機加工工藝指的是通過加工機械對工件外形尺寸或性能進行改變的過程,而這個過程需要借助各種各樣的加工設備,接下來就給大家具體介紹一下,機加工中常見的機加工工藝及加工設備有哪些。
一、機械加工工藝是什么
通過加工機械對工件外形尺寸或性能進行改變的過程。
1.1 以加工方式分類
按被加工工件的溫度狀態可分為以下類別:
冷加工:一般在常溫下加工,并且不引起工件的化學或物相變化;冷加工按加工方式的差別可分為切削加工和壓力加工。
熱加工:一般在高于或低于常溫狀態的加工,會引起工件的化學或物相變化;熱加工常見的有熱處理、鍛造、鑄造和焊接。
1.2 以成形方式分類
增材加工方式:鑄造、鍛造、注塑成型、粉末成型、3D打印等
減材加工方式:車、銑、鉆、刨、鏜、磨(平面磨、外圓磨、內圓磨、無心磨)、CNC、放電、線切割(慢走絲、快走絲)、焊接(氬弧焊、電阻焊、摩擦焊)、激光加工(切割、焊接、打標)、蝕刻等。
二、常見機械加工設備
常見的機械加工設備都有:銑床、鉆床、鏜床、磨床、滾齒機床、刨床、火花機、鋸床、線切割、雕刻機、激光切割機、精雕機、數控折彎機等。
1、普通車床
設備簡介
車床主要是用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床,常見的普通車床為CA6140。
常見加工類型
車端面、車外圓、車孔、鉆孔、擴孔、鉸孔、車外/內螺紋、攻內螺紋、切外/內槽、切端面槽、外圓滾花、車錐面、成形車削、同軸靠模車削、仿形車削、曲面車削。
加工精度
車削加工精度一般為IT7~IT8,表面粗糙度為Ra0.8~1.6um。
初車力求在不降低切速的條件下,采用大的切削深度和大進給量以提高車削效率,但加工精度只能達到IT11,表面粗糙度為Ra10~20um。
半精車和精車盡量采用高速而較小的進給量和切削深度,加工精度可達IT10~IT7,表面粗糙度為Ra0.16~10um。
在高精度車床上用精細修研的金剛石車刀高速精車有色金屬件,可使加工精度IT5~IT7
表面粗糙度為Ra0.01~0.04um,這種車削成為“鏡面車削”。
加工材料
碳鋼、黃銅、不銹鋼、合金鋼、鋁合金、鋅合金、POM、塑料、亞克力、PE-UHWM(超高分子量聚乙烯)等。
2、數控車床(CNC)
設備簡介
數控車床、車削中心,是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔,機床就具有廣泛的加工工藝性能,可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜工件,具有直線插補、圓弧插補各種補償功能,并在復雜零件的批量生產中發揮了良好的經濟效果。
數控車床采用數字化信號通過可編程的自動控制工作方式,實現對設備運行及其加工過程產生的位置、角度、速度、力等信號進行控制;即按照事先編制好的加工程序,自動地對被加工零件進行加工。
設備特點
加工精度高,具有穩定的加工質量;
可進行多坐標聯動,能加工形狀復雜的零件;
加工零件改變時,一般只需要更改數控程序,可提高工作效率;
機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量,生產率高;
機床自動化程度高,可減輕勞動強度;
性能高、噪音低。
加工類型
在加工類型方面,數控車床與普通車床相比較,除了能夠自動車削加工以外,還能加工普通車床無法完成的多頭螺紋,變螺距螺紋,不規則弧線等。
加工精度
車削加工精度最高可達到IT6,表面粗糙度最高可達到Ral.6um。
加工材料
碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅、賽鋼、PEEK、ABS等。
3、普通銑床
設備簡介
銑床主要是用銑刀對工件多種表面進行加工的機床,通常銑刀以旋轉運動為主運動,工件和銑刀的移動為進給運動。
設備特點
采用多刃刀具加工,刀刃輪替切削,刀具冷卻效果好,耐用度高;
生產效率高,加工范圍廣;
加工精度高;
加工得用較低,減少加工成本。
加工類型
銑床能銑削平面(水平面、垂直面)、溝槽(鍵槽、T型槽)、輪齒(齒輪、花鍵軸、鏈輪)、螺紋和花鍵軸外,還能加工比較復雜的型面。
加工精度
銑削的加工精度一般可達IT7~IT8,表面粗糙度為Ral.6~6.3um。
粗銑時的加工精度IT11~IT13,表面粗糙度Ra5~20um;
半精銑時的加工精度IT8~IT11,表面粗糙度Ra2.5~10um;
精銑時的加工精度IT6~IT8,表面粗糙度Ra0.63~5um。
加工材料
碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅、賽鋼、PEEK、POM、鐵氟龍、電木等。
4、數控銑床(CNC)
設備簡介
數控銑床又稱CNC(Computer Numerical Control)銑床;即利用數字化信息對機械運動及加工過程進行控制的過程。
設備特點
零件加工的適應性強、靈活性好,能加工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件,如模具類零件、殼體類零件等;
能加工普通機床無法加工或很難加工的零件,如用數學模型描述的復雜曲線零件以及三維空間曲面類零件;
能加工一次裝夾定位后,需進行多道工序加工的零件;
加工精度高、加工質量穩定可靠;
生產效率高,生產自動化程度高,可以減輕操作者的勞動強度,有利于生產管理自動化。
加工類型
帶平面輪廓的平面類零件、帶斜平面的平面類零件、帶正臺和斜筋平板類零件、變斜角類零件、曲面類零件、立體類零件等。
加工精度
CNC銑削中的銑削加工精度一般可達IT6-IT8,表面粗糙度為Ra0.6-5um。
直線運動坐標的定位精度為0.04,重復定位精度為0.025mm,銑圓精度
0.035mm。
超精密的加工目前尺寸和位置精度為0.01~0.3um,形狀和輪廓精度為0.003~0.1um,表面粗糙度鋼件Ra≤0.05um、銅件Ra≤0.01um。
加工材料
碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅、S136、SKD11、賽鋼、PEEK、POM、鐵氟龍、電木等。
5、鉆床
設備簡介
搖臂鉆床:是一種搖臂可繞立柱回轉和升降,通常主軸箱在搖臂上作水平移動的鉆床,指主要用鉆頭在工件上加工孔的機床,通常鉆頭旋轉為主運動,鉆頭軸向移動為進給運動。
臺式鉆床:臺式鉆床簡稱臺鉆,是指可安放在作業臺上,主軸豎直布置的小型鉆床。臺式鉆床鉆孔直徑一般在13mm以下,一般不超過25mm。其主軸變速一般通過改變三角帶在塔型帶輪上的位置來實現,主軸進給靠手動操作。
設備特點
鉆床是具有廣泛用途的通用性機床;
操作簡單、工件固定不動,刀具做旋轉運動,并沿主軸方向進給,操作可以是手動,也可以是機動。
臺式鉆床,馬力小、剛性好、操作方便,易于維護。
加工類型
鉆孔、擴孔、鉸孔、銘孔(沉頭孔)、銘平面、攻螺紋等。
加工精度
鉆削是孔加工的一種基本方法,鉆孔經常在鉆床和車床上進行,也可以在鏜床或銑床上進行。鉆削的加工精度較低,一般只能達到IT10,表面粗糙度一般為12.5~6.3um,在鉆削后常常采用擴孔和鉸孔來進行半精加工和精加工。
