打好加工基础可以提高加工精度
加工是什么?
加工是指使用某种工具从工件上去除材料,使材料达到所需形状的过程。加工有两大类,加工又可分为;车削和铣削。铣削是将工件保持在一个固定的位置,并移动工具以去除工件上的材料的过程。车削是工件旋转的地方,刀具在旋转时保持一个设定的位置来切割工件。
一些切削过程,如车削、钻孔、拉削等,会使用单刀片的工具,而其他过程,如切割、磨削和抛光,往往会使用多个刀片的工具。各种类型的磨具用于磨削过程。通过选择最适合所需加工的工具,可以制造出广泛的产品,高精度和低表面粗糙度,适用于广泛的应用领域。
在加工过程中,可以调节工件的温度以达到对工件的预期效果。当加工在环境温度下进行时,称为冷加工。热加工是指做功的温度高于环境温度。这通常是在需要某种形式的化学反应来改变工件材料的性能时进行的,例如使工件硬化。
机床:
机床有多种设计和生产,以满足各种规格。目前许多机床已实现数字化,以满足国际标准的成套规格。通过熟悉这些标准,您可以选择能够达到最佳加工效果的机床。一些制造商会提高技术,开发自己的专用工具来面对市场竞争。当操作人员熟悉可用的刀具选择时,他们可以调整其机床参数以实现高精度加工。
影响加工精度的因素
- 为了保持生产质量,需要维护许多参数。加工工具的误差可能导致工件质量下降。主轴旋转误差、导轨误差和传动链误差是由于安装不当或机床长期磨损而可能发生的问题。这些都将影响被加工工件的制造效率和精度。
- 机床的外力:当一个力作用在一个物体上时,这个物体会产生一个抵抗变形的力,这个力叫做刚性。要实现高精度加工,机床的刚度是非常重要的。机床刚度越大,动态精度越高。机床本身的刚度以及工件的刚度都需要考虑。机床的刚度主要取决于其材料、截面形状、尺寸等,而工件材料的刚度则取决于其几何尺寸、硬度、加工方法和表面粗糙度。
- 热变形:物体随着温度的变化而膨胀,受热的变化程度因材料的不同而不同。因此,要注意加工过程中温度的变化,了解机床与工件的工作时间与温度的关系。
- 切削液的使用:切削液对机床很重要。可以对工件和刀具提供有效的保护,减少刀具磨损,提高工件的加工精度。
- 速度的影响:一般情况下,切削速度越高,效率越高,但会受到工件硬度、塑性、含碳量、刀具硬度、几何性能等因素的限制。因此,速度应根据刀具和工件材料进行调整,以保证加工精度。
铣床加工:
铣床加工是使用附在转轴上的某种切削工具对工件进行的任何工序。该刀具间歇地接触并切割工件,将工件表面加工成平面或曲面。还可以进行其他各种操作,如钻孔和开槽。铣床根据刀具主轴方向可分为卧式和立式。有一种机器叫做龙门式铣床,它的结构横跨在一个水平的长床上,可以同时使用多个刀具。
- 通用铣床:通用铣床是由操作者手动操作的铣床。在移动刀具与工件的相对位置时,操作人员需要判断并设定刀具的位置、进给、速度、切削量等加工条件。精细高质量的成品可以手工完成。
- 数控铣削:数控铣削是一种利用计算机控制加工条件的加工过程。机器内置电脑,使用3D CAD/CAM软件自动执行CNC控制操作。它们节省劳力,可用于复杂形状的加工。
- 加工中心:加工中心是指具有CNC控制的机床。它是一种多轴复合机床,可以在多个主轴上安装不同的工具。加工中心使同时进行不同类型的切削、钻孔或表面加工成为可能。通过将直线运动与旋转运动相结合,加工中心可以完成更复杂形状的加工。
- 数控齿轮加工机:利用内置计算机的数控齿轮加工机,可以加工制造各种形状和尺寸的齿轮,如用于钟表和汽车的齿轮。
车床加工:
车床加工是在工件转动时对其外围进行的一种加工过程。工件可以加工成圆形或锥形,螺纹和凹槽也可以切割成工件。
- 一般车床:这是一种车床,操作人员手动进给和更换工具。车床使用一种称为夹头的夹具来固定工件,因为它是高速旋转它的加工。非常紧凑的台式车床可以用在工作台上来加工非常小的零件。
- 数控车床:车床加工采用计算机控制,即使是初学者也能进行高质量的加工。由于它可以自动替换多个工具,因此也提高了工作效率。数控自动车床可编程加工凸轮等不规则形状。
切割的基本过程:
- 切行动:切割是指使用工具将目标工件的一部分切割掉的动作。切削动作包括从工件上连续刮除条状材料的动作。刀具,如车刀,在工件表面沿直线运动。然后将工件以垂直于切削方向的方向送入机床,重复切削动作。连续重复这个动作在工件上形成一个平面。
- 处理和阻力:由于加工过程中刀具和靶材相互接触,力相互干扰,产生阻力。工作时,必须考虑产生的阻力。当用车刀切削时,电阻会根据工件的材料、切削面积或切削工具的类型等因素而变化。切割面积会影响电阻,必须特别注意被加工区域的大小和形状。在钻孔时,钻头的类型(尖端形状)、扭矩阻力、钻头转速、进给速度和靶材的材料都必须考虑在内。
- 处理和速度:工作效率和质量控制都是重要的问题。机械加工通过提高加工速度来提高效率。但提高速度可能会产生阻力增加、热变形等负面影响。提高加工速度还可能缩短车刀寿命,增加所需的更换刀具的频率,使每个加工单元的成本更高。因此,考虑速度对工具性能和寿命的影响是非常重要的。
- 处理和温度:正如我们前面提到的电阻和速度,当进行加工,如切割,目标和工具之间的接触产生热量。这可能会增加目标内的温度,影响加工精度或刀具耐用性。处理速度越快,产生的热量越多。加工面积越大,摩擦越高,会使温度升高。因此,在进行加工时,密切关注温度变化是很重要的。切削液在加工温度管理中起着重要的作用。它们可以减少靶材和工具之间的磨损,从而减少产生的热量。在过去,大多数切削液是油基切削液,但现在,由于环保意识的提高,水溶性切削油已成为主流。另外,由于加工需要大量的切削液,它们大多会采用循环式装置对使用过的切削液进行过滤再利用。
切削加工注意事项:
由于不同刀具产生的电阻是不同的,在加工过程中必须考虑电阻的影响。可以考虑不同的加工方法来选择最适合的工艺,以提供最佳的效率,提高刀具的耐用性和产品的最佳质量。
转速不当会导致电阻增大、热变形、刀具寿命缩短等问题。加工前根据工作情况调整转速,注意温度变化,充分利用切削液。
在加工速度和加工质量之间取得平衡的关键不只是基于一个单一的因素。正确选择刀具,合理安排工序,改善环境条件,选择高性能切削液,保证高效高质量的加工。智能的刀具搬运和正确的切削过程监控将优化工艺,提高成品质量,降低成本,甚至有助于避免事故的发生。