【正文】 面加工技術(shù)的要求在各種機(jī)械中，具有外圓表面的零件占有很大的比重，例如軸類、套同類、圓盤類等零件。常用的是平面磨床和外圓磨床。通常，砂輪的高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，工件的旋轉(zhuǎn)與移動(dòng)或磨具的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。磨削加工主要用于零件的內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、平面和成型面(如花鍵、螺紋、齒輪等)的精加工，以獲得較高的尺寸精度和較小的表面粗糙度。由于磨削速度很高，磨粒的切削刃又較鈍，使磨粒與工件間產(chǎn)生劇烈摩擦，加工中將產(chǎn)生大量的切削熱，而砂輪的導(dǎo)熱性又較差，因此在砂輪與工件的接觸處，瞬時(shí)溫度高達(dá)800～1000℃。但不適于加工硬度低而塑性好的有色金屬材料，因?yàn)槟ハ鬟@些材料時(shí)，切屑容易堵塞磨粒之間的空隙，使砂輪失去切削的能力。(2) 工件的硬度高。而且，磨床回轉(zhuǎn)精度很高，工作臺(tái)縱向運(yùn)動(dòng)精度高，橫向?qū)崿F(xiàn)微量進(jìn)給，保證了精密加工的順利進(jìn)行。 磨削加工1． 磨削加工的范圍及其特點(diǎn)(1) 加工精度高。鏜孔與其他孔的加工方法比較，最突出的優(yōu)點(diǎn)是用一種鏜刀可以加工一定范圍內(nèi)各種不同直徑的孔，特別是大直徑孔，幾乎是可供選擇的惟一方法。在鏜床上鏜孔和在車床上車孔類似，鏜刀與車孔刀基本相同，區(qū)別在于主運(yùn)動(dòng)不同。 而且，各孔軸線間的同軸度、平行度、垂直度等位置精度和尺寸精度都較高。2 鏜削加工1)鏜削加工的特點(diǎn)鏜削可以對(duì)工件上的通孔和盲孔進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工。當(dāng)主軸位置調(diào)整好后，可將它們快速鎖緊。因此，工作時(shí)，不需移動(dòng)工件，就能很方便地調(diào)整主軸相對(duì)于工件的位置。 因此，它常用于加工單件、小批生產(chǎn)中的中、小型工件。與臺(tái)鉆相比，立鉆剛性好，功率大，允許選用較大的切削用量，因而生產(chǎn)率高。立鉆的主軸軸線垂直布置，且位置固定。臺(tái)鉆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，適于加工小型零件上直徑小于等于13 mm的孔。它是一種加工小孔的小型鉆床。2）鉆床工廠中常用的鉆床(Drilling Machine)有臺(tái)式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。锪孔用的刀具統(tǒng)稱為锪鉆。 鉸刀刀齒的齒槽很淺，鉸刀的橫截面大，剛性好，加工精度可達(dá)IT7～I(xiàn)T6，～ μm。（3) 鉸孔鉸孔(Reaming)是用鉸刀在擴(kuò)孔或半精鏜后的孔壁上切除微量金屬層，以提高孔的尺寸精度和減小表面粗糙度值的一種精加工方法。其加工精度一般為IT10～I(xiàn)T8，～ μm。（2) 擴(kuò)孔對(duì)已有孔進(jìn)行擴(kuò)大的加工方法稱為擴(kuò)孔(Core Driuing)，僅為了擴(kuò)大孔的直徑的擴(kuò)孔可用麻花鉆，在擴(kuò)大孔的直徑的同時(shí)提高孔形位精度的擴(kuò)孔采用專門的擴(kuò)孔鉆。用麻花鉆(Teist Drill)加工的孔精度較低，表面較粗糙，其加工精度一般為IT13～I(xiàn)T12，～ μm，生產(chǎn)效率較高。鉆削是一種半封閉式切削，排屑困難，又難于冷卻潤(rùn)滑，而且鉆削力較大。一般，當(dāng)孔徑小于30 mm時(shí)，可一次鉆出。1．鉆削加工1）鉆削加工的特點(diǎn)（1) 鉆孔鉆孔(Driling)是用鉆頭在實(shí)體工件上鉆出孔的方法，常用的鉆頭是麻花鉆。鉆削加工是在鉆床上進(jìn)行的。其中，鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔分別屬于孔的粗加工、半精加工和精加工，俗稱“鉆—擴(kuò)—鉸”。 