不同类型的机加工操作和加工过程

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什么是机加工以及有哪些不同类型的机加工操作和过程?看看钻孔、铣削和车削加工过程。

在零件的制造过程中,需要进行各种机加工操作和工艺来去除多余的材料。这些操作通常是机械操作,涉及切削工具、砂轮和圆盘等。机加工操作可以在棒材和扁材等原料铣削形状上进行,也可以在以前的制造方法(如铸造或焊接)制成的零件上进行。随着增材制造的最新进展,机加工最近被标记为“减材”过程,以描述其去除材料以制造成品零件。

不同类型的加工操作

两个主要的加工过程是车削和铣削——如下所述。其他过程有时与这些过程相吻合或使用独立设备执行。例如,钻头可以安装在用于车削的车床上,也可以装在钻床上。曾经,可以区分零件旋转的车削和刀具旋转的铣削。随着能够在一台机器上执行各个机器的所有操作的加工中心和车削中心的出现,这一点有些模糊。

车削

车削是由车床执行的机械加工过程;当切削工具在工件上移动时,车床会旋转工件。切割工具沿着两个运动轴工作,以创建具有精确深度和宽度的切口。车床有两种不同的类型,传统的手动类型和自动化的计算机数控 (CNC) 类型。

车削过程可以在材料的外部或内部进行。当在内部执行时,它被称为“镗孔”——这种方法(根据主轴的方向可以是 水平的或垂直的)最常用于创建管状部件。车削过程的另一部分称为“ facing”并在切削刀具穿过工件端部时发生——它通常在车削过程的第一阶段和最后阶段执行。仅当车床配备合适的十字滑台时才能应用饰面。它用于在垂直于旋转轴的铸件或毛坯表面上生成基准。

车床通常被识别为三种不同的子类型之一——转塔车床、发动机车床和专用车床。发动机车床是一般机械师或业余爱好者使用的最常见类型。转塔车床和专用车床更常用于需要重复制造零件的应用。转塔车床具有刀架,使机器能够在不受操作员干扰的情况下连续执行多个切削操作。专用车床包括,例如,盘式车床和鼓式车床,汽车修理厂将使用它们来修整制动部件的表面。

CNC车铣中心将传统车床的头架和尾架与额外的主轴相结合,能够高效加工具有旋转对称性的零件(例如泵叶轮),并结合铣刀加工复杂特征的能力。当铣刀沿着单独的路径移动时,通过圆弧旋转工件可以创建复杂的曲线,这一过程称为5 轴加工。

钻孔/镗孔/铰孔

钻孔使用钻头在固体材料上产生圆柱形孔——这是最重要的加工工艺之一,因为创建的孔通常旨在帮助组装。通常使用钻床,但也可以将钻头装入车床。在大多数制造操作中,钻孔是生产成品孔的初步步骤,这些孔随后会被攻丝、铰孔、钻孔等以创建螺纹孔或使孔尺寸在可接受的公差范围内。钻头通常会切割比其标称尺寸大的孔,并且由于钻头的灵活性及其采用阻力最小的路径的趋势,这些孔不一定是直的或圆的。出于这个原因,钻孔通常被指定为尺寸过小,然后进行另一次加工操作,将孔取出至其最终尺寸。

使用的钻头具有两个沿着钻头轴延伸的螺旋通道。被称为“凹槽”,当钻头进入材料时,它会将切屑或切屑从孔中带出。对于每种类型的材料,都有推荐的钻速和进给。

尽管钻孔和镗孔经常混淆,但镗孔用于改进钻孔的尺寸和精度。根据工作的大小,镗床有多种变体。立式镗床用于加工非常大、很重的铸件,工件转动而镗杆保持静止。卧式镗床和坐标镗床固定工件并旋转切削工具。镗孔也可以在车床上或加工中心完成。镗刀通常使用单点加工孔的侧面,使刀具比钻头更坚固。铸件中的芯孔通常通过镗孔完成。

