机械加工是一种制造工艺,通过控制去除材料来创造出所需的形状或零件,通常是从一块较大的原材料中切割出金属。这是一种减材制造方法,与累积制造(如3D打印)相对而行。加工主要用于金属产品的生产,但也可用于木材、塑料、陶瓷及复合材料等其他材料。
许多现代的加工技术依赖于电脑数控(CNC)系统,这使得机械加工的精度和效率达到了前所未有的水平。
19世纪以来,随着技术的发展,对“加工”一词的准确定义已经发生了变化。在18世纪,机械师的工作主要由手工完成,包括木材雕刻及金属锻造等。随着机械工具的演变,“加工”这一词已经包含了许多传统加工工艺,如车削、钻孔、铣削等。进入20世纪后,许多新技术随之而来,例如电火花加工和超声波加工,这些新技术如今被称为非传统加工。
加工过程可分为传统加工与非传统加工,在每种操作中,切割工具的形状、相对运动和渗透材料的程度共同影响加工表面的形状与质量。
切割工具通常由比工件材料更坚硬的材料制成,并且具有一个或多个锋利的切削边缘。这些工具的设计至关重要,因为切割边缘的良好几何形状和加工角度将影响到加工的有效性和最终的零件质量。
在传统的圆形加工操作中,例如车削,工作件被旋转,非旋转的切割工具将其进行切割。钻孔操作中,旋转的钻头进入工件以产生孔。在各种平面形状加工中,铣削和磨削等方法被用来雕刻出精确的形状。
非传统加工技术如水刀切割和电火花加工。它们使用非常不同的原理来去除材料,允许在一些特殊情况下进行更复杂的切割形式。例如,水刀技术利用高压水流和磨料进行切割,适合于创造精细且复杂的形状。
切削速度、进给速率以及切削深度被称为切削条件,这些是确保加工成功的关键因素。
在加工过程中,维持适当的切削条件不仅决定了材料去除的效率,还影响到加工件的表面光洁度和精度。切削条件不当可能导致工件表面出现毛刺或不均匀的光滑度。
精确的切割工具的选择对于实现完美的金属零件至关重要。工程师和机械师必须考虑工具的材质、几何形状以及适合的工作速度。这些因素共同决定了加工的最终效果。
随着增材制造的进步,传统加工技术和增材制造技术之间的界限逐渐模糊。两者之间的互补性使得制造工艺愈加多样化,并为许多行业提供了新的可能性。
究竟,对于追求完美的金属零件来说,我们是否能找到更加创新的方法来提升传统加工技术的效果呢?