打好加工基础可以提高加工精度

什么是机械加工?

机械加工是指使用某种工具从工件上去除材料以使材料具有所需形状的过程。加工可分为两大类:铣削和车削。铣削是将工件固定在一个固定的位置上，然后移动工具从工件上去除材料的过程。车削是工件旋转的地方，刀具在旋转时保持一个固定的位置来切割工件。

一些切削工序，如车削、钻孔、拉削等，将使用单刃刀具，而其他工序，如切削、磨削、抛光等，往往使用多刃刀具。各种类型的磨具用于磨削加工。通过选择最合适的工具进行所需的加工，可以制造出高精度和低表面粗糙度的各种产品，适用于各种应用。

在加工过程中，可以调节工件的温度以在工件上获得所需的效果。当加工在室温下进行时，称为冷加工。热加工是在高于环境温度的温度下进行的工作。这通常是在需要某种形式的化学反应以改变工件材料的性能时进行的，例如为了使工件硬化。

机床:

机床有许多设计和生产，以满足各种规格。目前许多机床都是数字化的，以满足根据国际标准设定的规格。通过熟悉这些标准，您可以选择将达到最佳效果的机床，以满足您的加工需求。一些制造商将改进技术，开发自己的专业工具，以面对市场竞争。当操作员熟悉可用的工具选项时，他们可以调整机器参数以实现高精度加工。

影响加工精度的因素

1. 为了保持生产质量，需要保持许多参数。工件的质量受损可能是由于加工工具的错误造成的。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磨损造成的问题。这些都会影响被加工工件的制造效率和精度。
2. 机床的外力:当一个力加在一个物体上时，该物体会产生一个抵抗变形的力，这种力称为刚性。为了进行高精度加工，机床的刚度是很重要的。机床刚性越强，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。机床的刚性将主要取决于其材料、横截面形状、尺寸等，而工件材料的刚性，将取决于其几何尺寸、硬度、加工方法、表面粗糙度等。
3. 热变形:物体会随着温度的变化而膨胀，受热变化的程度随材质的不同而不同。因此，有必要注意加工过程中温度的变化，了解机床和工件的操作时间与温度的关系。
4. 切削液的使用:切削液对机床很重要。它可以为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。
5. 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，应根据刀具和工件材料调整速度，以保证加工精度。

铣床加工:

铣床加工是使用连接在转轴上的某种形式的切削工具在工件上执行的任何程序。刀具间歇地与工件接触、切割，将工件的加工表面加工成平面或曲面。其他各种操作可以执行，如钻孔和开槽。铣床按刀具主轴方向可分为卧式和立式两种。一种被称为龙门式铣床的机器具有横跨水平长床的结构，可以同时使用多个刀具进行加工。

• 通用铣床:通用铣床是由操作人员手动操作的铣床。在移动刀具与工件的相对位置时，操作者需要对刀具的位置、进给、速度、切削量等加工条件进行判断和设置。精细、高品质的成品可手工完成。
• 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。机器内置的计算机使用3D CAD/CAM软件自动执行CNC控制操作。它们节省劳动力，可用于复杂形状的加工。
• 加工中心:加工中心是指采用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刀具。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:使用内置计算机的数控齿轮加工机，可以加工和制造各种形状和尺寸的齿轮，例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在其外缘上进行的工序。工件可以加工成圆形或锥形，也可以在工件上切割螺纹和凹槽。

• 一般车床:这是一种由操作员手动进给和更换刀具的车床。车床使用一种称为夹头的夹具，当工件高速旋转以进行加工时，夹住工件。非常紧凑的台式车床可以用在工作台上加工非常小的零件。
• 数控车床:车床加工采用计算机控制，即使是初学者也可以进行高质量的加工。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不规则形状，如凸轮。

切割的基本过程:

• 切行动:切削是指用刀具切掉目标工件的一部分的动作。切割动作包括连续地从工件上刮掉材料条的动作。刀具，如车削刀具，在工件表面作直线运动。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。这个动作的连续重复在工件上形成一个平面。
• 加工及阻力:由于加工过程中刀具与靶材相互接触，力相互干扰，产生阻力。工作时，必须考虑产生的电阻。当用车削刀具切削时，阻力会根据工件的材料、切削面积或刀具的类型等因素而变化。切割面积会影响阻力，必须特别注意被加工区域的大小和形状。钻孔时，必须考虑钻头的类型(刀尖形状)、抗扭矩、钻头转速、进给速率和目标的材料。
• 加工和速度:工作效率和质量控制是重要的问题。机械加工通过提高加工速度来提高效率。但增加速度可能会产生负面影响，如阻力增加，热变形等。提高加工速度也可能缩短车刀的寿命，增加所需换刀的频率，使每加工单位的成本更高。因此，考虑速度如何影响工具的性能和寿命是非常重要的。
• 加工及温度:正如我们前面在阻力和速度中提到的，在进行切削等加工时，目标和工具之间的接触会产生热量。这可能会增加目标内部的温度，影响加工精度或刀具耐用性。加工速度越快，产生的热量就越多。加工面积越大，摩擦越高，会使温度升高。因此，在进行机械加工时，重要的是要注意温度的变化。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刀具之间的磨损，从而减少产生的热量。在过去，大多数切削液是油基的，但现在，由于环保意识的提高，水溶性切削油已成为主流。此外，由于机械加工需要大量的切削液，因此大多数都会使用循环式装置过滤使用过的切削液并重新使用。

切削加工注意事项:

由于不同刀具产生的阻力因刀具而异，因此在加工过程中必须考虑阻力的影响。可以考虑不同的加工方法，选择最适合的工艺，以获得最佳的效率，提高刀具耐用性，并获得最佳的产品质量。

转速不当会导致阻力增大、热变形、刀具寿命缩短等问题。加工前，根据作业情况调整转速，注意温度变化，并用好切削液。

在速度和加工质量之间取得平衡的关键不仅仅是基于单一因素。正确选择刀具，安排合理的工序，改善环境条件，选用高性能的切削液，才能保证高效率、高质量的加工。智能刀具处理和对切削过程的适当监控将优化工艺，提高成品质量，降低成本，甚至有助于避免事故。