粒的流量、大小、形状和硬度以及被加工材料的性质等。
（1）喷射压力太大时，材料去除量较大，抛光效果不理想；喷射压力太小，材料难以去除，达不到抛光效果。所以喷射压力应根据材料的性质和硬度来优化选取。
（2）磨料粒度对抛光效果影响较大，磨料粒度越小，抛光质量越好，但抛光效率亦越低。（3）磨料硬度对抛光效果有明显影响。在普通的磨料水射流加工中，通常认为磨料的硬度要比工件硬度高，才能对工件进行加工。但在磨料水射流精抛光加工时，由于其不同的加工机理和对加工表面质量的高要求，磨料自身的变形量越大，即磨料硬度越小，抛光效果越好。（4）加工时间对抛光效果影响不明显，对材料去除量影响较大，加工时间越长，材料去除越多。
（5）靶距对抛光效果的影响存在最优取值范围。靶距选择过小，如选在射流的初始段内进
行抛光时，材料去除率高，但对工件的抛光作用较弱。靶距选择过大，如选在射流的消散段内进行抛光加工时，材料基本没有去除，同样抛光效果不好。通常认为抛光时，靶距的选择应使射流在基本段抛光工件。
（6）喷射倾角对于抛光效果具有最佳值关系。在磨料水射流抛光工件时，随着喷射倾角的减小，抛光效果越来越好，当减小到一定值时，抛光表面质量达到最优，喷射倾角进一步减小时，表面质量变化不大，但材料去除量会随着喷射倾角的减小越来越小。如果喷射倾角过小（如射流沿与工件表面平行的方向抛光工件），这时材料去除量过小或基本没有去除，抛光效果反而不理想。
（7）砂喷管的直径、形状和长度影响磨料在射流束中的分布情况。抛光时，理想的磨料分布是磨料在射流束中均匀分布。
（8）在相同的抛光条件下，材料硬度越高，表面粗糙度越低，材料去除量越小。
4 目前磨料水射流抛光技术存在的主要问题。
理想的磨料水射流抛光加工结果是材料去除量小，表面质量高。若想得到理想的抛光结果，需选用压力低、磨料尺寸小的磨料水射流，即微磨料水射流。但目前微磨料水射流的理论还不成熟，有以下主要问题有待解决：
（1）微细磨料水射流的形成。普通的磨料水射流形成是利用文杜里效应引射，使磨料进入水射流的，但Miller发现，当射流直径小于300μm时，这种使磨料进入水射流的方式已不能应用。现在对于微磨料水射流混合机理的研究还少见报道。
（2）磨料团聚。当磨料颗粒为纳米级时，磨料的表面能很大，在磨料水射流形成过程中，磨料颗粒有团聚趋势。在磨料水射流精抛光加工时，需要用到纳米级的磨料，而对于磨料水射流中纳米级磨料的分散问题目前还没有解决。
（3）微细磨料加工时发生喷嘴堵塞。由于微细磨料水射流喷嘴尺寸较小，在射流开关的过程中，极易堵塞。有的学者利用阀控制磨料进入喷嘴的时间，但同时，阀的快速磨损破坏又成为一个新的问题。
（4）因为对磨料水射流抛光技术的研究刚处于起步阶段，从实验到理论都还没有形成成熟的抛光工艺、理论。磨料水射流精抛光加工时，材料去除机理是微观去除机理，各种材料的微观去除机理至今还没有定论。
（5）磨料水射流抛光加工（尤其是精抛光加工时），选用的磨料尺寸很小，而喷嘴尺寸由于经济和技术的原因，很难做到很小。这时，由于喷嘴尺寸与磨料尺寸比很大而引起的尺寸效应，其中的规律尚不清楚。
综上所述，可以看出对于磨料水射流抛光技术的研究还处于初级阶段，今后应从理论、实验两方面对磨料水射流抛光技术进行进一步深入研究。
常用机械加工材料（金属类） 1、45号钢 最常用中碳调质钢，号钢的一种，数字“45”代表的是该钢材的平均含碳量为0.45%，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。 2、Q235A 最常用的碳素结构钢，又称为A3钢。具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。“Q”是“屈”的拼音首字母，代表屈服极限的意思，“235”代表该钢材的屈服值，在235MPa左右，后面的字母代表质量等级，质量等级共分为A、B、C、D四个等级，Q235A钢的质量等级为A级。 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3、40Cr 使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如
超光滑表面的加工、表征和功能 1 引言 随着精密、超精密以及纳米级加工技术、先进控制系统、激光测量技术、扫描探针显微镜等相关技术的快速发展，超精密加工表面的研究不断取得新的进展，其加工精度正逐步从亚微米级提高到纳米级，通过超精加工获得超光滑表面已成为可能。但是，这些超光滑表面通常是在反复加工和试验的基础上获得的，如何稳定地、可重复地获得高质量表面，实现表面的设计功能，仍是超精密表面加工研究的一个难点。目前，关于超精密加工表面的一个重要研究方向是研究表面的加工形成机理，并根据表面的不同用途及相应的功能要求，在加工前对表面进行设计和预测，从而达到稳定获得所需功能表面以满足实际应用需求的目的。为此，必须对超精密元件表面的加工、表征及功能进行全面而深入的研究。 2 超精密加工表面及其特点 加工表面的相关定义 表面是一个物体分隔于其它物体或空间的周界面。为便于研究分析，美国国家标准ASME B46.1-1995中给出了名义表面、实际表面和测量表面的定义，即：①名义表面：预期的表面分界面(不包括任何表面粗糙度)，其形状及范围通常在图示中显示并标注或者加以详细说明。②实际表面：物体的实际边界面，它与名义表面的偏差来源于表面形成的加工过程。 ③测量表面：基于测量仪获得的对实际表面的描述。 加工表面的特点 超精密加工的实际表面与名义表面的差别在于它可显现出表面的特征、缺陷和形状误差。