在复杂的制造领域，实现部件精度取决于选择正确的工艺。本指南涵盖 三种主要加工工艺 (切割、研磨和精加工以及非传统），详细说明 十项核心技术 工程师用它来塑造材料。
切割工艺
切削加工是机械加工的最大组成部分，依赖于 锋利的切割工具 这些方法包括铣、车、钻和镗。这些方法包括铣削、车削、钻孔和镗孔，对于创建零件的基本几何形状和实现以下目标至关重要 大容量、高效率整形.
1.铣削
铣削 是最通用、最灵活的工艺之一。它使用多齿旋转铣刀，同时工件或铣刀沿多轴（3 轴或 5 轴）移动，以精确成型零件。这种方法能够处理复杂的几何形状，因此成为从模具制造到航空航天部件生产的首选。
- 主要特点: 高多轴能力适用于平面、轮廓、槽和空腔等复杂几何形状。
- 主要应用:制造模具、复杂的机械支架和航空航天部件。
- 工作步骤:
- 部件夹紧:将工件牢固地固定在工作台上，以确保刚性。
- 路径编程:定义刀具轨迹并设置切削参数（进给和速度）。
- 高速切割:铣刀高速旋转，通过多轴运动去除材料。
- 芯片管理:持续清除切屑，使用冷却液控制热膨胀。
2.转向
转弯 是一种基础切削工艺，用于制造具有旋转对称性的零件。工件高速旋转的同时，单点切削刀具沿轴线或径向移动，以去除工件外表面或内表面的材料。
- 主要特点: 高效处理革命部件主要形成外部和内部的圆柱形特征。
- 主要应用:制造轴、螺纹、销和圆盘。
- 工作步骤:
- 工件安装:将圆形工件固定在卡盘上，以便高速旋转。
- 对刀和进给:固定刀具径向或轴向移动，进给速度可精确设定。
- 粗加工/精加工:进行高材料去除率的粗加工，然后进行精确的精加工。
- 离别:零件成型后，从原材料库存中切割出来。
3.钻孔
钻孔 是一种高效的孔加工方法，用于创建或扩大圆柱形孔。它使用的钻头可旋转并沿轴向插入工件，通常用于为后续装配提供位置。
- 主要特点: 高效率 用于开通孔或安装孔；功能相对单一。
- 主要应用:为螺钉、销钉或通道创建安装孔。
- 工作步骤:
- 居中:使用中心钻精确定位入孔点。. 钻头进给:主钻头旋转并轴向切入工件。
- 佩克钻井:对于深孔，使用间歇式取土 (啄钻) 以实现有效的排屑和冷却。
- 孔验证:测量孔的直径和位置，以确保准确性。
4.钻孔
无聊 是一种精加工工艺，旨在扩大、细化和修正现有孔的尺寸、圆度或同心度。它使用单点或多点镗杆来实现孔的最终高精度几何要求。
- 主要特点: 高精度主要用于校正孔的几何精度、同轴度和表面粗糙度，以满足严格的公差要求。
- 主要应用:加工发动机汽缸孔和轴承座。
- 工作步骤:
- 粗加工津贴:确保孔已经粗加工，并留有少量精加工余量。
- 镗杆调节:将镗杆直径精确到微米级公差。
- 低进料精加工:刚性镗杆以较低的进给速度沿孔壁进行精细切割。
- 维度验证:使用精密量具（如气压量具）确认最终的孔尺寸和形状。
研磨和精加工工艺
研磨和精加工工艺通过以下作用以极小的增量去除材料 磨粒.这些方法通常采用初始切割法，目的是最大限度地提高切割效率。 表面光洁度、尺寸精度和几何精度-它们是满足最严格公差要求的关键。
5.磨削
磨削是一种高精度的精加工方法，尤其适用于硬质材料。它使用由磨粒制成的高速旋转砂轮，通过微切削和摩擦去除材料，从而获得极高的表面光洁度和尺寸精度。
- 主要特点:适用于 极硬材料 (例如淬火钢），实现卓越的 表面光洁度和尺寸精度.
- 主要应用:轴、精密工具边缘和轴承滚道上的精加工轴颈。
- 工作步骤:
- 车轮选择与平衡:选择适当的 磨料类型、粒度和粘结力 材料，并平衡车轮。
- 车轮修整:定期 修整轮面 使新的锋利磨粒暴露出来。
- 高速接触:砂轮高速旋转，与工件接触，以最小的进料量去除材料。
- 持续冷却:使用丰富 冷却液 以控制热损伤，防止烧焦或微裂。
6.珩磨
珩磨是一种超精加工工艺，主要应用于孔的内表面。它使用珩磨头和磨石对孔壁进行缓慢的往复切削，通过去除微小缺陷来改善圆度和表面纹理。
- 主要特点:一种 超精加工主要用于 改善孔的圆度和表面质感.