加工材料
碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅、賽鋼、PEEK、POM、電木等。
6、磨床
設備簡介
磨床是用磨具和磨料(如砂輪、沙袋、油石、研磨劑等)對工件表面進行磨削加工的一種機床,它可以加工各種表面,如平面、內外圓柱面、圓錐面和螺旋面等。通過磨削加工,使工件的形狀及表面的精度、光潔度達到預期的要求;同時,它還可以進行切斷加工。常用的磨床有手搖式磨床、平面磨床(精磨)、外圓磨床。
設備特點
能加工硬度較高的材料,如淬硬鋼、硬質合金等;
能加工脆性材料,如玻璃、花崗石;
磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削,也能進行高效率的磨削,如強力磨削等。
加工類型
磨削圓柱形表面、磨削圓錐形外表面、磨削內孔、磨削軸肩、磨削端平面、磨削圓角等。
加工精度
普通磨床的磨削精度:
鋼板三160x160mm,平面度0.008mm~0.004mm,粗糙度Ra0.8um;
鋼板≤250x250mm,平面度0.025mm~0.01mm,粗糙度Ra0.8um;
鋼板630~1000,平面度0.08mm~0.05mm,參考公差等級IT5~IT7,表面粗糙度Ra0.16~1.25um。
精密數控磨床的磨削精度:
鋼板0~500mm,平面度0.004mm,粗糙度Ra0.2um。精密比較高的磨削加工所采用的磨具是油石,但是只能磨削掉幾個微米的量。
外圓磨床的磨削精度:
普通外圓磨床,圓度在3um,粗糙度Ra0.4um;高精度外圓磨床,圓度可達0.1um,粗糙度Ra0.01um。
加工材料
碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅、合金鋼、玻璃、花崗石等。
7、滾齒機
設備簡介
在金屬切削機床中,用來加工齒輪或渦輪輪齒的機床稱為滾齒機床。目前使用較為廣泛的滾齒機床為數控滾齒機床。
數控滾齒機適用于成批、小批及單件生產加工圓柱齒輪和蝸輪,及一定參數的鼓形齒輪也可用花鍵滾刀連續分度滾切長度小于300的6齒及6齒以上的短花鍵軸。且用鏈輪滾刀可以滾切鏈輪。加工圓柱齒輪時可采用逆銑和順銑滾切,采用軸向進給(垂直進給)的方法加工出全齒寬。數控滾齒機滾切普通蝸輪是采用徑向進給的方法進行加工。數控滾齒機加工花鍵軸及鏈輪時機床的調整及加工方法與加工圓柱直齒輪時一樣。
設備特點
應用場合廣,加工類型多;
加工精度高、效率高。
加工類型
小批及單件生產圓柱斜齒輪和蝸輪,還可滾切一定參數范圍的花鍵軸.
調整方便,具有自動停車機構
具有可靠的安全裝置以及自動潤滑滾齒機是齒輪加工機床中應用最廣泛的一種機床,在滾齒機上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪,還可加工蝸輪、鏈輪等。
加工精度
加工精度可達到4~5級,GB10095-88。
加工材料
碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅、合金鋼等。
8、刨床
設備簡介
用創刀對工件的平面、溝槽或成形表面進行創削的機床。
設備特點
通用性好,結構簡單,可進行往復運動。
加工類型
水平面、垂直面、斜面、曲面、溝槽、燕尾形工件等。
加工精度
加工精度可達IT8~IT7,加工的表面粗糙度Ra為1.6~6.3um。
加工材料
碳鋼、不銹鋼、鋁合金、黃銅、合金鋼等。
9、電火花機
設備簡介