其中，表面特征是控制工业产品表面质量的主要内容，它是实际表面上某些典型偏差的综合，主要包括粗糙度和波纹度。粗糙度是指表面特征的精细不规则性，通常来源于加工过程所固有的作用或材料条件，这些都可能是加工过程留在表面上的特征标记。波纹度是表面特征更为广泛的空间构成，产生于机床或工件的偏差或振动。粗糙度可被认为是波动表面上的叠加。 作为物质实体，表面具有许多特征。表面的几何形状即为其重要特征之一，它的自然状态是三维(3D)的，其特征细节被称为形貌。在许多应用中，形貌代表着表面的主要外部特征。 3 超精密元件表面的加工、表征及功能 工件表面产生于大量的加工过程，一旦加工完成，反映加工过程的表面特征就会体现在表面上，因此加工元件的表面特征是整个加工过程的复现(Fingerprint)，任何加工变量的改变和加工刀具的误差都将体现在表面特征中。同时，这些表面特征又决定着加工元件表面的最终功能，即特定的表面特征产生相应的表面功能，因此表面是其加工控制和功能设计的联结(Link)，而对表面的表征是获取表面信息的重要手段。由此可知，表面的加工、表征和功能是相互关联的：一方面，表面形成的每一加工阶段及处理过程都决定着表面宏观及微观几何特性；另一方面，工件表面的几何特性以及物理、化学特性等在相当大程度上决定了产品表面的最终功能。表面的加工、表征和功能之间的相互关系可用下图加以说明。针对具体
表面加工方法的选择 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。 图4-28 工艺路线拟定的基本过程 (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。
教案 课题：2.1 零件常用的传统机械加工方法 教学目的： 1．了解常用机械加工法的特点 2.掌握常用机械加工法的运用范围和能达到的精度 3.了解常用机械加工的机床 教学重点：掌握常用机械加工法的运用范围和能达到的精度 教学难点：掌握常用机械加工法的运用范围和能达到的精度 教学方法：讲授 教具：多媒体 课时：2 学时 2.1 零件常用的传统机械加工方法 机械加工方法广泛运用于模具制造。模具的机械加工大致有以下几种情况： (1)用车、铣、刨、钻、磨等通用机床加工模具零件，然后进行必要的钳工 修配，装配成各种模具。 (2)精度要求高的模具零件，只用普通机床加工难以保证高的加工精度，因 而需要采用精密机床进行加工。 (3)为了使模具零件特别是形状复杂的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趋自动化，减少钳工修配的工作量，需采用数控机床(如三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等设备)加工模具零件。 2.1.1车削加工 1.车削加工的特点及应用 车削加工是在车床上利用车刀对工件的旋转表面进行切削加工的方法。它主要用来加工各种轴类、套筒类及盘类零件上的旋转表面和螺旋面，其中包括：内外圆柱面、内外圆锥面、内外螺纹、成型回转面、端面、沟槽以及滚花等。此外，还可以钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等。车削加工精度一般为IT8～IT7，表面粗糙度为Ra6.3～1.6μm；精车时，加工精度可达IT6～IT5，粗糙度可达
Ra0.4～0.1μm。 车削加工的特点是: 加工范围广，适应性强，不但可以加工钢、铸铁及其合金， 还可以加工铜、铝等有色金属和某些非金属材料，不但可以加工单一轴线的零件，也可以加工曲轴、偏心轮或盘形凸轮等多轴线的零件；生产率高；刀具简单， 其制造、刃磨和安装都比较方便。 由于上述特点，车削加工无论在单件、小批，还是大批大量生产以及在机械 的维护修理方面，都占有重要的地位。 2.车床 车床(Lathe)的种类很多，按结构和用途可分为卧式车床、立式车床、仿形及多刀车床、自动和半自动车床、仪表车床和数控车床等。其中卧式车床应用最广，是其 他各类车床的基础。常用的卧式车床有C6132A，C6136，C6140 等几种。 2.1.2铣削加工 1.铣削加工的范围及其特点 1)铣削加工的范围 铣削主要用来对各种平面、各类沟槽等进行粗加工和半精加工，用成型铣 刀也可以加工出固定的曲面。其加工精度一般可达IT9～IT7，表面粗糙度为 Ra6.3～1.6μm。 概括而言，可以铣削平面、台阶面、成型曲面、螺旋面、键槽、T 形槽、燕 尾槽、螺纹、齿形等。 2)铣削加工的特点 铣削加工的特点具体如下： (1)生产率较高 (2)铣削过程不平稳 (3)刀齿散热较好 因此，铣削时，若采用切削液对刀具进行冷却，则必须连续浇注，以免产生较 大的热应力。 2.铣床 1）卧式铣床 卧式铣床的主轴是水平的， 2）立式铣床 立式铣床的主轴与工作台台面垂直。 2.1.3刨削加工 1．刨削加工的范围及其特点 刨削是使用刨刀在刨床上进行切削加工的方法，主要用来加工各种平面、沟 槽和齿条、直齿轮、花键等母线是直线的成型面。刨削比铣削平稳，但加工精
