?常見(jiàn)的
精密機(jī)械加工方式是通過(guò)不同的刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)材料的高精度去除或成型,根據(jù)加工原理和應(yīng)用場(chǎng)景可分為以下幾類(lèi):
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一、切削加工(基礎(chǔ)的精密加工方式)
通過(guò)刀具對(duì)工件進(jìn)行切削,去除多余材料,獲得所需形狀和精度,適合金屬、塑料等材料。
車(chē)削加工
原理:工件旋轉(zhuǎn)(主運(yùn)動(dòng)),刀具沿軸向或徑向移動(dòng)(進(jìn)給運(yùn)動(dòng)),切削工件外圓、端面、內(nèi)孔等。
適用范圍:軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件(如電機(jī)軸、軸承套圈),可加工外圓、內(nèi)孔、螺紋、錐面等。
精度:尺寸公差可達(dá) IT6-IT8 級(jí),表面粗糙度 Ra0.8-1.6μm;精密車(chē)床可實(shí)現(xiàn) IT5 級(jí),Ra0.1-0.4μm。
銑削加工
原理:刀具旋轉(zhuǎn)(主運(yùn)動(dòng)),工件或刀具移動(dòng)(進(jìn)給運(yùn)動(dòng)),通過(guò)銑刀的多刀刃切削平面、溝槽、曲面等。
分類(lèi):
平面銑削:加工平面(如零件的上下表面);
輪廓銑削:加工復(fù)雜形狀(如齒輪齒形、異形槽);
三軸 / 五軸聯(lián)動(dòng)銑削:加工三維曲面(如模具型腔、葉輪葉片)。
精度:尺寸公差 IT7-IT9 級(jí),表面粗糙度 Ra1.6-3.2μm;精密銑削可達(dá) IT6 級(jí),Ra0.4-0.8μm。
磨削加工
原理:用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪(磨粒)對(duì)工件表面進(jìn)行微量切削,適合硬度較高的材料(如淬火鋼、硬質(zhì)合金)。
分類(lèi):
外圓磨削:加工軸類(lèi)零件外圓;
平面磨削:加工平板、模具模板的平面;
無(wú)心磨削:加工圓柱類(lèi)零件(如軸承滾子),無(wú)需固定工件中心;
坐標(biāo)磨削:高精度孔系、成型面加工(如精密模具導(dǎo)柱孔)。
精度:尺寸公差 IT5-IT7 級(jí),表面粗糙度 Ra0.02-0.8μm,可控制形位誤差(如平面度≤0.001mm/100mm)。
鏜削加工
原理:刀具旋轉(zhuǎn)(或工件旋轉(zhuǎn)),刀具軸向移動(dòng),對(duì)已有孔進(jìn)行擴(kuò)大或精密加工,提高孔的尺寸精度和圓度。
適用范圍:箱體類(lèi)零件的孔系(如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、機(jī)床主軸箱),可保證孔的同軸度、垂直度。
精度:尺寸公差 IT6-IT8 級(jí),表面粗糙度 Ra0.8-1.6μm。
鉆削與鉸削
鉆削:用鉆頭在工件上加工孔(從無(wú)到有),精度較低(IT10-IT12 級(jí)),需配合后續(xù)加工;
鉸削:用鉸刀對(duì)已加工的孔進(jìn)行精加工,提高尺寸精度和表面質(zhì)量,公差可達(dá) IT6-IT7 級(jí),Ra0.4-1.6μm,適合中小直徑孔(≤50mm)。
二、特種加工(針對(duì)難切削材料或復(fù)雜形狀)
不依賴(lài)傳統(tǒng)刀具切削,通過(guò)電、熱、光等能量實(shí)現(xiàn)材料去除,適合高硬度、高韌性材料(如陶瓷、硬質(zhì)合金)或復(fù)雜細(xì)微結(jié)構(gòu)。
電火花加工(EDM)
原理:在絕緣液體中,工具電極與工件之間產(chǎn)生脈沖放電,利用高溫熔化 / 氣化工件材料,實(shí)現(xiàn) “以電代刀”。
分類(lèi):
電火花成形加工:加工模具型腔、異形孔(如沖模、注塑模);
電火花線(xiàn)切割(WEDM):用金屬絲(鉬絲、銅絲)作為電極,切割復(fù)雜輪廓(如精密齒輪、異形零件)。
精度:尺寸公差 ±0.001-0.01mm,表面粗糙度 Ra0.1-1.6μm,適合加工淬火鋼、硬質(zhì)合金等。
電解加工
原理:利用電解反應(yīng)(陽(yáng)極溶解),工件接正極,工具接負(fù)極,在電解液中通過(guò)離子遷移去除工件材料。
特點(diǎn):無(wú)機(jī)械應(yīng)力、無(wú)刀具磨損,適合加工復(fù)雜曲面(如汽輪機(jī)葉片)和高硬度材料。
精度:尺寸公差 IT7-IT9 級(jí),表面粗糙度 Ra0.2-0.8μm。
激光加工
原理:高能量激光束聚焦于工件表面,瞬間熔化 / 氣化材料,實(shí)現(xiàn)切割、打孔、雕刻等。
適用場(chǎng)景:精密小孔(直徑 0.01-0.1mm)、微槽加工(如電子元件引線(xiàn)孔),或脆性材料(玻璃、陶瓷)切割。
精度:定位精度可達(dá) ±0.001mm,切口光滑,熱影響區(qū)小。
三、精密成型加工(少量材料去除,側(cè)重形狀保持)
通過(guò)模具或工具對(duì)工件進(jìn)行擠壓、軋制等,實(shí)現(xiàn)高精度成型,適合批量生產(chǎn)。
滾壓加工
原理:用硬質(zhì)滾輪在工件表面施加壓力,使表層材料產(chǎn)生塑性變形,修正表面粗糙度并提高硬度。
適用:軸類(lèi)零件外圓、孔內(nèi)壁的精密光整(如液壓油缸內(nèi)壁),表面粗糙度可從 Ra1.6μm 降至 Ra0.02μm。
珩磨加工
原理:用珩磨頭(含磨條)在孔內(nèi)作旋轉(zhuǎn)和往復(fù)運(yùn)動(dòng),對(duì)孔進(jìn)行精整加工,去除微量材料。
特點(diǎn):可提高孔的圓度、圓柱度,適合發(fā)動(dòng)機(jī)缸套、液壓閥孔等,精度可達(dá) IT5 級(jí),Ra0.02-0.2μm。
研磨與拋光
研磨:用研磨劑(磨粒 + 研磨液)在工件與研具之間摩擦,去除微米級(jí)材料,適合平面、球面等(如量塊、鏡片),精度可達(dá) 0.1μm 級(jí);
拋光:用軟質(zhì)磨具(如羊毛輪)或化學(xué)試劑,進(jìn)一步降低表面粗糙度(Ra≤0.01μm),獲得鏡面效果。
四、數(shù)控加工(自動(dòng)化精密加工的核心)
上述加工方式結(jié)合數(shù)控技術(shù)(CNC) 后,形成高精度自動(dòng)化加工,如:
CNC 車(chē)床 / 銑床:通過(guò)程序控制刀具軌跡,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的批量精密加工;
五軸加工中心:多軸聯(lián)動(dòng)可加工復(fù)雜曲面(如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片),定位精度可達(dá) ±0.0005mm;
精密數(shù)控磨床:結(jié)合在線(xiàn)測(cè)量與補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度(如半導(dǎo)體行業(yè)的硅片磨削)。