鉆削和鏜削加工鉆削和鏜削都是加工孔的方法。 2）龍門刨床龍門刨床主要用于加工大型工件或重型零件上的各種平面、溝槽以及各種導(dǎo)軌面，也可在工作臺(tái)上一次裝夾多個(gè)零件同時(shí)進(jìn)行加工。此外，橫梁可連同工作臺(tái)沿床身豎直導(dǎo)軌作升降調(diào)整運(yùn)動(dòng)；刀架可作一定量的上下移動(dòng)，并可以偏轉(zhuǎn)一定的角度，以適應(yīng)背吃刀量的調(diào)整和角度的刨削。一般由床身、滑枕、底座、橫梁、工作臺(tái)和刀架等部件組成。 因此，在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用較少，常被生產(chǎn)率較高的銑削、拉削加工代替。 回程不進(jìn)行切削，而且刨刀是單刃刀具，一個(gè)表面往往要經(jīng)過多次行程才能加工出來，所以生產(chǎn)率較低。刨削比銑削平穩(wěn)，但加工精度較低，其加工精度一般為IT10～I(xiàn)T8，～。立式銑床的其他部分與臥式銑床的相似。為了擴(kuò)大加工范圍，有的立式銑床的主軸還能在垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)一定的角度。臥銑時(shí)，工件的平面是由銑刀外圓柱面上的刀刃形成的(稱為周銑法)。因此，銑削時(shí)，若采用切削液對(duì)刀具進(jìn)行冷卻，則必須連續(xù)澆注，以免產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。(3) 刀齒散熱較好:由于每個(gè)刀齒是間歇工作，刀齒在從工件切出至切入的時(shí)間間隔內(nèi)，可以得到一定的冷卻，散熱條件較好。2)銑削加工的特點(diǎn)銑削加工的特點(diǎn)具體如下：(1) 生產(chǎn)率較高:銑刀為多齒刀具，在銑削時(shí)，由于同時(shí)參加切削的切削刃數(shù)量較多，切削刃作用的總長(zhǎng)度長(zhǎng)，因而銑削的生產(chǎn)率較高，有利于切削速度的提高。由于銑削方式、銑刀類型和形狀的多樣性，再配以“分度頭”、“圓形工作臺(tái)”等附件，擴(kuò)大了銑削的加工范圍，使應(yīng)用更加廣泛。 銑削加工1．銑削加工的范圍及其特點(diǎn)1) 銑削加工的范圍銑削主要用來對(duì)各種平面、各類溝槽等進(jìn)行粗加工和半精加工，用成型銑刀也可以加工出固定的曲面。其中臥式車床應(yīng)用最廣，是其他各類車床的基礎(chǔ)。由于上述特點(diǎn)，車削加工無論在單件、小批，還是大批大量生產(chǎn)以及在機(jī)械的維護(hù)修理方面，都占有重要的地位。車削加工的特點(diǎn)是：加工范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，不但可以加工鋼、鑄鐵及其合金，還可以加工銅、鋁等有色金屬和某些非金屬材料，不但可以加工單一軸線的零件，采用四爪卡盤或花盤等裝置改變工件的安裝位置，也可以加工曲軸、偏心輪或盤形凸輪等多軸線的零件。車削加工精度一般為IT8～I(xiàn)T7，～。它主要用來加工各種軸類、套筒類及盤類零件上的旋轉(zhuǎn)表面和螺旋面，其中包括：內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、內(nèi)外螺紋、成型回轉(zhuǎn)面、端面、溝槽以及滾花等。 車削加工1．車削加工的特點(diǎn)及應(yīng)用車削加工是在車床上利用車刀對(duì)工件的旋轉(zhuǎn)表面進(jìn)行切削加工的方法。用機(jī)械加工方法制造模具，在工藝上要充分考慮模具零件的材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、精度和使用壽命等方面的不同要求，采用合理的加工方法和工藝路線，盡可能通過加工設(shè)備來保證模具的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和降低成本。