- 主要应用:加工气缸套和液压阀孔。
- 工作步骤:
- 珩磨头设置:将装有磨石的珩磨头插入预先加工好的孔中。
- 压力和润滑:在泵入专用珩磨油的同时，珩磨石在受控压力下膨胀。
- 复合运动:珩磨头进行缓慢的旋转和轴向往复运动。
- 十字交叉图案:精确控制转速比，形成最佳转速 交叉阴影线 壁上，以保持润滑。
7.研磨
研磨是另一种超级精加工工艺，用于获得极高的表面平整度和光洁度。它利用研磨工具（研磨板）和研磨浆，通过自由研磨去除微量材料。
- 主要特点:达到极高的 表面平整度和光洁度在此过程中，去除的材料极少。
- 主要应用:抛光光学表面、阀门密封面和量块表面。
- 工作步骤:
- 泥浆制备:将超细磨料颗粒与液体混合，形成研磨浆。
- 泥浆应用:在搭接板表面均匀涂抹碾压浆。
- 自由磨损:工件在搭接板表面随机移动，以确保非固定、非重复的相对运动。
- 最后清洁:彻底清洁工件，清除所有残留磨粒。
非传统流程
特殊和非传统工艺并不依赖于传统的切割力。相反，它们使用专门的物理效应，例如 电能、光能或化学能 以去除材料。它们主要用于加工 超硬或脆性材料或创建 复杂的微结构 传统方法无法处理的问题。
8.放电加工（EDM）
EDM 是一种利用电能而非机械力去除材料的非接触式工艺。它适用于任何导电材料，尤其擅长加工高硬度材料和复杂型腔。
- 主要特点: 非接触式工艺适用于所有导电材料，擅长机加工 高硬度材料 和 窅.
- 主要应用:制造精密模具和复杂的内部特征。
- 工作步骤:
- 电极制造:创建所需的 铜电极或石墨电极 作为工具。
- 介质浸入:将工件和电极浸泡在 绝缘介电流体.
- 脉冲放电:在电极和工件之间施加高频脉冲电压，产生熔化或蒸发材料的火花。
- 法拉盛:介电流体不断循环，以冲走侵蚀材料（熔渣）并冷却间隙。
9.激光束加工（LBM）
LBM 是一种使用高能光束去除材料的非接触式工艺。聚焦光束利用热能熔化和汽化工件，适用于各种材料的精确切割和微孔钻孔。
- 主要特点: 非接触式热影响区小，适用于各种材料，擅长于 切割薄板和钻微孔.
- 主要应用: 精度 打标、薄板切割和钻超细孔。
- 工作步骤:
- 光束聚焦:高能激光通过光学系统聚焦到极小的光斑上。
- 数控定位:计算机控制光束或平台沿编程路径移动。
- 材料清除:聚焦光束可瞬间蒸发或熔化材料。
- 辅助气体:喷射辅助气体（如氮气或氧气），吹走熔融材料，确保切割干净。
10.超声波加工（USM）
USM 是一种独特的非传统工艺，主要用于脆性材料。它使用超声波频率振动的工具头驱动磨料浆，高速冲击工件以去除材料。
- 主要特点:适用于 脆性材料 如玻璃、陶瓷和硬质合金。
- 主要应用:在脆性材料上创建微结构和钻非圆形孔。
- 工作步骤:
- 刀头设置:将符合所需特征形状的工具头安装到传感器上。
- 泥浆泵:泵 研磨浆 进入工具头和工件之间的间隙。
- 超声波振动:工具头以超声波频率（通常为 15-30 kHz）振动。
- 磨料冲击:振动工具带动磨料颗粒冲击工件表面，在微观层面实现材料去除。
三个流程类别之间的主要区别
在了解了十种技术各自的独特原理和应用之后，我们有必要了解三大类技术--切割技术、研磨技术和非传统技术--的比较情况。 了解这些基本 差异 对于工程师和设计师来说，正确地 成本、速度和精度之间的权衡 在初始设计阶段。下表总结了它们的核心区别。
| 类别 | 核心原则 | 典型加工速度 | 精度和表面光洁度 | 适用材料范围 |
| 切割 (铣、车、钻、镗） | 机械剪切 (使用锋利工具） | 高（适合快速、大量清除材料） | 中到高（用于粗加工和中等公差要求的场合） | 大多数金属、合金和塑料 |
| 研磨和精加工 (磨削、磨练、研磨） | 微磨料切割/摩擦 (使用粘结或松散砂粒） | 低（材料去除量最小，耗时长） | 极高（用于最高公差和表面粗糙度等级） | 极硬材料（如淬火钢、碳化物） |
| 非传统 (教育部门、劳工局、气象局） | 能量清除 (电气、光学、机械振动） | 中到高（因工艺和材料而异） | 中至高（可加工复杂形状；表面处理可能需要额外工作） | 超硬、高熔点、导电或脆性材料 |
结论
现代机械加工是一个由多种工艺组成的精密系统。从 剪报 快速成型，以 磨料精加工 超高精度，以及 非传统 对于具有挑战性的材料和微结构，每种技术都具有不可替代的价值。了解 原则和工作步骤 是优化设计、控制成本和保证最终产品性能的关键。选择正确的工艺组合可以最大限度地提高效率，同时满足所有设计规范。
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