機械加工是一種製造工藝,通過控制去除材料來創造出所需的形狀或零件,通常是從一塊較大的原材料中切割出金屬。這是一種減材製造方法,與累積製造(如3D打印)相對而行。加工主要用於金屬產品的生產,但也可用於木材、塑料、陶瓷及複合材料等其他材料。
許多現代的加工技術依賴於電腦數控(CNC)系統,這使得機械加工的精度和效率達到了前所未有的水平。
19世紀以來,隨著技術的發展,對“加工”一詞的準確定義已經發生了變化。在18世紀,機械師的工作主要由手工完成,包括木材雕刻及金屬鍛造等。隨著機械工具的演變,“加工”這一詞已經包含了許多傳統加工工藝,如車削、鉆孔、銑削等。進入20世紀後,許多新技術隨之而來,例如電火花加工和超聲波加工,這些新技術如今被稱為非傳統加工。
加工過程可分為傳統加工與非傳統加工,在每種操作中,切割工具的形狀、相對運動和滲透材料的程度共同影響加工表面的形狀與質量。
切割工具通常由比工件材料更堅硬的材料製成,並且具有一個或多個鋒利的切削邊緣。這些工具的設計至關重要,因為切割邊緣的良好幾何形狀和加工角度將影響到加工的有效性和最終的零件質量。
在傳統的圓形加工操作中,例如車削,工作件被旋轉,非旋轉的切割工具將其進行切割。鉆孔操作中,旋轉的鉆頭進入工件以產生孔。在各種平面形狀加工中,銑削和磨削等方法被用來雕刻出精確的形狀。
非傳統加工技術如水刀切割和電火花加工。它們使用非常不同的原理來去除材料,允許在一些特殊情況下進行更複雜的切割形式。例如,水刀技術利用高壓水流和磨料進行切割,適合於創造精細且複雜的形狀。
切削速度、進給速率以及切削深度被稱為切削條件,這些是確保加工成功的關鍵因素。
在加工過程中,維持適當的切削條件不僅決定了材料去除的效率,還影響到加工件的表面光潔度和精度。切削條件不當可能導致工件表面出現毛刺或不均勻的光滑度。
精確的切割工具的選擇對於實現完美的金屬零件至關重要。工程師和機械師必須考慮工具的材質、幾何形狀以及適合的工作速度。這些因素共同決定了加工的最終效果。
隨著增材製造的進步,傳統加工技術和增材製造技術之間的界限逐漸模糊。兩者之間的互補性使得製造工藝愈加多樣化,並為許多行業提供了新的可能性。
究竟,對於追求完美的金屬零件來說,我們是否能找到更加創新的方法來提升傳統加工技術的效果呢?