電火花機,簡稱EDM,全稱Electrical Discharge Machining一種機械加工設備,主要用于電火花機加工。廣泛應用在各種金屬模具、機械設備的制造中。
電火花機是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產生的電蝕作用蝕除導電材料的特種加工方法,又稱放電加工或電蝕加工,英文簡稱EDM。
電火花加工特點
適用材料范圍廣;
適用加工特殊及復雜形狀的零件;
可以在同一臺機床上連續進行粗、半精及精加工;
直接利用電能進行加工,便于實現自動化;
只能加工金屬能導電材料;
加工速度緩慢、加工成本高。
加工精度
電火花穿孔成形加工方法是基于電腐蝕的原理上研究設計的,它能加工形狀較復雜、材料較硬的的工件。采用穿孔成形加工方法,其表面粗糙值可控制在0.63~2.5um。對于不同的加工材料,電極所選用的材料也是各不相同的,在工過程中,在電極會消耗部分能量,這樣會導致電極的損耗。實際電火花加工過加程中,還有許多因素要控制,如電極周圍的磁場能、熱能等,由于這些干擾因素的存在,直接導致了工件的加工精度要求。
一般來說,最小放電間距為0.50mm,拐角可達RO.05~R0.07mm,放電深度(30士0.02)mm,放電精度通常為士0.01mm,表面粗糙度Ra0.8um。
加工材料
硬質合金、淬火鋼、石墨、鋁合金、鈦合金、金剛石、結構鋼、電極等導電材料,但已有技術可以加工陶瓷材料。
10、線切割
設備簡介
線切割機床是一種電加工機床,靠鉬絲通過電腐蝕切割金屬(特別是硬材料、
形狀復雜零件)線切割機床工作原理是利用連續移動的細金屬絲(稱為電極絲,一般是鉬絲或銅絲,常用規格0.12、0.14、0.16、0.18、0.20)作電極,對工件進行脈沖火花放電切割成行。(脈沖火花放電瞬間溫度可以達到7000℃或更高,高溫使被切削金屬瞬間汽化,生成金屬氧化物,融于切削液中)
線切割加工特點
工件必須是導電材料
材料的去除是靠放電時的電能作用來實現的
加工的材料可以選用高硬度的材料
加工對象主要是平面形狀,當機床上加上能使電極絲作相應傾斜運動的
功能后,也可以加工錐面。但是不能加工盲孔
自動化程度高、操作方便,易于實現自動化
不需要制造成形電極
加工類型
平面類零件、臺階類零件、曲面類零件、軸類零件等
線切割以黃銅為切割絲精度為±0.02m,加工速度為5m/min。拐角處有切
割絲半徑R角(如果是放電,拐角半徑約為R0.1~RO.2mm)。常用的銅絲或鉬
絲有很多種規格,其中
Φ0.20mm絲:正常情況加工,最小可加工槽寬0.25mm,最小內拐角半徑在
R0.11~R0.13mm。
Φ0.15mm絲:正常情況加工,最小可加工槽寬0.20m,最小內拐角半徑在
R0.08~R0.1mm。
Φ0.10mm絲:正常情況加工,最小可加工槽寬0.15mm,工件最大厚度25m,
最小內拐角半徑在R0.06~R0.08mm
使用線徑越小,加工中越容易斷,效率越低,φ0.1mm絲耗時約為Φ0.2mm
的四倍,為φ0.15m絲的2倍。工件越厚加工的內拐角越大,油加工內拐角偏
小(絕緣介質分類:純水和煤油),約0.02m,用于加工模具沖子或需φ0.10mm
銅絲的場合。
線切割角度最大可達45°,厚度最大80mm,精度可達±0.002m。若是水介
質,會產生氧化層附著于工件表面,單邊厚度3μm,模仁零件在使用過程中氧
化層脫落后會造成尺寸變化,會產生0.05m左右的誤差。油加工精度高,質量好,可加工一切導電物,但成本也高。
加工材料