(3) 為了使模具零件特別是形狀復(fù)雜的凸模、凹模型孔和型腔的加工更趨自動(dòng)化，減少鉗工修配的工作量，需采用數(shù)控機(jī)床(如三坐標(biāo)數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控磨床等設(shè)備)加工模具零件。用于模具加工的精密機(jī)床有坐標(biāo)鏜床、坐標(biāo)磨床等，這些設(shè)備多用于加工固定板上的凸模固定孔，模座上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，某些凸模和凹模的刃口輪廓。一般在設(shè)備條件較差、模具精度要求低的情況下采用。根據(jù)模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要求不同和工廠的設(shè)備條件，模具的機(jī)械加工大致有以下幾種情況：(1) 用車、銑、刨、鉆、磨等通用機(jī)床加工模具零件，然后進(jìn)行必要的鉗工修配，裝配成各種模具。 零件常用的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法機(jī)械加工方法廣泛運(yùn)用于模具制造。對(duì)凸模、凹模等模具的工作零件，即使采用其它工藝方法(如特殊加工)加工，也仍然有部分工序要由機(jī)械加工方法來完成。這種加工方式，工件上被加工表面的形狀、尺寸多由鉗工劃線來保證，對(duì)工人的技術(shù)水平要求較高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，模具制造周期長(zhǎng)，成本高。(2) 精度要求高的模具零件，只用普通機(jī)床加工難以保證高的加工精度，因而需要采用精密機(jī)床進(jìn)行加工。形狀復(fù)雜的空間曲面，則采用仿形銑床進(jìn)行加工，它們是提高模具精度不可缺少的普通加工手段。由于數(shù)控加工對(duì)工人的操作技能要求低，成品率高，加工精度高，生產(chǎn)率高，節(jié)省工裝，工程管理容易，對(duì)設(shè)計(jì)更改的適應(yīng)性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)多機(jī)床管理等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工自動(dòng)化，使模具生產(chǎn)更加合理、省力，改變模具機(jī)械加工的傳統(tǒng)方式具有十分重要的意義，是今后模具加工的必然發(fā)展方向。要特別注意，在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)，不能盲目追求模具的加工精度和使用壽命，應(yīng)根據(jù)模具所加工制件的質(zhì)量要求和產(chǎn)量，確定合理的模具精度和壽命，否則就會(huì)使制造費(fèi)用增加，經(jīng)濟(jì)效益下降。車削加工時(shí)，工件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，車刀相對(duì)工件的移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。此外，還可以鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋等。 精車時(shí)，加工精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T5，～ μm。 生產(chǎn)率高；刀具簡(jiǎn)單，其制造、刃磨和安裝都比較方便。2．車床車床(Lathe)的種類很多，按結(jié)構(gòu)和用途可分為臥式車床、立式車床、仿形及多刀車床、自動(dòng)和半自動(dòng)車床、儀表車床和數(shù)控車床等。常用的臥式車床有C6132A，C6136，C6140等幾種。其加工精度一般可達(dá)IT9～I(xiàn)T7，～。概括而言，可以銑削平面、臺(tái)階面、成型曲面、螺旋面、鍵槽、T形槽、燕尾槽、螺紋、齒形等。(2) 銑削過程不平穩(wěn)：由于銑刀刀齒的切入和切出，使同時(shí)參加工作的切削刃數(shù)量發(fā)生變化，致使切削面積變化較大，切削力產(chǎn)生較大的波動(dòng)，容易使切削過程產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，因而限制了表面質(zhì)量的提高。