机用和手动铰刀也用于精加工孔,通常具有比单独钻孔更好的表面粗糙度。标准铰刀以 1/64 英寸的增量提供。这些铰刀是直的或螺旋形的,并在周边切割,仅去除孔的 0.004-0.008 英寸。铰孔是在与镗孔相同的机床中完成的,有时也在钻床中完成。

铣削

铣削使用旋转刀具去除材料,这与刀具不旋转的车削操作不同。传统的铣床具有安装工件的可移动工作台。在这些机器上,切割工具是固定的,工作台移动材料,以便可以进行所需的切割。其他类型的铣床同时具有工作台和切削工具作为可移动工具。

两个主要的铣削操作是板坯铣削和面铣削。板坯铣削使用铣刀的外围边缘在工件表面上进行平面切割。轴上的键槽可以使用类似的刀具切割,但比普通板坯刀具窄。面铣刀改为使用铣刀的末端。特殊刀具可用于各种任务,例如可用于铣削曲壁型腔的球头刀具。

铣床能够执行的一些操作包括刨削、切割、槽铣、铣削、开模等,使铣床成为机加工车间中更灵活的设备之一。

铣床有四种类型——手动铣床、普通铣床、万能铣床和万能铣床——它们的特点是水平刀具或安装在垂直轴上的刀具。正如预期的那样,万能铣床允许垂直和水平安装切削刀具,使其成为最复杂和最灵活的铣床之一。

与车削中心一样,无需操作员干预即可对零件进行一系列操作的铣床很常见,通常简称为立式或卧式加工中心。它们总是基于 CNC。

研磨

研磨用于从平面和圆柱形状中去除少量材料。平面磨床在将工件送入砂轮时在工作台上往复运动。砂轮切割的深度通常介于 0.00025 和 0.001 英寸之间。外圆磨床将工件安装在中心并旋转它,同时将旋转砂轮的周边施加到工件上。无心磨削用于大批量生产小零件,其中地面与任何其他表面都没有关系,除了作为一个整体。研磨表面 200-500 分钟。rms 通常被认为对于许多应用来说是可以接受的,并且是进一步精加工操作的起点,包括研磨、珩磨和超精加工。双盘磨削是另一种允许零件在两个反向旋转的砂轮之间通过一次或多次的方法。

刨削

刨削主要用于加工大型平面,尤其是将通过刮削完成的平面,例如机床导轨。在夹具中组合在一起的小零件也可以经济地进行刨削。

锯切

金属锯切通常使用切割机进行,用于从棒材、挤压形状等中创建更短的长度。垂直和水平带锯很常见,它们使用连续的齿带环来凿掉材料。带的速度根据材料而变化,某些高温合金需要 30 fpm 的慢速,而较软的材料(例如铝)以 1000 fpm 或更高的速度切割。其他切割机包括电动弓锯、砂轮锯和圆锯。

拉削

拉削用于生产方孔、键槽、花键孔等。拉刀由许多齿组成,这些齿几乎像锉刀一样按顺序排列,但每个连续的齿都比前一个齿稍大。通过准备好的引导孔(或通过表面)拉动或推动,拉刀进行一系列逐渐加深的切割。推拉通常使用立式压力机进行。拉拉通常使用立式或卧式机器完成,在许多情况下,这些机器都是液压驱动的。切割速度从高强度金属的 5 fpm 到软金属的 50 fpm 不等。

电火花加工/电火花加工

这些是使用腐蚀性火花或化学品的非机械形式的材料去除。电火花加工使用电火花通过介电流体从电极传输到导电工件的表面。这种方法可以加工非常精细的特征,包括小直径孔、模腔等。放电率通常不受硬度影响,但受金属的热性能和导电性影响。

电化学加工是一种反向电镀工艺,可产生具有高表面光洁度的无毛刺孔。这是一种冷加工工艺,不会对工件产生热应力。

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投稿专栏

不锈钢制造工艺

2023-3-1 20:51:20

投稿专栏

了解钻头材料

2023-3-1 20:58:56

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