可以加工硬質合金、淬火鋼、石墨、鋁合金、鈦合金、金剛石、結構鋼、電極等導電材料
注意事項
經陽極氧化表面處理后鋁合金的的表面陽極氧化層為三氧化二鋁,不導電,所以不能線切割。
采用線切割進行貴金屬下料。線切割加工用的電極絲尺寸遠小于切削刀具尺寸(細的電極絲可達到0.006m),用它切割貴金屬,可節約很多切縫消耗。
11、雕刻
設備簡介
雕刻機從加工原理上講是一種鉆銑組合加工。
按雕刻方式不同可分為激光雕刻和機械雕刻兩大類。
激光雕刻:主要應用于機械行業,是利用數控技術為基礎,激光為加工媒介,加工材料在激光雕刻照射下瞬間的熔化和氣化的物理變性,能使激光雕刻達到加工的目的;
機械雕刻:又名為數控雕刻機,主要應用于木工、廣告、工藝禮品等
設備特點
激光雕刻機
與材料表面無接觸,不受機械運動影響;
加工不受材料的彈性、柔韌影響;
加工精度高,速度快,應用領域廣泛
機械雕刻機
加工精度高
運行平穩,不受材料形狀所影響
加工精度
激光雕刻機:加工精度為0.05mm。
機械雕刻機:加工精度為0.05m。
加工材料
雙色板、有杋玻璃、亞克力、橡膠板、塑料、紙板、皮革、布料、大理石、瓷磚等脆性材料。
12、激光切割機
設備簡介
激光切割是將從激光器發射出的激光,經光路系統,聚焦成高功率密度的激
光束。激光束照射到工件表面,使工件達到熔點或沸點,同時與光束同軸的高壓
氣體將熔化或氣化金屬吹走。隨著光束與工件相對位置的移動,最終使材料形成切縫,從而達到切割的目的。
設備特點
精度高,切割快速;
不局限于切割圖案限制,自動排版節省材料
切口平滑,加工成本低等;
在工作中不會對工作表面造成劃傷;
激光切割速度快,切口光滑平整。
加工類型
平面類零件、曲面類零件、圓類零件、異型類零件等。
加工精度
最佳切割精度為±0.02mm,切口粗糙度Ra<6.5μm。
加工材料
可以加工碳鋼、不銹鋼、合金鋼、銅、鋁、鍍鋅板等材料。
13、精雕機
設備簡介
精雕機( CNC engraving and milling machine)它是數控機床的一種,可以
精確實現多種加工方式。
設備特點
采用全閉環控制技術;
具有0.1μ進給和1μ切削能力,刀具磨損小;
采用軟件模擬加工過程,優化工藝要素,提升了工藝過程的安全性;
加工尺寸準確度較高;
切削能力強,具有銑、磨、鉆、鏜、攻、拋等復合加工能力
高光加工效果猶如鏡面,加工速度快
加工類型
曲面類零件、平面類零件、圓柱類零件、異型類零件、復雜型腔等。
加工精度
加工精度為0.002m,表面粗糙度Ra<0.015μm。
加工材料
有有機玻璃、樹脂、木頭、銅、鋁、鈦合金、電極、淬火鋼、硬質合金鋼、陶瓷等。
14、折彎機
設備簡介
折彎機是一種能夠對薄板進行折彎的機器,結構主要包括支架、工作臺和夾緊板
設備特點
采用全鋼焊結構,強度和剛性較高;
液壓驅動,設備運行較平穩
采用機械檔塊結構,穩定可靠
滑塊行程機動快速調,手動微調,計數器顯示;
斜楔式的撓度補償機構,以保證獲得較高的折彎精度。
加工類型
折彎鈑金件,電控柜外盒零件等
加工精度
折彎精度為0.3mm,平行度最高為0.04,垂直度最高可達到0.2
加工材料
鋼、銅、不銹鋼、鋁合金等
15、鋸床
設備簡介
用于鋸切各種金屬材料的機床。常用鋸床有三種:圓鋸床、帶鋸床、弓鋸床
設備特點
速度快,效率高;
工件幾何精度高;
操作維修方便;
性能可靠,節能,節材。
加工類型
圓柱形零件、平面類零件、臺階類零件、曲面類零件等。
加工精度
鋸切無毛刺,垂直度可達0.1mm,表面粗糙度Ra為3.2~1.6μm
加工材料
可完成鋼材、鋁材、石墨、電極、塑料等材料的下料工序。