但是，刀齒在切入和切出工件時(shí)，產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)會(huì)加速刀具的磨損，使刀具耐用度降低，甚至可能引起硬質(zhì)合金刀片的碎裂。2．銑床1）臥式銑床臥式銑床的主軸是水平的，與工作臺(tái)臺(tái)面平行，為了適應(yīng)銑螺旋槽等工作，有的臥式銑床的工作臺(tái)還可在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)一定的角度，這就是萬能臥式銑床。2）立式銑床立式銑床的主軸與工作臺(tái)臺(tái)面垂直。立銑時(shí)，工件的平面是由銑刀的端面刀刃形成的(稱為端銑法)。 刨削加工1．刨削加工的范圍及其特點(diǎn)刨削是使用刨刀在刨床上進(jìn)行切削加工的方法，主要用來加工各種平面、溝槽和齒條、直齒輪、花鍵等母線是直線的成型面。刨削加工的特點(diǎn)是：因加工時(shí)，主運(yùn)動(dòng)是刀具(或工件)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，換向時(shí)要克服較大的慣性力，從而限制了主運(yùn)動(dòng)速度的提高。刨削為間斷切削，刀具在切入和切出工件時(shí)受到?jīng)_擊和振動(dòng)，容易損壞。２．刨床1）牛頭刨床牛頭刨床因其滑枕刀架形似“牛頭”而得名。刨床的主運(yùn)動(dòng)是滑枕的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是工作臺(tái)在橫梁導(dǎo)軌上的間歇直線移動(dòng)。牛頭刨床主要刨削中、小型零件的各種平面及溝槽，適用于單件、小批生產(chǎn)的工廠及維修車間。其主運(yùn)動(dòng)是零件隨工作臺(tái)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀架帶動(dòng)刨刀作橫向或垂直的間歇運(yùn)動(dòng)。鉆削包括鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和锪孔。鉆孔精度較低，為了提高精度和表面質(zhì)量，鉆孔后還要繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)孔和鉸孔。鏜削是利用鏜刀在鏜床上對(duì)工件上的預(yù)制孔進(jìn)行后續(xù)加工的一種切削加工方法。鉆孔時(shí)，首先根據(jù)孔徑大小選擇鉆頭。 大于30 mm時(shí)，應(yīng)先鉆出一小孔，然后再用擴(kuò)孔鉆將其擴(kuò)大。所以，鉆削時(shí)溫度易升高，刀具易磨損。因此，鉆孔主要用于加工精度要求不高以及精度較高的孔的預(yù)加工。擴(kuò)孔鉆的切削刃比一般鉆頭多，有4個(gè)，無橫刃，其頂端是平的，螺旋槽較淺，所以剛性好，不易變形，導(dǎo)向性能好，切削較平穩(wěn)，因而擴(kuò)出的孔的精度和表面質(zhì)量較好。擴(kuò)孔可作為要求不高孔的最終加工，也可作為精加工(如鉸孔)前的預(yù)加工。 鉸刀(Reamev)是多刃切削刀具，有6～12個(gè)切削刃，鉸孔時(shí)導(dǎo)向性好。鉸刀有手用鉸刀和機(jī)用鉸刀兩種，手用鉸刀工作部分較長(zhǎng)，機(jī)用鉸刀工作部分較短（4） 锪孔锪孔是指在已加工孔上加工圓錐形沉頭孔、圓柱形沉頭孔和端面凸臺(tái)的方法。锪鉆大多用高速鋼制造，只有加工大直徑的端面凸臺(tái)時(shí)用硬質(zhì)合金制造，采用裝配式結(jié)構(gòu)。（1) 臺(tái)式鉆床臺(tái)式鉆床簡(jiǎn)稱臺(tái)鉆。 臺(tái)鉆主軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)用手動(dòng)操作。(2) 立式鉆床立式鉆床簡(jiǎn)稱立鉆(Drill Vertical)。其規(guī)格用最大鉆孔直徑表示，常用的有25 mm，35 mm，40 mm，50 mm等幾種。