浮法抛光超光滑表面加工技术 浮法抛光技术首先出现于日本，是加工超光滑表面的先进技术之一。本文介绍用浮法抛光加工超光滑表面的机械结构和加工过程，与传统的沥青抛光方法进行比较，分析材料去除机理。最后简单介绍我国研究浮法抛光技术的进展。 正文 一、浮法抛光技术的产生与现状 光学零件的加工基本包括切割成型、研磨、抛光三道工序；最终的光学表面质量由抛光决定，因此抛光是最重要的工序。通常高质量光滑表面的抛光是以沥青或纤维等弹性材料作磨盘，配以抛光液或研磨膏来达到技术要求。 近年来，光学及微电子学极大地推动了光学加工技术的发展。大规模或超大规模集成电路对所用基片(通常为硅、锗等材料)的表面精度提出了很高的要求；短波段光学的发展尤其是强激光技术的出现，对光学元件表面粗糙度的要求极为苛刻。表面粗糙度低于1nm rms的超光滑表面加工技术已成为光学及微电子学基础技术领域的重要课题。靠传统的经验依赖性的光学加工方法是不能满足日益发展的光学、电子学要求的。国内外已有许多科学家在探索加工高精度超光滑表面的各种技术。一般原子直径小于0.3nm，而超光滑表面微观起伏的均方根值为几个原子的尺寸，因此实现超光滑表面加工的关键在于实现表面材料原子量级的去除。 1997年，日本大坂大学的难波义治教授发明了浮法抛光(Float Polishing)加工超光滑表面技术。通过使用这项技术，可使刚玉单晶的平面面形达到λ/20，表面粗糙度低于1nm Rz。1987年的研究报告表明，使用浮法技术进行多种材料的抛光实验，对φ180mm的工作，可以达到表面粗糙度优于o.2nm rms，平面度优于λ/20=0.03μm。 目前在日本，浮法抛光技术应用很广泛，尤其是用于录音机、录像机或计算机的磁头生产；每年有2500万个磁头就是采用这项技术制造的。近年来，德国也在研究类似抛光技术。德国Ulm大学的欧威(O. Wei s)研究表明，对白宝石材料的φ7mm的工件进行抛光，30分钟后达到表面粗糙度小于0.05nm的结果。 将浮法抛光样品与普通抛光样品比较可以发现浮法抛光有许多优点。普通沥青式抛光使用硬度大于工件的磨料，也可以获得所谓超光滑表面的粗糙度指标，但对磨盘的平面度的修正很有讲究，这影响到被抛光工件的面形。普通抛光后的工件，其边缘几何尺寸总不太好，经常有塌边或翘边现象；并且在高倍显微镜下可以看到表面有塑性畸变层。 应用浮法抛光法技术获得的超光滑表面，不仅具有较好的表面粗糙度和边缘几何形状，而且抛光晶体面有理想完好的晶格，亚表面没有破坏层，并且由抛光引起的表面残余应力极小。 二、浮法抛光机的机械结构与抛光过程 浮法抛光机的机械构造类似于定摆抛光机。在对工件进行浮法抛光前，被加工工件首先要进行预抛光，干燥。就可以浮法抛光。 抛光过程中，抛光液随磨盘旋转；由于流体运动产生动压，工件与磨盘之间形成一层薄薄的液膜，使得工
零件机加工方法选择 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 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 2 粗车一半精车 IT8～10 6.3～3.2 3 粗车一半精车一精车 IT7～8 1.6～0.8 4 粗车一半精车一精车一滚压（或抛光） I T7～8 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 6 粗车一半精车一粗磨一精磨 IT6～ 7 0.4～0.1 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 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 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 10 粗车一半精车一粗磨一精磨一研磨 IT5以上 0.1～Rz0.05
常见螺纹的加工方法 一、模具 直接用模具加工出螺纹的方法 1、滚压 用成形滚压模具使工件产生塑性变形以获得螺纹的加工方法。 螺纹滚压一般在滚丝机。搓丝机或在附装自动开合螺纹滚压头的自动车床上进行，适用于大批量生产标准紧固件和其它螺纹联接件的外螺纹。滚压螺纹的外径一般不超过25毫米，长度不大于100毫米，螺纹精度可达2级（GB197-63），所用坯件的直径大致与被加工螺纹的中径相等。 滚压一般不能加工内螺纹，但对材质较软的工件可用无槽挤压丝锥冷挤内螺纹（最大直径可达30毫米左右），工作原理与攻丝类似。冷挤内螺纹时所需扭距约比攻丝大1倍，加工精度和表面质量比攻丝略高。 为什么要用它（优点是什么） 表面粗糙度小于车削﹑铣削和磨削；滚压后的螺纹表面因冷作硬化而能提高强度和硬度；材料利用率高；生产率比切削加工成倍增长，且易于实现自动化；适用于大批量生产标准紧固件和其它螺纹联接件的外螺纹。滚压模具寿命很长。但滚压螺纹要求工件材料的硬度不超过HRC40；对毛坯尺寸精度要求较高；对滚压模具的精度和硬度要求也高，制造模具比较困难；不适于滚压牙形不对称的螺纹。按滚压模具的不同，螺纹滚压可分搓丝和滚丝两类。 搓丝两块带螺纹牙形的搓丝板错开1/2螺距相对布置，静板固定不动，动板作平行于静板的往复直线运动。当工件送入两板之间时，动板前进搓压工件，使其表面塑性变形而成螺纹。
滚丝有径向滚丝﹑切向滚丝和滚压头滚丝3种。 径向滚丝﹕2个（或3个）带螺纹牙形的滚丝轮安装在互相平行的轴上，工件放在两轮之间的支承上，两轮同向等速旋转，其中一轮还作径向进给运动。工件在滚丝轮带动下旋转，表面受径向挤压形成螺纹。对某些精度要求不高的丝杠，也可采用类似的方法滚压成形。 切向滚丝﹕又称行星式滚丝，滚压工具由1个旋转的中央滚丝轮和3块固定的弧形丝板组成。滚丝时，工件可以连续送进，故生产率比搓丝和径向滚丝高。 滚丝头滚丝﹕在自动车床上进行，一般用于加工工件上的短螺纹。滚压头中有3～4个均布于工件外周的滚丝轮。滚丝时，工件旋转，滚压头轴向进给，将工件滚压出螺纹。 二、切削 指用成形刀具或磨具在工件上加工螺纹的方法。 螺纹铣削：在螺纹铣床上用盘形铣刀或梳形铣刀进行铣削。盘形铣刀主要用于铣削丝杆﹑蜗杆等工件上的 螺纹铣刀 梯形外螺纹。梳形铣刀用于铣削内﹑外普通螺纹和锥螺纹，由于是用多刃铣刀铣削﹑其工作部分的长度又大于被加工螺纹的长度,故工件只需要旋转1.25～1.5转就可加工完成，生产率很高。螺纹铣削的螺距精度一般能达8～9级，表面粗糙度为R 5～0.63微米。这种方法适用于成批生产一般精度的螺纹工件或磨削前的粗加工。 在科技发达技术先进的今天加工中心成为各生产企业不可代替的工具，所以螺纹加工越来越多都是用铣削加工，
