精加工是机械加工流程中的最终工序,通常在粗加工和半精加工完成后实施。该工序通过精细切削方式切除工件少量余量(0-0.01mm级),以达到设计图纸要求的尺寸精度(IT3级以上)和表面质量(Ra0.1μm以下)。工艺方法包含精车、精磨、精铰等机械加工方式,以及手工刮研等特种工艺。加工过程需控制工件结构刚度、材料切削性能,并选用超细晶粒硬质合金刀具等专用工具。随着技术进步,数控超精密磨削(精度0.1μm)与手工刮研形成互补,在汽车制造、精密机床等领域保持重要地位。
遵循粗加工→半精加工→精加工三阶段原则。粗加工阶段需预留0.1-0.02mm余量,半精加工负责修正工件变形并准备精加工基准面,最终精加工实现尺寸精度±0.01mm以内的技术要求。加工流程需匹配前道工序精度,如超精加工机床仅能在前序加工精度达标的工件上发挥作用。
采用专用机床保障加工稳定性,避免设备负载差异影响精度。加工过程中需严格管控热变形,通过恒温车间(温度波动±1℃)和小径刀具减小接触面积,从而抑制切削热产生。对高硬度材料(如淬硬钢)需结合磨削与研磨抛光工艺,表面粗糙度可控制在Ra0.02μm以内。
截至2025年,手工刮研仍占
坐标磨床等IT3级机床关键部件30%-50%的加工工时。通过
刮刀微量切削(单次切削厚度<0.002mm),可实现平面度0.001mm/m的超高精度,特别适用于机床导轨的弧形曲面修复和主轴轴承的装配修正。相较于数控磨削,其接触刚度要求达25mm×25mm面积内8-20个接触点。
建立三级精度控制体系:尺寸精度通过数控补偿技术保障,形状精度依赖专用夹具和精密刀具,位置精度需配合激光测量系统实时校准。针对发动机曲轴等复杂零件,采用超精加工工艺配合软砂轮研磨,可在轴承滚道面形成镜面效果(Ra≤0.05μm)。
数控超精密磨削技术已实现0.1μm级别加工精度,但在复杂曲面修复、精密装配修正及误差补偿领域仍存在局限。未来趋势显示,数据驱动型修正系统将融合
人工智能算法,实现手工刮研工艺的数字化升级,与自动化产线形成协同作业模式。