一、什么是机械加工工艺

通过加工机械对工件外形尺寸或性能进行改变的过程。

1.1以加工方式分类

按被加工工件的温度状态可分为以下类别：

冷加工：一般在常温下加工，并且不引起工件的化学或物相变化；冷加工按加工方式的差别可分为切削加工和压力加工。

热加工：一般在高于或低于常温状态的加工，会引起工件的化学或物相变化；热加工常见的有热处理、锻造、铸造和焊接。

1.2以成形方式分类

增材加工方式：铸造、锻造、注塑成型、粉末成型、3D打印等

减材加工方式：车、铣、钻、刨、镗、磨（平面磨、外圆磨、内圆磨、无心磨）、CNC、放电、线切割（慢走丝、快走丝）、焊接（氩弧焊、电阻焊、摩擦焊）、激光加工（切割、焊接、打标）、蚀刻等。

二、常见机械加工设备

铣床、钻床、镗床、磨床、滚齿机床、刨床、火花机、锯床、线切割、雕刻机、激光切割机、精雕机、数控折弯机等。

2.1普通车床

设备简介

车床主要是用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床，常见的普通车床为CA6140。

常见加工类型

车端面、车外圆、车孔、钻孔、扩孔、铰孔、车外/内螺纹、攻内螺纹、切外/内槽、切端面槽、外圆滚花、车锥面、成形车削、同轴靠模车削、仿形车削、曲面车削。‘

加工精度

车削加工精度一般为IT7~IT8，表面粗糙度为Ra0.8~1.6um。

初车力求在不降低切速的条件下，采用大的切削深度和大进给量以提高车削效率，但加工精度只能达到IT11，表面粗糙度为Ra10~20um。

半精车和精车尽量采用高速而较小的进给量和切削深度，加工精度可达IT10~IT7，表面粗糙度为Ra0.16~10um。

在高精度车床上用精细修研的金刚石车刀高速精车有色金属件，可使加工精度IT5~IT7，表面粗糙度为Ra0.01~0.04um，这种车削成为“镜面车削”。

加工材料

碳钢、黄铜、不锈钢、合金钢、铝合金、锌合金、POM、塑料、亚克力、PE-UHWM（超高分子量聚乙烯）等。

2.2数控车床（CNC）

设备简介

数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。

数控车床采用数字化信号通过可编程的自动控制工作方式，实现对设备运行及其加工过程产生的位置、角度、速度、力等信号进行控制；即按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。

设备特点

加工精度高，具有稳定的加工质量；

可进行多坐标联动，能加工形状复杂的零件；

加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可提高工作效率；

机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高；

机床自动化程度高，可减轻劳动强度；

性能高、噪音低。

加工类型

在加工类型方面，数控车床与普通车床相比较，除了能够自动车削加工以外，还能加工普通车床无法完成的多头螺纹，变螺距螺纹，不规则弧线等。

加工精度

车削加工精度最高可达到IT6，表面粗糙度最高可达到Ral.6um。

加工材料

碳钢、不锈钢、铝合金、黄铜、赛钢、PEEK、ABS等。

2.3普通铣床

设备简介

铣床主要是用铣刀对工件多种表面进行加工的机床，通常铣刀以旋转运动为主运动，工件和铣刀的移动为进给运动。

设备特点

采用多刃刀具加工，刀刃轮替切削，刀具冷却效果好，耐用度高；

生产效率高，加工范围广；

加工精度高；

加工得用较低，减少加工成本。

加工类型

铣床能铣削平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T型槽）、轮齿（齿轮、花键轴、链轮）、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面。

加工精度

铣削的加工精度一般可达IT7~IT8，表面粗糙度为Ral.6~6.3um。

粗铣时的加工精度IT11~IT13，表面粗糙度Ra5~20um；

半精铣时的加工精度IT8~IT11，表面粗糙度Ra2.5~10um；

精铣时的加工精度IT6~IT8，表面粗糙度Ra0.63~5um。

加工材料

碳钢、不锈钢、铝合金、黄铜、赛钢、PEEK、POM、铁氟龙、电木等。

2.4数控铣床（CNC）

设备简介

数控铣床又称CNC（Computer Numerical Control）铣床；即利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的过程。