加工方法的选择 一、加工经济精度 在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间），一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度（图中AB段）。 图1 加工误差与成本的关系图2 加工精度发展趋势 图1说明：δ－加工误差；S－加工成本。从图中可以看出：对一种加工方法来说，加工误差小到一定程度后（如曲线中A点的左侧），加工成本提高很多，加工误差却降低很少；加工误差大到一定程度后（如曲线中B点的右侧），即使加工误差增大很多，加工成本却降低很少。说明一种加工方法在AB段的外侧应该都是不经济的。 图2说明：20世纪40年代的精密加工精度大约只相当于80年代的一般加工精度。各种加工方法的加工经济精度的概念在发展，其指标在不断提高。 二、加工方法的选择 1、加工方法的选择原则
1）所选加工方法的加工经济精度范围要与加工表面精度、粗糙度要求相适应； 2）保证加工面的几何形状精度、表面相互位置精度的要求； 3）与零件材料的可加工性相适应。如淬火钢宜采用磨削加工； 4）与生产类型相适应，大批量生产时，应采用高效的机床设备和先进的加工方法；单件小批生产时，多采用通用机床和常规的加工方法。 2、外圆表面、孔及平面加工方案参见表1，2，3（20世纪90年代）： 表1外圆加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度
注：加工有色金属时，表面粗糙度 Ra 取小值。 表2孔加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度
注：加工有色金属时，表面粗糙度 Ra 取小值。 表3 平面加工中各种加工方法的加工经济精度及表面粗糙度
注：加工有色金属时，表面粗糙度 Ra 取小值。 三、机床的选择 1、数控机床与普通机床 产品变换周期短→数控机床； 形状复杂、普通机床加工困难→数控机床； 加工精度要求较高的重要零件→数控机床； 产品基本不变、大批大量生产→组合机床； 2、零件加工表面形状与机床类型相适应 3、零件加工表面尺寸、精度与机床规格相适应
目前常用的超光滑表面加工方法，是由传统的研磨抛光加工技术改进而来的，如浴法抛光、浮法抛光等，此类方法材料去除率低，也能够达到亚纳米量级的表面粗糙度，但很难避免机械接触式抛光对工件表面带来的亚表面损伤和加工变质层。各种基于新原理的抛光方法逐渐被提出，如离子束抛光、等离子体辅助化学抛光、液体喷射抛光、磁流变抛光、化学机械抛光和弹性发射加工等。其中日本大阪大学学者发明的弹性发射加工方法利用工件材料与磨料之间发生固相反应实现原子级材料去除，被认为是获得最高表面质量的加工方法，可以达到RMS 0.1nm 的表面粗糙度，但其加工效率很低，并且设备复杂，维护成本高。纳米颗粒射流抛光是借鉴了弹性发射加工的去除原理的一种超光滑表面加工方法，结合数控技术可以实现光学零件纳米级粗糙度、无表面损伤的精确抛光，但仍然存在抛光效率不高的问题。 光学元件的加工一般都需要三大基本步骤：铣磨、精磨和抛光，其中铣磨和抛光是最主要的两道工序。抛光的目的是在去除表面破坏层的同时精修面形。现行的抛光理论认为抛光是三种作用的结果：磨料与工件之间的机械磨削、抛光液的化学作用和工件表面的热流动。这些理论对于超光滑表面加工已经不完全适用，基于新原理的超光滑表面加工方法不断涌现。 液体喷射抛光技术：液体喷射抛光技术(Fluid Jet Polishing, FJP)是近几年提出的用于加工脆性材料光学元件的新方法。液体喷射抛光技术系统如图1-4 a)所示，其思想源于磨料射流加工技术，高压泵加速混有磨料粒子的抛光液，利用磨料粒子对工件表面材料的冲击和剪切作用实现材料去除。该方法通过控制液体喷射的压力、方向及驻留时间实现对工件面形的定量修正。
机械加工方法 一：车削 车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。车削加工精度一般为IT8—IT7，表面粗糙度为6.3—1.6μm。精车时，可达IT6—IT5，粗糙度可达0.4—0.1μm。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。 二：铣削 主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。 顺铣 铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。 逆铣 可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不利之处。 铣削的加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为6.3—1.6μm。 普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。 三：刨削 刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。刨削比铣削平稳，其加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为Ra6.3—1.6μm，精刨平面度可达 0.02/1000，表面粗糙度为0.8—0.4μm。 四：磨削 磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒
一、超光滑表面加工技术 现代科学技术的不断发展对超光滑表面的需求越来越多。所谓的超光滑表面通常是指表面粗糙度小于10Å（rms）的表面，与之相应的加工技术就称为超光滑表面加工技术。 目前是，超光滑表面的应用主要集中在两个方面：一是一强激光、短波等为代表的工程光学领域。 二是以磁记录头、大规模集成电路基板等器件为主的电子工业领域。 近年来，超光滑表面加工已成为加工领域争先发展的热点。 1.1超光滑表面加工概述 超光滑表面加工技术从某中意义上讲是一种“超级”抛光技术。抛光是超光滑表面加工的 关键环节。 传统的抛光机理认为抛光是磨料对工件的机械磨削、工件表面的热流动、抛光液的化学作用共同作用的结果。然而，对于超光滑表面加工这一理论就不完全实用了。 现今，超光滑表面加工技术种类很多，很难用同一中理论来加以解释。然而，从已有技 术的材料去除方式来看可大致有以下特点： （1）以机械磨削去除为注的超光滑表面加工技术。 （2）采用化学方法进行表面去除，实现无破坏层超光滑表面加工。 （3）以物理“碰撞”方法将工件以原子量级去除，实现超光滑表面加工。 2.2几种超光滑表面加工技术的介绍 1、浴法抛光 浴法抛光（bowel-feed polishing）是已有超光滑表面加工技术中所需设备较为简单 的一种。 它的特点是：抛光过程中液槽使抛光盘和工件浸没于抛光液中，抛光液的深度以静止时淹没工件10~15mm为宜；另有搅拌器，它能是抛光液处于悬浮状态。 浴法抛光加工超光滑表面可分为两个阶段： （1）获取较高面形。这一过程类似与传统抛光的面形修改。 （2）获得超光滑表面。 当选好的磨料、保持抛光盘与工件面形吻合等也是获得超光滑表面的重要因素。 几种材料的浴法抛光的结果 材 料磨 料粗糙度/Å F4Al2O3（超级--Sol 200A)10 BK-76 Duran50硼硅酸玻璃5.3 Herasil 熔石英5.5 Homosil 熔石英3.3 晶体石英4.4 Zerldur M2.5 2、聚四氟乙烯抛光 聚四氟乙烯（Teflon）抛光最先是由澳大利亚国家计量实验室（NML）为加 工Fabry-Perot干涉仪所用高精度光学元件而提供的。 聚四氟乙烯抛光盘具有抗老化、耐磨损、可长时间保持面形等优点，既可用于传统抛光又可用于浴法抛光可用于。其关键在于抛光盘的制作。 抛光盘的制作可分为如下三步： （1）基底的准备。选择一块膨胀系数较小的材料。 （2）抛光层的制作。先在基底上涂一层增强结合层，然后再涂一层聚四氟乙烯抛光层即可。 （3）抛光盘的修整。并用样板或干涉仪检测。 值得一提的是，在用聚四氟乙烯抛光盘进行超光滑表面加工加工过程中，由于磨削量小，工件均
箱体类零件加工工艺 箱体零件是机器或部件的基础零件，轴、轴承、齿轮等有关零件按规定的技术要求装配到箱体上，连接成部件或机器，使其按规定的要求工作，因此箱体零件的加工质量不仅影响机器的装配精度和运动精度，而且影响机器的工作精度、使用性能和寿命。下面以图1所示齿轮减速箱体零件的加工为例讨论箱体类零件的工艺过程。 图1 某车床主轴箱体简图
箱体类零件的结构特点和技术要求分析 图3所示零件为某车床主轴箱体类零件，属于中批生产，零件的材料为HT200铸铁。一般来说，箱体零件的结构较复杂，内部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。对箱体类零件的技术要求分析，应针对平面和孔的技术要求进行分析。 1．平面的精度要求箱体零件的设计基准一般为平面，本箱体各孔系和平面的设计基准为G面、H面和P面，其中G面和H面还是箱体的装配基准，因此它有较高的平面度和较小表面粗糙度要求。 2．孔系的技术要求箱体上有孔间距和同轴度要求的一系列孔，称为孔系。为保证箱体孔与轴承外圈配合及轴的回转精度，孔的尺寸精度为IT7，孔的几何形状误差控制在尺寸公差范围之内。为保证齿轮啮合精度，孔轴线间的尺寸精度、孔轴线间的平行度、同一轴线上各孔的同轴度误差和孔端面对轴线的垂直度误差，均应有较高的要求。 3．孔与平面间的位置精度箱体上主要孔与箱体安装基面之间应规定平行度要求。本箱体零件主轴孔中心线对装配基面（G、H面）的平行度误差为0.04mm。 4．表面粗糙度重要孔和主要表面的粗糙度会影响连接面的配合性质或接触刚度，本箱体零件主要孔表面粗糙度为0.8μm，装配基面表面粗糙度为1.6μm。 箱体类零件的材料及毛坯 箱体零件的材料常用铸铁，这是因为铸铁容易成形，切削性能好，价格低，且吸振性和耐磨性较好。根据需要可选用HT150～350，常用HT200。在单件小批量生产情况下，为缩短生产周期，可采用钢板焊接结构。某些大负荷的箱体有时采用铸钢件。在特定条件下，可采用铝镁合金或其它铝合金材料。 铸铁毛坯在单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度较低，余量大；在大批量生产时，通常采用金属模机器造型，毛坯精度较高，加工余量可适当减小。单件小批生产直径大于50mm的孔，成批生产大于30mm的孔，一般都铸出预孔，以减少加工余量。铝合金箱体常用压铸制造，毛坯精度很高，余量很小，一些表面不必经切削加即可使用。 箱体类零件的加工工艺过程 箱体零件的主要加工表面是孔系和装配基准面。如何保证这些表面的加工精度和表面粗糙度，孔系之间及孔与装配基准面之间的距离尺寸精度和相互位置精度，是箱体零件加工的主要工艺问题。 箱体零件的典型加工路线为：平面加工－孔系加工－次要面（紧固孔等）加工。 图1车床主轴箱体零件，其生产类型为中小批生产；材料为HT200；毛坯为铸件。该箱体的加工工艺路线如表1。 表1车床主轴箱体零件的加工工艺过程
