什么是精加工？其特征和种类介绍
发布日期: 2024-05-27
镜子、汽车车架、家居建材和电气设备等的零部件都是按照高精度尺寸制造的，表面光滑美观。要对材料进行高精度加工，需要经过若干个工序。此外，还有一些专门用于生产光滑表面的加工方法。本节将介绍用于生产高精度零件的精加工工艺的类型和特点。
什么是精加工？
精加工是一种用于达到设计图纸，产品规格或零部件规格中规定的尺寸精度的加工方法。该术语侧重于精加工的状态，而不是指“研磨加工”或“磨削加工”等单一工序。精加工的精度要求非常高，最高精度可达0-0.01mm，可实现极小偏差的加工。机械加工品并不是一次加工就能达到如此高的精度。精加工工艺包括 “粗加工”、”半精加工 “和 “精加工”，每种工艺都有自己的特点和目标。精加工使用专用机床进行。这是因为使用与粗加工相同的工具和机床会因负载不同而影响机床的使用寿命和加工精度。 高精度加工还会受到环境温度的影响，因此最好使用专用环境。此外，工件的负载也因工序而异。为了尽可能避免精加工余量的不均匀，在半精加工过程中要尽可能均匀地加工工件。工件承受负载会发热、变形并产生应力。为了实现高精度加工，尽可能使工件不承受负载是非常重要的。
什么是粗加工？
粗加工也叫“荒加工”或者“预加工”粗加工是指为精加工留出余量，将最终零件形状不需要的部分进行切削的工序。
与半精加工和精加工相比，粗加工的切削量更大，因此需要使用更大的刀具。为了生产出高精度的零件，必须释放工件中产生的内应力。通过粗加工释放内应力，此时变形会显现出来，使得后续工序更容易实现尺寸精度。粗加工是实现高尺寸精度加工的必要准备工序。
- 什么是半精加工？
半精加工是粗加工后的一道工序，目的是为精加工做好准备。多数情况下，需要为精加工留出0.1-0.02mm的精加工余量。在半精加工过程中，使用小直径刀具以减少工件与刀具之间的接触面积。这是因为加工间距越小，表面越接近精加工状态。 较小的接触面积还有降低切削热的作用。工件受热可能会导致变形，也可能会因热膨胀而导致尺寸出现偏差。因此，在要求高精度的加工中必须考虑到热量的影响。
什么是超精加工？
超精加工是精加工工艺的一种，用于获得更加光滑的加工表面。
- 超精加工的特点
超精加工是将砂轮以较小压力压在低速旋转的工件上，以高精度磨削表面的加工方法。砂轮在振动的同时以较低的压力压在工件上，可对工件表面进行精细磨削，从而将其加工成更加光滑的状态。
超精加工可实现表面粗糙度0.1μm以下的高精度镜面加工，用于获得良好耐磨性的最终精加工的加工方法。
超精加工是使用一种称为“超精加工机床”的专用机床进行加工的。由于使用的是专用机床，加工的质量不会因加工人员的技术水平而有太大差异，可以获得稳定的品质。另外，由于加工可以在短时间内完成，因此也是一种低成本的加工方法。
- 超精加工的优缺点
优点
如果工件是滚轮或轴承等滑动性零部件，则加工后零部件的摩擦力较小，载荷就会减小，从而延长其使用寿命。此外，由于工件是在低速低压下进行加工的，因此加工后的变形较小。
缺点
超精加工的加工条件必须根据前道工序的加工精度达到何种程度进行相应调整。换用不同类型的砂轮或延长加工时间等，都会对其产生影响。
用于超精加工的砂轮：超精加工主要使用粒度大、软质砂轮，主要类型如下。
WA砂轮：WA 砂轮具有稳定的硬度和耐热性，材料为白色氧化铝。主要用于钢材的超精加工。
GC砂轮：GC 砂轮用于有色金属， 材料为绿色碳化硅。主要用于铝合金和铜合金。
CBN微粉砂轮：CBN 微粉是一种由人造材料制成的，类似于金刚石晶体的磨粒，其硬度仅次于金刚石。可以实现高精度的镜面加工，这也意味着其具备可以获得高耐磨性表面的特性。
- 超精加工案例
发动机曲轴、凸轮轴：曲轴和凸轮轴的滑动部位较多，因此必须注意噪音和振动。超精加工可使表面更光滑，以减小摩擦带来的负载，从而降低噪音和振动。
轴承所有滚道面：轴承的滚道面是与滚珠相配合的表面。滚道面的光洁度对轴承的载荷、磨损和寿命非常重要。通过超精加工可使表面光滑，延长轴承的使用寿命。它还能增加滚道表面的光洁度，提高耐磨性。
什么是镜面加工？
镜面加工也是精加工工艺的一种，用于需要镜面效果的场合。
- 镜面加工的特点
镜面加工是一种用于在金属表面产生光泽的工艺方法。它不仅能产生镜面般的光泽，而且在实际操作中还能体会到光滑平整的触感。它作为一种针对不锈钢材表面精加工工艺被广泛使用。但这并不是一种简单的加工操作，需要根据不锈钢的种类选择合适的加工方法和磨料。除了不锈钢以外，铁、钛、铝和黄铜等其他金属也可以进行镜面加工。
- 镜面加工种类
根据抛光后的表面状态和加工方法，需要选择不同的镜面研磨剂。主要类型介绍如下。
| 名称 | 使用的磨料 | 外观 | 用途 |
| ＃400 | 400号 | 具有近似镜面的光泽，但又不完全像镜面，会残留一些加工痕迹 | 医疗器械、食品设备、汽车配件 |
| No.7 | 600号 | 比#400更接近镜面，但不是完美的镜面 | 建筑内装、外装、装饰品 |
| No.8 | 800号 | 在所有表面处理工艺中，最接近镜面，没有加工痕迹 | 镜子、建筑装饰材料 |
总结
本节介绍了精加工的特征和种类。精加工工艺并不是一次操作就能使工件表面达到最终光洁度，而是分为粗加工、半精加工和精加工等多道工序。精加工中还包括特殊的精加工类型，如超精加工和镜面加工等。在每道工序中使用适当的设备、工具和磨料可确保高效和高质量的加工。成本和工时也因表面处理工艺而异，因此建议在加工前咨询专业加工商。
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