设备特点

零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等；

能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件；

能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件；

加工精度高、加工质量稳定可靠；

生产效率高，生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度，有利于生产管理自动化。

加工类型

带平面轮廓的平面类零件、带斜平面的平面类零件、带正台和斜筋平板类零件、变斜角类零件、曲面类零件、立体类零件等。

加工精度

CNC铣削中的铣削加工精度一般可达IT6-IT8，表面粗糙度为Ra0.6-5um。

直线运动坐标的定位精度为0.04，重复定位精度为0.025mm，铣圆精度

0.035mm。

超精密的加工目前尺寸和位置精度为0.01~0.3um，形状和轮廓精度为0.003~0.1um，表面粗糙度钢件Ra≤0.05um、铜件Ra≤0.01um。

加工材料

碳钢、不锈钢、铝合金、黄铜、S136、SKD11、赛钢、PEEK、POM、铁氟龙、

电木等。

2.5钻床

设备简介

摇臂钻床：是一种摇臂可绕立柱回转和升降，通常主轴箱在摇臂上作水平移动的钻床，指主要用钻头在工件上加工孔的机床，通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。

台式钻床：台式钻床简称台钻，是指可安放在作业台上，主轴竖直布置的小型钻床。台式钻床钻孔直径一般在13mm以下，一般不超过25mm。其主轴变速一般通过改变三角带在塔型带轮上的位置来实现，主轴进给靠手动操作。

设备特点

钻床是具有广泛用途的通用性机床；

操作简单、工件固定不动，刀具做旋转运动，并沿主轴方向进给，操作可以是手动，也可以是机动。

台式钻床，马力小、刚性好、操作方便，易于维护。

加工类型

钻孔、扩孔、铰孔、铭孔（沉头孔）、铭平面、攻螺纹等。

加工精度

钻削是孔加工的一种基本方法，钻孔经常在钻床和车床上进行，也可以在镗床或铣床上进行。钻削的加工精度较低，一般只能达到IT10，表面粗糙度一般为12.5~6.3um，在钻削后常常采用扩孔和铰孔来进行半精加工和精加工。

加工材料

碳钢、不锈钢、铝合金、黄铜、赛钢、PEEK、POM、电木等。

2.6磨床

设备简介

磨床是用磨具和磨料（如砂轮、沙袋、油石、研磨剂等）对工件表面进行磨削加工的一种机床，它可以加工各种表面，如平面、内外圆柱面、圆锥面和螺旋面等。通过磨削加工，使工件的形状及表面的精度、光洁度达到预期的要求；同时，它还可以进行切断加工。常用的磨床有手摇式磨床、平面磨床（精磨）、外圆磨床。

设备特点

能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；

能加工脆性材料，如玻璃、花岗石；

磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。

加工类型

磨削圆柱形表面、磨削圆锥形外表面、磨削内孔、磨削轴肩、磨削端平面、磨削圆角等。

加工精度

普通磨床的磨削精度：

钢板三160x160mm，平面度0.008mm~0.004mm，粗糙度Ra0.8um；

钢板≤250x250mm，平面度0.025mm~0.01mm，粗糙度Ra0.8um；

钢板630~1000，平面度0.08mm~0.05mm，参考公差等级IT5~IT7，表面粗糙度Ra0.16~1.25um。

精密数控磨床的磨削精度：

钢板0~500mm，平面度0.004mm，粗糙度Ra0.2um。精密比较高的磨削加工所采用的磨具是油石，但是只能磨削掉几个微米的量。

外圆磨床的磨削精度：

普通外圆磨床，圆度在3um，粗糙度Ra0.4um；高精度外圆磨床，圆度可达0.1um，粗糙度Ra0.01um。

加工材料

碳钢、不锈钢、铝合金、黄铜、合金钢、玻璃、花岗石等。

2.7滚齿机

设备简介

在金属切削机床中，用来加工齿轮或涡轮轮齿的机床称为滚齿机床。目前使用较为广泛的滚齿机床为数控滚齿机床。

数控滚齿机适用于成批、小批及单件生产加工圆柱齿轮和蜗轮，及一定参数的鼓形齿轮也可用花键滚刀连续分度滚切长度小于300的6齿及6齿以上的短花键轴。且用链轮滚刀可以滚切链轮。加工圆柱齿轮时可采用逆铣和顺铣滚切，采用轴向进给（垂直进给）的方法加工出全齿宽。数控滚齿机滚切普通蜗轮是采用径向进给的方法进行加工。数控滚齿机加工花键轴及链轮时机床的调整及加工方法与加工圆柱直齿轮时一样。

设备特点

应用场合广，加工类型多；

加工精度高、效率高。

加工类型

小批及单件生产圆柱斜齿轮和蜗轮，还可滚切一定参数范围的花键轴.