表面粗糙度选择很详细的 37．表面粗糙度如何选择？ 答：表面粗糙度的选择既要满足零件表面的使用功能要求，又要考虑加工的经济性。 38．用类比法确定表面粗糙度时，对高度参数一般按哪些原则选择？ 答：同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应小于非工作表面。 摩擦表面的表面粗糙度值应小于非摩擦表面；滚动摩擦表面的表面粗糙度值应小于滑动摩擦表面；运动速度高、单位压力大的表面粗糙度值应小。 受循环载荷的表面及易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽）表面粗糙度值应选得小些。 配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠，受重载的过盈配合表面等都应取较小的表面粗糙度值。 配合性质相同，零件尺寸越小，其表面粗糙度值应越小。同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。 对于配合表面，其尺寸公差、形状公差、表面粗糙度应当协凋，一般情况下有一定的对应关系。 39．表面粗糙度Ra为50-100μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为明显可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、锻、气割毛坯可达此要求。 40．表面粗糙度Ra为25μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、锻、气割毛坯可达此要求。 41．表面粗糙度Ra为12.5μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微见刀痕, 应用于粗加工表面比较精确的一级，应用范围较广，如轴端面、倒角、螺钉孔和铆钉孔的表面、垫圈的接触面等。 42．表面粗糙度Ra为6.3μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可见加工痕迹，应用于半粗加工面，支架、箱体、离合器、皮带轮侧面、凸轮侧面等非接触的自由表面，与螺栓头和铆钉头相接触的表面，所有轴和孔的退刀槽，一般遮板的结合面等。 43．表面粗糙度Ra为3.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微见加工痕迹，应用于半精加工面，箱体、支架、盖面、套筒等和其他零件连接而没有配合要求的表面，需要发蓝的表面，需要滚花的预先加工面，主轴非接触的全部外表面等。是车削等基本切削加工方法较为经济地达到的表面粗糙度值。 44．表面粗糙度Ra为1.6μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为看不清加工痕迹，应用于表面质量要求较高的表面，中型机床工作台面（普通精度），组合机床主轴箱和盖面的结合面，中等尺寸平皮带轮和三角皮带轮的工作表面，衬套滑动轴承的压入孔，一般低速转动的轴颈。航空、航天产品的某些重要零件的非配合表面。 45．表面粗糙度Ra为0.8μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可辨加工痕迹的方向，应用于中型机床（普通精度）滑动导轨面，导轨压板，圆柱销和圆锥销的表面，一般精度的刻度盘，需镀铬抛光的外表面，中速转动的轴颈，定位销压入孔等。是配合表面常用数值，中、重型设备的重要配合处，磨削加工经济。
第1章切削加工基础知识 1.1切削加工概述 切削cutting; 加工 machining; 金属切削 metal cutting (metal removal); 金属切削工艺 metal-removal process; 金属工艺学 technology of metals; 机器制造machine-building; 机械加工 machining; 冷加工 cold machining； 热加工 hot working; 工件 workpiece; 切屑chip; 常见的加工方法universal machining method; 钻削drilling; 镗削 boring; 车削 turning； 磨削 grinding; 铣削 milling; 刨削 planning; 插削slotting ; 锉filing ; 划线lineation; 錾切carving; 锯sawing; 刮削facing; 钻孔boring; 攻丝 tap; 1.2零件表面构成及成形方法 变形力 deforming force; 变形 deformation; 几何形状 geometrical; 尺寸dimension ; 精度 precision; 表面光洁度surface finish; 共轭曲线 