由于立式鉆床的主軸位置不能調(diào)整，只能通過移動(dòng)工件位置來使被加工孔的中心與主軸中心對(duì)準(zhǔn)，對(duì)于大而重的工件，操作很不方便。(3) 搖臂鉆床搖臂鉆床(Beam Drill)有一個(gè)能繞立柱旋轉(zhuǎn)和上、下升降的搖臂，同時(shí)主軸箱可沿?fù)u臂上的導(dǎo)軌橫向移動(dòng)。而且，搖臂鉆床上還設(shè)有立柱、搖臂和主軸箱的鎖緊機(jī)構(gòu)。搖臂鉆床適用于加工笨重和多孔的工件。與鉆削相比較，鏜孔可加工直徑較大、精度較高的孔。因此，鏜孔適宜加工箱體、機(jī)架等結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸較大的工件上的孔及孔系。在鏜床上鏜孔時(shí)，主運(yùn)動(dòng)是鏜刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是工件或鏜刀的移動(dòng)。2) 鏜床鏜床有臥式鏜床、立式鏜床、深孔鏜床和坐標(biāo)鏜床之分，應(yīng)用最廣的是臥式鏜床。由于砂輪表面有數(shù)量眾多的鋒利磨粒，通過精細(xì)修整后的磨粒具有微刃等高性，磨削厚度很小，除了切削作用外，還有擠壓、拋光作用。因此，磨削加工精度一般可達(dá)IT6～I(xiàn)T4，～，當(dāng)采用高精度磨床時(shí)，～ μm。 磨削用的砂輪是由許多細(xì)小而且極硬的磨粒用接合劑粘接而成的多孔體，由于砂輪磨粒本身具有很高的硬度和耐熱性，因此，磨削不但可以加工碳鋼和鑄鐵等常用金屬材料，還可以加工一些用一般的金屬切削刀具很難加工的高硬度材料，如淬火鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷等。(3) 磨削溫度高。 所以，磨削時(shí)要有充足的冷卻液，同時(shí)冷卻液還可以起到排屑和潤(rùn)滑作用。２．磨床磨床(Grinders)是指用磨具（如砂輪）或磨料加工工件表面的機(jī)床，廣泛應(yīng)用于工件的精加工，尤其是淬硬鋼件及其他高硬度特殊材料的精加工。 磨床的類型很多，主要有平面磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、無心磨床、工具磨床及各種專門化磨床(曲軸磨床、凸輪磨床、齒輪磨床、螺紋磨床、導(dǎo)軌磨床)等。 加工方法的選擇每一種回轉(zhuǎn)面都有很多加工方法，具體選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)零件的材料、毛胚種類、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、加工精度、粗糙度、技術(shù)要求、生產(chǎn)類型及工廠的生產(chǎn)條件等因素來決定，以確保加工質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。外圓表面的技術(shù)要求包括：尺寸與形狀精度（直徑與長(zhǎng)度的尺寸精度，圓度、圓柱度等形狀精度）；位置精度（與其他外圓面或孔的同軸度、與端面的垂直度等）；表面質(zhì)量（粗糙度、表面硬度、殘余應(yīng)力等）。①精車→半精車→磨②精車→半精車→粗磨→精磨→研磨或超級(jí)光磨③精車→半精車→精車→細(xì)精車→研磨一般最終工序采用車加工方案的，適用于各種金屬（淬火鋼除外）。磨削前的車削精度無需很高，度短的大型工件，可選用立式車床；單件小批生產(chǎn)，應(yīng)選用臥式車床；成批生產(chǎn)，一般選用回輪、轉(zhuǎn)塔車床加工套類及盤類零件，軸類零件則選用仿形及多刀車床；大量生產(chǎn)選用自動(dòng)或半自動(dòng)車床加工。孔的技術(shù)要求與外圓面的技術(shù)要求基本相同。孔加工刀具的尺寸，受孔徑限制，一般呈細(xì)長(zhǎng)狀，剛性差。因此，加工孔要比加工同樣質(zhì)量要求的外圓面困難，成本也高。為適應(yīng)不同的需要和不同的生產(chǎn)類型，孔的加工方法很多。①鉆→鉸②鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸→研磨或手鉸③鉆→粗鏜→（半精鏜）→粗磨→精磨→研磨④鉆