调整方便，具有自动停车机构

具有可靠的安全装置以及自动润滑滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，在滚齿机上可切削直齿、斜齿圆柱齿轮，还可加工蜗轮、链轮等。

加工精度

加工精度可达到4~5级，GB10095-88。

加工材料

碳钢、不锈钢、铝合金、黄铜、合金钢等。

2.8刨床

设备简介

用创刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行创削的机床。

设备特点

通用性好，结构简单，可进行往复运动。

加工类型

水平面、垂直面、斜面、曲面、沟槽、燕尾形工件等。

加工精度

加工精度可达IT8~IT7，加工的表面粗糙度Ra为1.6~6.3um。

加工材料

碳钢、不锈钢、铝合金、黄铜、合金钢等。

2.9电火花机

设备简介

电火花机，简称EDM，全称Electrical Discharge Machining一种机械加工设备，主要用于电火花机加工。广泛应用在各种金属模具、机械设备的制造中。

电火花机是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。

电火花加工特点

适用材料范围广；

适用加工特殊及复杂形状的零件；

可以在同一台机床上连续进行粗、半精及精加工；

直接利用电能进行加工，便于实现自动化；

只能加工金属能导电材料；

加工速度缓慢、加工成本高。

加工类型

加工精度

电火花穿孔成形加工方法是基于电腐蚀的原理上研究设计的，它能加工形状较复杂、材料较硬的的工件。采用穿孔成形加工方法，其表面粗糙值可控制在0.63~2.5um。对于不同的加工材料，电极所选用的材料也是各不相同的，在工过程中，在电极会消耗部分能量，这样会导致电极的损耗。实际电火花加工过加程中，还有许多因素要控制，如电极周围的磁场能、热能等，由于这些干扰因素的存在，直接导致了工件的加工精度要求。

一般来说，最小放电间距为0.50mm，拐角可达RO.05~R0.07mm，放电深度（30士0.02）mm，放电精度通常为士0.01mm，表面粗糙度Ra0.8um。

加工材料

硬质合金、淬火钢、石墨、铝合金、钛合金、金刚石、结构钢、电极等导电材料，但已有技术可以加工陶瓷材料。

2.10线切割

设备简介

线切割机床是一种电加工机床，靠钼丝通过电腐蚀切割金属（特别是硬材料、

形状复杂零件）线切割机床工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝，一般是钼丝或铜丝，常用规格0.12、0.14、0.16、0.18、0.20）作电极，对工件进行脉冲火花放电切割成行。（脉冲火花放电瞬间温度可以达到7000℃或更高，高温使被切削金属瞬间汽化，生成金属氧化物，融于切削液中）

线切割加工特点

工件必须是导电材料

材料的去除是靠放电时的电能作用来实现的

加工的材料可以选用高硬度的材料

加工对象主要是平面形状，当机床上加上能使电极丝作相应倾斜运动的

功能后，也可以加工锥面。但是不能加工盲孔

自动化程度高、操作方便，易于实现自动化

不需要制造成形电极

加工类型

平面类零件、台阶类零件、曲面类零件、轴类零件等

线切割以黄铜为切割丝精度为±0.02m，加工速度为5m/min。拐角处有切

割丝半径R角（如果是放电，拐角半径约为R0.1~RO.2mm）。常用的铜丝或钼

丝有很多种规格，其中

Φ0.20mm丝:正常情况加工，最小可加工槽宽0.25mm，最小内拐角半径在

R0.11~R0.13mm。

Φ0.15mm丝:正常情况加工，最小可加工槽宽0.20m，最小内拐角半径在

R0.08~R0.1mm。

Φ0.10mm丝:正常情况加工，最小可加工槽宽0.15mm，工件最大厚度25m，

最小内拐角半径在R0.06~R0.08mm

使用线径越小，加工中越容易断，效率越低，φ0.1mm丝耗时约为Φ0.2mm

的四倍，为φ0.15m丝的2倍。工件越厚加工的内拐角越大，油加工内拐角偏

小（绝缘介质分类:纯水和煤油），约0.02m，用于加工模具冲子或需φ0.10mm

铜丝的场合。

线切割角度最大可达45°，厚度最大80mm，精度可达±0.002m。若是水介

质，会产生氧化层附着于工件表面，单边厚度3μm，模仁零件在使用过程中氧

化层脱落后会造成尺寸变化，会产生0.05m左右的误差。油加工精度高，质量好，可加工一切导电物，但成本也高。

加工精度

根据电极丝的运行速度不同及加工质量不同，电火花线切割机床通常可以分

为三类:

