了解去除加工的種類、機床

發布日期: 2023-09-12

“去除加工”是金屬的代表性加工方法之一。通過去除加工方法加工的金屬在電機產品、烹飪器具、飛機、其他工業用途等各種領域被廣泛使用。這次將介紹“去除加工”。

在機械加工中,“去除加工”是金屬的代表性加工方法之一。

 

 

何謂去除加工?

去除加工是去除金屬材料的不必要的部分來加工成目標形狀的方法。使用刀具、砂輪切削金屬,用電能的熱來熔融金屬進行加工。加工方法中,精度較高、能夠加工復雜的形狀都是其特征。
金屬的加工方法還有“塑性加工”、“鑄造”等。塑性加工是對金屬施加較大的力來變形為目標形狀的方法,鑄造是將熔融了的金屬倒入鑄模進行冷卻固化的方法。這些與去除加工形成對比,稱為“非去除加工”。
去除加工就像是一點點切削木片制作雕刻,而非去除加工就是揉捏粘土制作人偶。木材等只能進行去除加工,但金屬能夠實施去除加工和非去除加工這兩者。
金屬的去除加工有切削加工、磨削加工等下表所示的各種方法,各自使用不同的機械、工具。

去除加工的種類

機械名

使用刀具

切削加工

銑削加工

銑床
加工中心

銑刀
立銑刀

車削加工

車床

車刀

開孔加工

鉆床

鉆頭
鉸刀

磨削加工

平面磨削

平面磨床

砂輪

外圓磨削

外圓磨床

內圓磨削

內圓磨床

磨粒研磨(研磨加工)

珩磨加工

珩磨機

砂輪

超精加工

超精加工機

研磨加工

研磨機

電火花加工

電火花成形加工

電火花成形加工機

電極Master

細孔電火花加工

細孔電火花加工機

線切割加工

線切割機床

電極絲

這些去除加工方法在“去除”金屬的一部分這一點上是相同的,但在“使用什么手段切削(切削用的刀具、能量是什么)”“為什么而切削”這一點上有差別。讓我們著眼于這些差異,詳細研究一下各方法。

 

切削加工

在機械加工中,切削加工是使用刀具切削金屬的方法。

切削加工是使用刀具切削金屬的方法,根據切削方法、所使用的工具等分為銑削加工、車削加工、開孔加工等。
銑削加工是將旋轉的刀具與固定的金屬接觸來切削金屬的方法。刀具使用具有多個刀頭的圓筒狀或者圓盤狀的刀具(銑削)、在外周與底面有刀刃的細長的刀具(立銑刀)。
車削加工是將固定的刀具與旋轉的金屬接觸進行加工的方法。固定的部分(刀具)與旋轉的部分(金屬)與切削加工相反。在車削加工中,使用在長方形端部安裝刀片的刀具(車刀)。
開孔加工是將旋轉的刀具抵在固定的金屬上并在金屬上開孔的方法。使用頂端有刀頭的鉆頭等,切削金屬。還有在用鉆頭開孔后,使用名為鉸刀的工具提高孔的精度的情況。

 

磨削加工

在機械加工中,磨削加工是使用砂輪而非刀具來切削金屬的方法。

磨削加工是使用砂輪而非刀具來切削金屬的方法。將旋轉的砂輪按壓于金屬,一點點切削金屬的表面。根據切削怎樣的表面,有平面磨削、外圓磨削、內圓磨削等種類。與使用刀具的切削加工相比,磨削加工的加工時間較長,但是能夠進行更高精度的加工。還能夠加工難以加工的硬質合金等。

 

磨粒研磨(研磨加工)

在機械加工中,磨粒研磨(研磨加工)與磨削加工相同,是使用砂輪切削金屬的方法。

磨粒研磨(研磨加工)與磨削加工相同,是使用砂輪切削金屬的方法。但是磨粒加工與磨削加工的目的不同。磨削加工是用于“切削來改變形狀”的加工方法,而磨粒研磨的目的在于“研磨調整表面”。磨粒研磨可以說是用于將已經加工完的金屬零件精加工得更加精密的方法。
磨粒研磨有旋轉名為珩磨頭的工具研磨金屬內表面的珩磨加工、將砂輪按壓在旋轉的金屬上的超精加工、將金屬放在名為研磨模的臺上進行研磨的研磨加工等。

 