conjugate curve; 范成法 generation method; 轴 shaft; 1.3机床的切削运动及切削要素 主运动 main movement; 主运动方向direction of main movement; 进给方向 direction of feed; 进给运动feed movement; 合成进给运动resultant movement of feed; 合成切削运动resultant movement of cutting; 合成切削运动方向direction of resultant movement of cutting ; 切削速度 cutting speed; 传动drive/transmission; 切削用量 cutting parameters; 切削速度 cutting speed; 切削深度 depth of cut; 进给速度 feed force; 切削功率 cutting power; 1.4金属切削刀具 合金工具钢alloy tool steel; 高速钢 high-speed steel; 硬质合金 hard alloy; 易加工 ease of manufacturing ; 切削刀具 cutting tool;
金属加工《毛坯生产方法的选择》练习题 一.判断题(本大题共18小题) 1.毛坯选择是否合理,将直接影响零件乃至整部机器的产品质量、制造周期、使用寿命和成本。（） 2.常用毛坯种类有铸件、锻件、冲压件、热处理件、粉末冶金件、型材、焊接件等。（） 3.机械零件中常用的毛坯一般不能直接截取型材，而主要通过铸造、锻造、冲压、焊接等方法获得。（） 4.毛坯成形方法的确定主要考虑使用性、工艺性等，而与生产批量无关。（） 5.零件选材和毛坯成形方法往往是唯一的、不可替代的。（） 6.对于锻压性能，一般低碳钢优于高碳钢；碳的质量分数相同的碳素钢优于合金钢；高合金钢优于低合金钢。（） 7.(箱座类零件一般结构复杂，有不规则的外形和内腔。因些，不管生产批量多少都以铸铁件或铸钢件为毛坯。（） 8.承载较大的机架、箱体，可以选用球墨铸铁件或铸钢件毛坯。（） 9.对于承受动载荷、要求有较高力学性能的零件，一般不采用铸件做毛坯。（） 10.模具类毛坯大多采用锻件。（） 11.对于铸件毛坯，受力不大的零件可选用灰铸铁件，受力较大的零件可选用球墨铸铁件，承受重载而形状复杂的大中型零件可选用铸钢件。（） 12.型材是经轧制、拉伸、挤压等方法成形”。（） 13.焊接件主要用于各种金属结构，也少量用于制造零件毛坯及修复旧零件。（） 14.常见的轴杆类零件有实心轴、空心轴、直轴、曲轴和各类杆件。（） 15.小尺寸轴杆可选用型材做毛坯，一般轴采用锻件毛坯、大型、重型或复杂轴类可采用锻-焊或铸件方法制造毛坯。（） 16.手轮、带轮等盘套件受力不大，一般采用铸铁件，单件少量生产时可用低碳钢焊接而成。（） 17.螺杆和螺母配合使用时，螺母硬度应低些，以保障螺杆较长的使用寿命。（） 18.常用的型材按截面形状不同有：圆形、方形、六角形及特殊截面型材等。（） 二.单选题(本大题共20小题) 1.承受重载荷、动载荷及复杂载荷的低碳钢、中碳钢和合金结构钢重要零件一般采用（）毛坯。 A、铸件 B、锻件 C、冲压件 D、型材 E、焊接件 2.大批、大量生产的低碳钢、有色金属薄板成形零件，一般采用（）毛坯。 A、铸件 B、锻件 C、冲压件 D、型材 E、焊接件 3.硬质合金刀片是采用（）方法生产出来的。 A、粉末冶金 B、钎焊 C、模锻 D、铸造 4.防锈铝合金制造的保温瓶盖，一般采用（）方法生产。 A、熔模铸造 B、钎焊 C、板料冲压 5.机床生产中，一般采用（）方法制造齿轮毛坯。 A、自由锻 B、胎模锻 C、模锻 D、铸造 6.硬币或纪念章一般是采用（）方法生产出来的。A、熔模铸造B、板料冲压C、模锻 7.井式气体渗碳炉中的耐热罐，材料为耐热钢，应选用（）方法生产。 A、板料冲压 B、焊接 C、砂型铸造 8.机床床身一般选用（）材料，用铸造方法制造。 A、灰铸铁 B、合金结构钢 C、高碳钢 9.毛坯生产方法的选择首先考虑（）。 A、经济性 B、使用性 C、工艺性 D、可行性 10.成批、大批量生产的零件，应选易机械化、自动化的毛坯生产方法，例如铸件，尽量选用（）。 A、压力铸造 B、熔模铸造 C、砂型铸造 11.齿轮减速箱体选用的材料和毛坯是（）。 A、HT250铸件 B、ZCuZn16Si4铸件 C、Q295板材 12.汽车变速箱齿轮宜选用的材料和毛坯是（）。 A、45钢锻件 B、Cr12M0V锻件 C、20CrMnTi锻件 13.钢窗宜选用的材料和毛坯是（）。 A、10号钢型材 B、Q345板材 C、Q295板材 14.家用液化气罐宜选用的材料和毛坯是（）。 A、Q295板材 B、Q345板材 C、HT200铸件 15.石油储罐宜选用的材料和毛坯是（）。 A、Q295板材 B、Q295板材 C、45钢锻件 16.水龙头宜选用的材料和毛坯是（）。 A、HT250铸件 B、HT200铸件 C、ZCuZn16Si4铸件 17.机床床身宜选用的材料和毛坯是（）。 A、HT200铸件 B、ZCuZn16Si4铸件 C、Q345板件 18.机床主轴宜选用的材料和毛坯是（）。 A、20CrMnTi锻件 B、45钢锻件 C、Cr12MoV锻件 19.冷冲模宜选用的材料和毛坯是（）。 A、20CrMnTi锻件 B、45钢锻件 C、Cr12MoV锻件 20.从钢锭到型材，必须经过（）。 A、轧制 B、铸造 C、冲压