加工材料

可以加工硬质合金、淬火钢、石墨、铝合金、钛合金、金刚石、结构钢、电

极等导电材料

注意事项

经阳极氧化表面处理后铝合金的的表面阳极氧化层为三氧化二铝，不导电，所以不能线切割。

采用线切割进行贵金属下料。线切割加工用的电极丝尺寸远小于切削刀具尺寸（细的电极丝可达到0.006m），用它切割贵金属，可节约很多切缝消耗。

2.11雕刻

设备简介

雕刻机从加工原理上讲是一种钻铣组合加工。

按雕刻方式不同可分为激光雕刻和机械雕刻两大类。

激光雕刻:主要应用于机械行业，是利用数控技术为基础，激光为加工媒介，加工材料在激光雕刻照射下瞬间的熔化和气化的物理变性，能使激光雕刻达到加工的目的;

机械雕刻:又名为数控雕刻机，主要应用于木工、广告、工艺礼品等

设备特点

激光雕刻机

与材料表面无接触，不受机械运动影响;

加工不受材料的弹性、柔韧影响;

加工精度高，速度快，应用领域广泛

机械雕刻机

加工精度高

运行平稳，不受材料形状所影响

加工精度

激光雕刻机:加工精度为0.05mm。

机械雕刻机:加工精度为0.05m。

加工材料

双色板、有杋玻璃、亚克力、橡胶板、塑料、纸板、皮革、布料、大理石、

瓷砖等脆性材料。

2.12激光切割机

设备简介

激光切割是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激

光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压

气体将熔化或气化金属吹走。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。

设备特点

精度高，切割快速;

不局限于切割图案限制，自动排版节省材料

切口平滑，加工成本低等;

在工作中不会对工作表面造成划伤;

激光切割速度快，切口光滑平整。

加工类型

平面类零件、曲面类零件、圆类零件、异型类零件等。

加工精度

最佳切割精度为±0.02mm，切口粗糙度Ra

加工材料

可以加工碳钢、不锈钢、合金钢、铜、铝、镀锌板等材料。

2.13精雕机

设备简介

精雕机（ CNC engraving and milling machine）它是数控机床的一种，可以

精确实现多种加工方式。

设备特点

采用全闭环控制技术；

具有0.1μ进给和1μ切削能力，刀具磨损小;

采用软件模拟加工过程，优化工艺要素，提升了工艺过程的安全性;

加工尺寸准确度较高;

切削能力强，具有铣、磨、钻、镗、攻、抛等复合加工能力

高光加工效果犹如镜面，加工速度快

加工类型

曲面类零件、平面类零件、圆柱类零件、异型类零件、复杂型腔等。

加工精度

加工精度为0.002m，表面粗糙度Ra

加工材料

有有机玻璃、树脂、木头、铜、铝、钛合金、电极、淬火钢、硬质合金钢、

陶瓷等。

2.14折弯机

设备简介

折弯机是一种能够对薄板进行折弯的机器，结构主要包括支架、工作台和夹

紧板

设备特点

采用全钢焊结构，强度和刚性较高;

液压驱动，设备运行较平稳

采用机械档块结构，稳定可靠

滑块行程机动快速调，手动微调，计数器显示;

斜楔式的挠度补偿机构，以保证获得较高的折弯精度。

加工类型

折弯钣金件，电控柜外盒零件等

加工精度

折弯精度为0.3mm，平行度最高为0.04，垂直度最高可达到0.2

加工材料

钢、铜、不锈钢、铝合金等

2.15锯床

设备简介

用于锯切各种金属材料的机床。常用锯床有三种:圆锯床、带锯床、弓锯床

设备特点

速度快，效率高;

工件几何精度高;

操作维修方便;

性能可靠，节能，节材。

加工类型

圆柱形零件、平面类零件、台阶类零件、曲面类零件等。

加工精度

锯切无毛刺，垂直度可达0.1mm，表面粗糙度Ra为3.2~1.6μm

加工材料

可完成钢材、铝材、石墨、电极、塑料等材料的下料工序。