電火花加工

在機械加工中,電火花加工是用電能的熱熔融金屬進行加工的方法。

電火花加工是用電能的熱熔融金屬進行加工的方法。將想加工的金屬預先放在被稱為加工液的液體中,將與電源連接的電極靠近金屬。當連接電源時,在電極與金屬之間產生電弧放電,電極附近的金屬被熔融。通過改變電極的形狀,能夠將金屬加工成各種形狀。
電火花加工有使用??屉姌O將模具形狀轉移到金屬上的電火花成形加工、使用棒狀的電極在金屬上開孔的細孔電火花加工、使用絲線狀的電極絲切斷金屬的線切割加工等。

 

 

去除加工所使用的機床的種類

如上述那樣,去除加工有各種種類,加工所使用的機械也各不相同。各方法所使用的機械總結如下。

 

切削加工
  • 銑床
    是在旋轉的主軸上安裝刀具(銑削、立銑刀)、用于切削固定的金屬材料的機械。刀具需要手動更換。除了垂直面、水平面等表面的加工外,還能切削孔、凹槽形狀、槽等。
  • 加工中心
    是以銑削加工為代表能夠連續進行開孔、攻螺紋等各種加工的機械。與銑床不同,無需手動更換刀具,能夠24小時無人運行。
  • 車床
    這是將固定的刀具(車刀)與旋轉著的圓柱狀金屬接觸進行切削的機械。工件是旋轉的,因此基本上為圓周上的加工。且能夠在圓柱的側面開設同心圓狀的槽,或者能夠切出螺紋,但無法切出圓柱的長邊方向的槽。
  • 鉆床
    這是一邊旋轉安裝于主軸的鉆頭、鉸刀一邊使之上下運動、在固定的金屬上開孔的機械?;旧鲜莾H加工孔的機械,因此開孔的側面加工以外的面加工都無法進行。

 

磨削加工
  • 平面磨床、外圓磨床、內圓磨床
    磨床是將金屬按壓在旋轉的砂輪上一點點切削金屬的機械。切削金屬平面的機械稱為平面磨床,切削圓筒狀金屬外周的機械稱為外圓磨床,切削圓筒狀金屬內表面的機械稱為內圓磨床。能夠磨削的形狀因機械而異,但無法進行復雜的曲面的磨削。

 

磨粒研磨(研磨加工)
  • 珩磨機
    實施珩磨加工的機械。一邊噴灑大量的磨削油一邊使珩磨頭上下往復運動,研磨金屬的內表面。用于拋光氣缸內部,如氣缸內孔。
  • 超精加工機
    這是一邊使金屬低速旋轉一邊用砂輪研磨其表面的機械。對砂輪施加振動的同時將砂輪按壓在金屬上,研磨金屬表面。能夠進行極高精度的研磨,但僅能加工表面。
  • 研磨機
    這是研磨加工所使用的機械。研磨模(水平平臺)上下夾住覆蓋著含磨粒的研磨劑的金屬,摩擦金屬和研磨模,進行加工。

 

電火花加工
  • 電火花成形加工機,細孔電火花加工機,線切割機床
    電火花加工機是實施電火花加工的機械。在電極與金屬之間產生電弧放電,熔融金屬。電火花加工機有實施電火花成形加工的電火花成形加工機、實施細孔電火花加工的細孔電火花加工機、實施電極絲電火花加工的線切割機床。電火花成形加工能夠加工成模具的形狀,因此稍微復雜的三維形狀也能夠加工。另一方面,電極絲電火花是以線的方式切割金屬,因此無法切割三維形狀。

 

去除加工的加工事例

去除加工中能夠制作怎樣的金屬產品(零件)。我來介紹一例。

  • 切削加工
    這是使用加工中心制作的精密機器零件。制成具有多個孔、階梯差的復雜的形狀。
    齒輪、飛機發動機的渦輪等很多零件都使用切削加工制作。
    去除加工的加工事例之切削加工
  • 磨削加工
    當對金屬進行平面磨削加工時,所加工出的面能夠宛如鏡子般閃閃發光。
    有時也會對油缸的軸等閃閃發光的金屬零件實施磨削加工。
  • 電火花加工
    電火花加工能夠進行孔加工、外形加工、加入槽等的加工。
    電火花加工被用于樹脂的注塑成形用模具所需的鑲件、在博物館壓印花朵、動物面孔用的模具等復雜且高精度的機械零件的加工等。

 

總結

去除加工是代表性的金屬加工法,用于各種金屬零件(產品)的制造。大致分為切削加工、磨削加工、研磨加工、電火花加工這4種,使用適合各加工的機械、工具進行加工。實施去除加工的情況下,請正確理解各加工法的特征后選擇最佳的方法。

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