各种加工方法的加工精 度 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
各种加工方法的加工精度 一：车削 车削中工件旋转，形成主切削运动。刀具沿平行旋转轴线运动时，就形成内、外园柱面。刀具沿与轴线相交的斜线运动，就形成锥面。仿形车床或数控车床上，可以控制刀具沿着一条曲线进给，则形成一特定的旋转曲面。采用成型车刀，横向进给时，也可加工出旋转曲面来。车削还可以加工螺纹面、端平面及偏心轴等。 车削加工精度一般为IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。精车时，可达IT6—IT5，粗糙度可达—μm。车削的生产率较高，切削过程比较平稳，刀具较简单。 二：铣削 主切削运动是刀具的旋转。卧铣时，平面的形成是由铣刀的外园面上的刃形成的。立铣时，平面是由铣刀的端面刃形成的。提高铣刀的转速可以获得较高的切削速度，因此生产率较高。但由于铣刀刀齿的切入、切出，形成冲击，切削过程容易产生振动，因而限制了表面质量的提高。这种冲击，也加剧了刀具的磨损和破损，往往导致硬质合金刀片的碎裂。在切离工件的一般时间内，可以得到一定冷却，因此散热条件较好。按照铣削时主运动速度方向与工件进给方向的相同或相反，又分为顺铣和逆铣。 顺铣 铣削力的水平分力与工件的进给方向相同，工件台进给丝杠与固定螺母之间一般有间隙存在，因此切削力容易引起工件和工作台一起向前窜动，使进给量
突然增大，引起打刀。在铣削铸件或锻件等表面有硬度的工件时，顺铣刀齿首先接触工件硬皮，加剧了铣刀的磨损。 逆铣 可以避免顺铣时发生的窜动现象。逆铣时，切削厚度从零开始逐渐增大，因而刀刃开始经历了一段在切削硬化的已加工表面上挤压滑行的阶段，加速了刀具的磨损。同时，逆铣时，铣削力将工件上抬，易引起振动，这是逆铣的不利之处。 铣削的加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为—μm。 普通铣削一般只能加工平面，用成形铣刀也可以加工出固定的曲面。数控铣床可以用软件通过数控系统控制几个轴按一定关系联动，铣出复杂曲面来，这时一般采用球头铣刀。数控铣床对加工叶轮机械的叶片、模具的模芯和型腔等形状复杂的工件，具有特别重要的意义。 三：刨削刨削时，刀具的往复直线运动为切削主运动。因此，刨削速度不可能太高，生产率较低。 刨削比铣削平稳，其加工精度一般可达IT8—IT7，表面粗糙度为—μm，精刨平面度可达1000，表面粗糙度为—μm。 四：磨削 磨削以砂轮或其它磨具对工件进行加工，其主运动是砂轮的旋转。砂轮的磨削过程实际上是磨粒对工件表面的切削、刻削和滑擦三种作用的综合效应。磨削中，磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝，使切削作用变差，切削力变大。当切削力超过粘合剂强度时，圆钝的磨粒脱落，露出一层新的磨粒，形成砂轮的“自锐
机械加工工艺基础知识点 0总体要求 掌握常用量具的正确使用、维护及保养，了解机械零件几何精度的国家标准，理解极限与配合、形状和位置公差的含义及标注方法；金属切削和刀具的一般知识、常用夹具知识；能正确选用常用金属材料，了解一般机械加工的工艺路线与热处理工序。 一、机械零件的精度 1.了解极限与配合的术语、定义和相关标准。理解配合制、公差等级及配合种类。掌握极限尺寸、偏差、公差的简单计算和配合性质的判断。 1.1基本术语：尺寸、基本尺寸、实际尺寸、极限尺寸、尺寸偏差、上偏差、下偏差、（尺寸）公差、标准公差及等级（20个公差等级，IT01精度最高；IT18最低）、公差带位置（基本偏差，了解孔、轴各28个基本偏差代号）。 1.2配合制： （1）基孔制、基轴制；配合制选用；会区分孔、轴基本偏差代号。 （2）了解配合制的选用方法。 （3）配合类型：间隙、过渡、过盈配合 （4）会根据给定的孔、轴配合制或尺寸公差带，判断配合类型。 1.3公差与配合的标注 （1）零件尺寸标注 （2）配合尺寸标注 2.了解形状、位置公差、表面粗糙度的基本概念。理解形位公差及公差带。 2.1几何公差概念： 1）形状公差：直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度。 2）位置公差：位置度、同心度、同轴度。作用：控制形状、位置、方向误差。3）方向公差：平行度、垂直度、倾斜度、线轮廓度、面轮廓度。 4）跳动公差：圆跳动、全跳动。
2.2几何公差带： 1）几何公差带 2）几何公差形状 3）识读 3.正确选择和熟练使用常用通用量具（如钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺等）及专用量具（如螺纹规、平面样板等），并能对零件进行准确测量。 3.1常用量具： （1）种类：钢直尺、游标卡尺、千分尺、量缸表、直角尺、刀口尺、万能角尺。（2）识读：刻度，示值大小判断。 （3）调整与使用及注意事项：校对零点，测量力控制。 3.2专用量具： （1）种类：螺纹规、平面角度样板。 （2）调整与使用及注意事项 3.3量具的保养 （1）使用前擦拭干净 （2）精密量具不能量毛坯或运动着的工伯 （3）用力适度，不测高温工件 （4）摆放，不能当工具使用 （5）干量具清理 （6）量具使用后，擦洗干净涂清洁防锈油并放入专用的量具盒内。 二、金属材料及热处理 1.理解强度、塑性、硬度的概念。 2.了解工程用金属材料的分类，能正确识读常用金属材料的牌号。 2.1金属材料分类及牌号的识读： 2.1.1黑色金属： （1）定义：通常把以铁及以铁碳为主的合金（钢铁）称为黑色金属。